Kompyuter qanday ishlaydi?

Dasturlashni o'rganishdan oldin dasturlarimiz «yashaydigan uy» — kompyuter bilan tanishib olaylik. Xavotir olmang: bu darsda hali kod yozmaymiz, faqat asosiy tushunchalarni oydinlashtiramiz.

Bu darsda

Kompyuter nima va u qanday ishlarni bajaradi
Kompyuterning asosiy qismlari: protsessor, operativ xotira, disk
Kiritish va chiqarish qurilmalari
Nega kompyuter hamma narsani 0 va 1 ko'rinishida saqlaydi
Bit va bayt nima

Kompyuter — buyruq bajaruvchi mashina

Kompyuter — ma'lumotni qabul qiladigan, uni qayta ishlaydigan, saqlaydigan va natijani ko'rsatadigan qurilma. Faqat noutbuk yoki stol kompyuteri emas: telefoningiz, bankomat, aqlli soat, hatto zamonaviy kir yuvish mashinasi va avtomobil ichida ham kompyuter bor.

Kompyuterning eng muhim xususiyati shundaki, u o'zicha hech narsa o'ylab topmaydi. U faqat unga berilgan buyruqlarni bajaradi — lekin juda tez va charchamasdan. Zamonaviy kompyuter bir soniyada milliardlab oddiy amalni bajara oladi.

Kompyuterni juda tirishqoq, lekin hamma gapni so'zma-so'z tushunadigan yordamchi deb tasavvur qiling. Unga «choy damlab ber» desangiz, tushunmaydi. Lekin «choynakni ol, ichiga bir qoshiq choy sol, suv qaynat, qaynoq suvni choynakka quy, besh daqiqa kut» deb har bir qadamni aniq aytsangiz, aynan shunday bajaradi.

Dasturlash — mana shu aniq qadamlarni kompyuter tushunadigan tarzda yozish san'ati.

Har qanday kompyuter to'rt ish qiladi

Kompyuter qanchalik murakkab bo'lmasin, uning ishi doim to'rt bosqichdan iborat:

Kiritish (inglizcha input) — ma'lumotni qabul qiladi: klaviatura, sichqoncha, sensorli ekran, mikrofon, kamera orqali.
Qayta ishlash (processing) — hisoblaydi, taqqoslaydi, qaror qabul qiladi. Bu ishni protsessor bajaradi.
Saqlash (storage) — ma'lumotni eslab qoladi: operativ xotirada yoki diskda.
Chiqarish (output) — natijani ko'rsatadi: ekranda, karnayda, printerda.

Masalan, telefondagi kalkulyatorda 7 × 8 ni hisoblaysiz: tugmalarni bosasiz (kiritish), telefon hisoblaydi (qayta ishlash), sonlarni eslab turadi (saqlash) va ekranda 56 paydo bo'ladi (chiqarish).

Bu to'rt bosqichni yodda tuting. Keyingi darslarda yozadigan deyarli har bir dasturimiz ham shunday tuziladi: foydalanuvchidan ma'lumot olamiz, uni hisoblaymiz va natijani ekranga chiqaramiz.

Kompyuterning asosiy qismlari

Qism	Vazifasi	Odamga o'xshatsak
Protsessor (CPU)	Buyruqlarni bajaradi, hisoblaydi, taqqoslaydi	Miya
Operativ xotira (RAM)	Hozir ishlayotgan dasturlar va ma'lumotlarni vaqtincha saqlaydi	Qisqa muddatli xotira
Doimiy xotira (disk: SSD yoki HDD)	Fayllar va dasturlarni uzoq muddat saqlaydi	Daftar yoki kitob javoni
Kiritish qurilmalari	Tashqaridan ma'lumot qabul qiladi	Ko'z, quloq
Chiqarish qurilmalari	Natijani tashqariga ko'rsatadi	Ovoz, imo-ishora

Protsessor — kompyuterning «miyasi»

Protsessor (inglizcha CPU — Central Processing Unit, «markaziy hisoblash qurilmasi») — barmoq tirnog'idek kichik chip. Uning ichida milliardlab mayda elektron kalitlar — tranzistorlar bor. Protsessor buyruqlarni birin-ketin o'qiydi va bajaradi: «bu ikki sonni qo'sh», «natijani xotiraga yoz», «agar son noldan katta bo'lsa, falon buyruqqa o't».

Protsessor tezligi gigagerts (GHz) bilan o'lchanadi. 3 GHz — protsessor bir soniyada taxminan 3 milliard «qadam» qila oladi degani.

Operativ xotira va disk

Kompyuterda ikki xil xotira bor va ularning farqini tushunish juda muhim:

Operativ xotira (RAM) juda tez ishlaydi, lekin kompyuter o'chishi bilan undagi hamma narsa o'chib ketadi.
Disk sekinroq, lekin undagi ma'lumot kompyuter o'chganda ham saqlanib qoladi.

Matn yozayotganda «Saqlash» tugmasini bosish kerakligi sababi ham shu: yozganingiz avval faqat operativ xotirada turadi, «Saqlash» esa uni diskka yozib qo'yadi.

Oshxonani tasavvur qiling. Muzlatkich va javonlar — bu disk: mahsulotlar u yerda uzoq saqlanadi. Pishirish stoli — bu operativ xotira: hozir kerakli narsalarni chiqarib qo'yasiz va ular bilan tez ishlaysiz. Oshpaz esa — protsessor. Stol qancha katta bo'lsa, oshpaz shuncha ko'p taomni bir vaqtda tayyorlay oladi. Ish tugagach, stol tozalanadi, lekin muzlatkichdagi mahsulotlar joyida qoladi.

Nega 0 va 1?

Protsessor ichidagi har bir tranzistor xuddi chiroq o'chirgichiga o'xshaydi: u faqat ikki holatda bo'ladi — tok bor yoki tok yo'q. Bu ikki holatni 1 va 0 deb belgilashadi.

Shuning uchun kompyuter hamma narsani — sonlarni, harflarni, rasmlarni, musiqani, videoni — 0 va 1 lardan iborat uzun ketma-ketlik sifatida saqlaydi. Faqat ikki raqamdan foydalanadigan bu sanoq tizimi ikkilik (yoki binar) tizim deyiladi.

Birlik	Hajmi	Taxminan nimaga yetadi
Bit	bitta 0 yoki 1	«ha» yoki «yo'q» javobi
Bayt	8 bit	bitta lotin harfi
Kilobayt (KB)	1024 bayt	yarim sahifa matn
Megabayt (MB)	1024 KB	bitta telefon rasmi (2–4 MB)
Gigabayt (GB)	1024 MB	bitta film (1–4 GB)
Terabayt (TB)	1024 GB	yuz minglab rasmlar

Ikkilik sonlar qanday o'qiladi

Biz odatda foydalanadigan o'nlik tizimda har bir xona o'ngdagisidan 10 marta katta: birlar, o'nlar, yuzlar, minglar. Masalan, 352 = 3 × 100 + 5 × 10 + 2 × 1.

Ikkilik tizimda esa har bir xona o'ngdagisidan 2 marta katta: 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128. Qaysi xonada 1 tursa, o'sha xonaning qiymati qo'shiladi:

1011 = 8 + 0 + 2 + 1 = 11

Quyidagi sakkizta katakcha — bitta bayt. Har bir katakchani bosib, 0 ni 1 ga (yoki aksincha) almashtiring va qanday son hosil bo'lishini kuzating:

Hozir katakchalarda 01000001 turibdi: 64 + 1 = 65. Kompyuter harflarni ham son sifatida saqlaydi: har bir belgiga o'z raqami beriladi. Masalan, ASCII deb ataladigan jadvalda «A» harfi — 65, «B» — 66, kichik «a» esa — 97. O'zbekcha, kirillcha, xitoycha harflar va hatto emojilar uchun esa kengroq Unicode jadvali ishlatiladi.

Ikkilik sonlarni yodlash shart emas — dasturlash tillari ular bilan o'zi ishlaydi. Bu yerda asosiy g'oyani tushunish muhim: kompyuter ichida hamma narsa son, sonlar esa 0 va 1 lardan iborat.

Dastur qayerda yashaydi?

Telegram, kalkulyator yoki o'yin — bularning barchasi dasturlar. Dastur diskda oddiy fayl sifatida saqlanadi. Uni ochganingizda quyidagilar sodir bo'ladi:

Kompyuter dastur faylini diskdan o'qiydi.
Uni operativ xotiraga yuklaydi.
Protsessor dasturdagi buyruqlarni birin-ketin bajara boshlaydi.

Mana shu buyruqlar ro'yxatini yozish — dasturchining ishi. Keyingi darsda dastur va uning rejasi — algoritm haqida gaplashamiz.

Mashqlar

1-mashq Qurilmalarni ajrating

Quyidagi qurilmalarni ikki guruhga — kiritish va chiqarish qurilmalariga ajrating: sensorli ekran, karnay, mikrofon, kamera, printer, naushnik, sichqoncha, klaviatura.

Javobni ko'rish

Kiritish: mikrofon, kamera, sichqoncha, klaviatura.
Chiqarish: karnay, printer, naushnik.
Sensorli ekran — ikkalasi ham: u barmoq tegishini qabul qiladi (kiritish) va tasvirni ko'rsatadi (chiqarish).

2-mashq Bitlar bilan o'ynang

Yuqoridagi bitlar o'yinchog'idan foydalanib:

10 sonini hosil qiling.
«B» harfini hosil qiling.
Bir baytga sig'adigan eng katta son nechaga teng?

Javobni ko'rish

00001010 — 8 + 2 = 10.
«B» — 66, ya'ni 01000010 — 64 + 2.
Hamma bitlar 1 bo'lsa: 11111111 = 128 + 64 + 32 + 16 + 8 + 4 + 2 + 1 = 255. Demak, bitta baytda 256 xil qiymat (0 dan 255 gacha) saqlash mumkin.

3-mashq O'ylab ko'ring

Telefoningizdagi «Kalkulyator» ilovasini oching va 125 + 375 ni hisoblang. Bu jarayonda kiritish, qayta ishlash, saqlash va chiqarish bosqichlari qaysi paytda sodir bo'lganini o'zingizga tushuntirib bering.

Javobni ko'rish

Raqam va «+» tugmalarini bosish — kiritish. Kalkulyator birinchi sonni (125) siz ikkinchisini yozguningizcha eslab turadi — saqlash. «=» bosilganda protsessor qo'shadi — qayta ishlash. Ekranda 500 paydo bo'ladi — chiqarish.

O'zingizni sinang

Kompyuterning qaysi qismi buyruqlarni bajaradi va hisoblaydi?

Disk
Protsessor
Monitor
Klaviatura

To'g'ri! Protsessor (CPU) — kompyuterning «miyasi», barcha buyruqlarni u bajaradi.

Kompyuter to'satdan o'chib qolsa, qaysi xotiradagi ma'lumot yo'qoladi?

Operativ xotiradagi (RAM)
SSD diskdagi
Fleshkadagi
Hech biri yo'qolmaydi

To'g'ri. Operativ xotira tez, lekin vaqtinchalik: tok uzilishi bilan u tozalanadi. Shuning uchun ishni vaqti-vaqti bilan saqlab turish kerak.

Bir baytda nechta bit bor?

2
10
8
1024

To'g'ri. 1 bayt = 8 bit. 1024 esa kilobaytdagi baytlar soni.

Ikkilik tizimdagi 101 soni o'nlik tizimda nechaga teng?

To'g'ri: 4 + 0 + 1 = 5. Xonalar o'ngdan chapga: 1, 2, 4.

Quyidagilardan qaysi biri chiqarish qurilmasi?

Mikrofon
Klaviatura
Karnay
Kamera

To'g'ri. Karnay ovozni tashqariga chiqaradi. Qolganlari esa ma'lumotni kompyuterga kiritadi.

Xulosa

Kompyuter faqat unga berilgan buyruqlarni bajaradi — tez va aniq.
Har qanday kompyuter to'rt ish qiladi: kiritish, qayta ishlash, saqlash va chiqarish.
Protsessor buyruqlarni bajaradi, operativ xotira vaqtincha, disk esa doimiy saqlaydi.
Kompyuter ichida hamma narsa 0 va 1 lar ko'rinishida saqlanadi. Bitta 0 yoki 1 — bit, 8 bit — bayt.
Dastur — diskda saqlanadigan buyruqlar to'plami. Ishga tushganda u operativ xotiraga yuklanadi.