Kompyuter nima: apparat va dastur qanday hamkorlik qiladi

Qisqacha: Kompyuter — ma'lumotni qabul qiladigan, uni dastur aytgan tartibda qayta ishlaydigan va natijani ko'rsatadigan mashina. Uning qo'l bilan ushlasa bo'ladigan qismlari — apparat (hardware). Apparatga nima qilishni aytadigan ko'rsatmalar — dastur (software). Cho'ntagingizdagi telefon ham kompyuter.

Bu darsda

• Kompyuterning ishlash tamoyilini tushunasiz: kirish → qayta ishlash → saqlash → chiqish.
• Apparat (hardware) va dastur (software) farqini aniq ayta olasiz.
• Protsessor (CPU), tezkor xotira (RAM) va diskning vazifasini farqlaysiz.
• Firmware nima ekanini va kompyuter yoqilganda nima bo'lishini bilib olasiz.
• Dastur ishga tushganda disk, RAM va CPU qanday birga ishlashini kuzata olasiz.

Oldin bilishingiz kerak: Dasturlash nima va full-stack dasturchi kim?, Ish joyini tayyorlash va raqamli gigiyena.

1. Nega bu kerak?

Ish joyini tayyorlash darsida noutbuk tanlash haqida gaplashdik va "8 GB RAM", "SSD", "protsessor" degan so'zlarni ko'rdingiz. Bu darsda ular aslida nima ekanini va qanday birga ishlashini ko'ramiz.

Siz yozadigan har bir kod qatori — xoh u veb-sayt bo'lsin, xoh Telegram bot — oxir-oqibat temir va kremniydan yasalgan jismoniy mashinada ishlaydi.

Kompyuter ichini bilmasdan ham kod yozishni boshlash mumkin. Lekin bunday dasturchi mashina tuzilishini bilmaydigan haydovchiga o'xshaydi. Mashina yurib tursa, hammasi joyida. Ozgina muammo chiqsa, nega to'xtab qolganini tushunmay qoladi.

Yaxshi dasturchi esa quyidagi savollarga javob bera oladi:

• Bu ma'lumot hozir qayerda turibdi — tezkor xotiradami yoki diskdami?
• Nega dastur sekinlashib qoldi yoki "xotira yetmadi" degan xato berdi?
• Protsessor bu ishni qanchalik tez bajaradi?

Bu so'zlarning hammasini shu darsda birma-bir ko'ramiz.

2. Kompyuter aslida nima?

2.1 To'rt bosqichli zanjir

Eng sodda qilib aytganda, kompyuter — ma'lumotni qabul qiladigan, uni qayta ishlaydigan va natijani chiqaradigan mashina.

Uning butun ishi to'rt bosqichdan iborat zanjir:

1. Kirish (input): tashqi dunyodan ma'lumot olish.
2. Qayta ishlash (processing): olingan ma'lumot ustida hisob-kitob qilish.
3. Saqlash (storage): ma'lumotni vaqtincha yoki doimiy saqlab turish.
4. Chiqish (output): tayyor natijani odamga yoki boshqa qurilmaga berish.

 KIRISH             QAYTA ISHLASH         CHIQISH
┌────────────┐     ┌──────────────┐     ┌────────────┐
│ Klaviatura │───▶ │  CPU + RAM   │───▶ │   Ekran    │
│ Sichqoncha │     │(hisob-kitob) │     │ Dinamik    │
│ Mikrofon   │     └──────────────┘     │ Printer    │
└────────────┘            │             └────────────┘
                          ▼
                   ┌──────────────┐
                   │     DISK     │  (uzoq saqlash)
                   └──────────────┘

Keling, buni hayotiy misolda ko'ramiz. Siz Telegram'da do'stingizga xabar yozyapsiz:

• Barmoqlaringiz bilan harflarni bosdingiz — bu kirish.
• Qurilma qaysi harf bosilganini aniqladi va xabarni yuborishga tayyorladi — bu qayta ishlash.
• Xabar yuborilguncha xotirada turdi — bu saqlash.
• Xabar ekranda matn bo'lib ko'rindi — bu chiqish.

2.2 Kompyuter faqat stol ustidagi quti emas

Kompyuter deganda ko'pchilik monitor va klaviaturani tasavvur qiladi. Aslida yuqoridagi zanjir bo'yicha ishlaydigan har qanday qurilma — kompyuter:

• telefoningiz va planshetingiz;
• bankomat va do'kondagi to'lov terminali;
• smart soat va aqlli televizor;
• hatto zamonaviy kir yuvish mashinasi ichidagi kichik boshqaruv platasi.

Saytlar va ilovalar ishlaydigan serverlar ham kompyuter. Faqat ularning ekrani yo'q va ular kechayu kunduz yoqiq turadi.

2.3 Kirish va chiqish qurilmalari

Tekshirib ko'ring: Sichqoncha kirish qurilmasimi yoki chiqish qurilmasi? Telefonning sensorli ekrani-chi?

3. Apparat (hardware) nima?

Apparat (hardware) — kompyuterning qo'l bilan ushlab, ko'z bilan ko'rsa bo'ladigan jismoniy qismlari. Korpus, simlar, mikrosxemalar, klaviatura, ekran — hammasi apparat.

Kompyuter korpusini ochsangiz, ichida eng muhim uchta qismni ko'rasiz. Ularni oshxona misolida tushuntiramiz.

3.1 Protsessor (CPU) — oshpaz

Protsessor (CPU, Central Processing Unit) — barcha hisob-kitoblarni bajaradigan mikrosxema. U sonlarni qo'shadi, ayiradi, solishtiradi va ko'rsatmalarni birin-ketin bajaradi.

CPU — chaqqon oshpaz. U retseptni qadamma-qadam bajaradi, lekin o'zida deyarli hech narsa saqlamaydi. Masalliqlarni boshqa joydan olib ishlaydi.

Kompyuterlarda ko'pincha Intel, AMD yoki Apple protsessorlari bo'ladi. Telefonlarda — Qualcomm Snapdragon, MediaTek yoki Apple. Protsessor ichini CPU darsida batafsil ko'ramiz.

3.2 Tezkor xotira (RAM) — oshpazning ish stoli

Tezkor xotira (RAM, Random Access Memory) — hozir ishlab turgan dasturlar va ularning ma'lumotlari vaqtincha turadigan joy.

Oshpazning ish stolini tasavvur qiling. Ovqat tayyorlayotganda taxtakach, pichoq, piyoz va go'sht stol ustida turadi. Hammasi qo'l ostida, tez olib ishlatiladi.

Ish tugab, oshxona yopilganda stol tozalab qo'yiladi. RAM ham shunday: kompyuter o'chganda RAM ichidagi hamma narsa o'chib ketadi. Shuning uchun RAM uchuvchan xotira (volatile memory) deyiladi.

3.3 Disk (SSD yoki HDD) — omborxona

Disk — ma'lumotni doimiy saqlaydigan xotira. Operatsion tizim, o'rnatilgan dasturlar, rasmlar va siz yozgan kod fayllari diskda turadi.

Kompyuter o'chsa ham, diskdagi ma'lumot yo'qolmaydi. Bu oshxonadagi omborxona yoki muzlatkich. U yerdan masalliq olib kelish biroz vaqt oladi, lekin masalliq haftalab saqlanadi.

Disk ikki xil bo'ladi:

• HDD (hard disk drive) — ichida aylanadigan magnit plastinka bor eski turdagi disk. Arzon, lekin sekin va zarbadan qo'rqadi.
• SSD (solid-state drive) — harakatlanuvchi qismi yo'q, faqat mikrosxemalardan iborat disk. HDD dan ko'p marta tez.

Telefoningizdagi "ichki xotira" (masalan, 128 GB) ham aslida SSD ga o'xshash disk. Fleshka ham shu texnologiyada ishlaydi.

3.4 Hammasini bog'laydigan qismlar

Uchta asosiy qismdan tashqari yana bir nechtasi bor. Ularni hozir faqat tanib qo'ying:

• Anakart (motherboard) — hamma qismlar ulanadigan katta plata. U shahar yo'llariga o'xshaydi: ma'lumot CPU, RAM va disk o'rtasida shu "yo'llar" orqali yuradi.
• Videokarta (GPU) — ekranga rasm chizishga ixtisoslashgan alohida protsessor. O'yinlar, video montaj va sun'iy intellekt uchun juda muhim.
• Quvvat bloki yoki batareya — hamma qismlarni tok bilan ta'minlaydi.

Tekshirib ko'ring: Noutbuk to'satdan o'chib qoldi. Qaysi biri saqlanib qoladi: kecha saqlangan rasm yoki hozirgina yozilgan, lekin saqlanmagan matn?

Bo'sh joyni to'ldiring: kompyuter o'chganda ichidagi hamma narsa o'chib ketadigan tezkor xotira — .

4. Dastur (software) va firmware

Temirning o'zi hech narsa qila olmaydi. Unga nima qilishni aytadigan ko'rsatmalar kerak. Bu — dastur.

Dastur (software) — apparatni boshqaradigan ko'rsatmalar to'plami. Birinchi darsda aytganimizdek, dastur — kompyuter bajaradigan aniq va tartibli ko'rsatmalar. Uni qo'l bilan ushlab bo'lmaydi, u diskda fayl bo'lib saqlanadi.

Yana bir so'zni farqlab olaylik. Ma'lumot (data) — dastur ustida ishlaydigan narsa: rasm, xabar, qo'shiq, jadval. Dastur — "nima qilish kerak", ma'lumot — "nima ustida". Ikkalasini ham ushlab bo'lmaydi va ikkalasi ham diskda fayl bo'lib turadi.

Dasturlar uch qatlamga bo'linadi:

1. Firmware — qurilmaning o'z chipiga zavodda yozib qo'yilgan eng quyi dastur. Kompyuter tugmasini bosganingizda birinchi bo'lib aynan u uyg'onadi.
2. Operatsion tizim — Windows, macOS, Linux, telefonda Android yoki iOS. U apparat bilan boshqa dasturlar o'rtasidagi asosiy vositachi. Uni alohida darsda batafsil ko'ramiz.
3. Amaliy dasturlar (ilovalar) — siz har kuni ishlatadigan brauzer, VS Code, Telegram, o'yinlar.

4.1 Firmware haqida batafsilroq

Kompyuterning asosiy firmware'i anakartda turadi. Uning ikki nomini uchratasiz:

• BIOS — eski kompyuterlardagi firmware nomi.
• UEFI — BIOS ning zamonaviy o'rinbosari. Ko'pchilik uni ham odatiga ko'ra "BIOS" deb ataydi.

Firmware faqat kompyuterda emas. Telefon, Wi-Fi router, printer, hatto SSD diskning o'zida ham o'z firmware'i bor. Telefoningizga keladigan "tizim yangilanishi" ba'zan firmware'ni ham yangilaydi.

Bo'sh joyni to'ldiring: kompyuter yoqilganda birinchi bo'lib uyg'onadigan, chipga yozib qo'yilgan dastur deyiladi.

5. Hammasi birga: kompyuter qanday "jonlanadi"?

Endi qismlarni bilamiz. Keling, ular qanday birga ishlashini ko'raylik.

5.1 Kompyuter yoqilganda

1. Siz tugmani bosasiz. Hamma qismlarga tok keladi.
2. Firmware uyg'onadi va qismlarni tekshiradi: RAM bormi, disk ulanganmi.
3. Firmware diskdan operatsion tizimni topadi va uni RAM'ga yuklaydi.
4. Operatsion tizim ishga tushadi. Siz ekranda ish stolini ko'rasiz.

5.2 Siz dasturni ochganda

Telegram belgisini bosdingiz deylik. Ichkarida mana bu bo'ladi:

flowchart LR
    D["Disk: Telegram fayli"] -->|"1. nusxasi yuklanadi"| R["RAM: ishlayotgan Telegram"]
    R -->|"2. ko'rsatmalar"| C["CPU: bajaradi"]
    K["Klaviatura"] -->|"3. siz yozasiz"| C
    C -->|"4. natija"| E["Ekran"]
    C -->|"5. saqlash"| D

1. Operatsion tizim Telegram faylini diskdan topadi va uning nusxasini RAM'ga ko'chiradi.
2. CPU RAM'dagi ko'rsatmalarni birin-ketin bajaradi.
3. Siz klaviaturada yozasiz — bu kirish.
4. Natija ekranga chiqadi — bu chiqish.
5. Saqlanishi kerak bo'lgan narsa diskka yoziladi.

Asosiy g'oya: dastur diskda uxlaydi, RAM'da uyg'oq turadi, CPU'da bajariladi.

Tekshirib ko'ring: Dastur ishlashi uchun u qayerdan qayerga ko'chirilishi kerak?

6. Ko'p uchraydigan xatolar va tushunmovchiliklar

6.1 RAM bilan disk hajmini chalkashtirish

Do'konda telefonlar ko'pincha "8/256 GB" deb yoziladi. Birinchi son — RAM, ikkinchisi — disk (ichki xotira). Ikkalasini ham oddiy tilda "xotira" deyishadi, chalkashlik shundan.

Ko'pchilik "Xotirasi 512 GB, demak tez ishlaydi" deb o'ylaydi. Aslida 512 GB — disk, u nechta rasm va dastur sig'ishini bildiradi. Bir vaqtda ko'p dasturni qotmasdan ochish esa RAM'ga bog'liq (8 GB, 16 GB). Ish stoli tor bo'lsa, omborxona qanchalik katta bo'lmasin, oshpaz baribir qiynaladi.

6.2 Faylni saqlamasdan kompyuterni o'chirish

Kod yozayotganingizda harflar avval RAM'da turadi. Faylni saqlamasangiz (Ctrl + S) va tok o'chib qolsa, yozganlaringiz yo'qoladi. Chunki ular hali diskka ko'chirilmagan edi.

Maslahat: VS Code'da saqlanmagan fayl nomi yonida kichik oq doiracha (●) ko'rinadi. Uni ko'rsangiz — Ctrl + S bosing. File → Auto Save yoqilsa, VS Code o'zi saqlab boradi.

6.3 Har bir sekinlikda protsessorni ayblash

Kompyuter sekinlashsa, ko'pchilik "protsessor kuchsiz ekan" deydi. Ko'pincha sababi boshqa: eski HDD yoki yetishmayotgan RAM.

RAM to'lib qolsa, operatsion tizim diskning bir qismini "qo'shimcha RAM" sifatida ishlata boshlaydi. Disk RAM'dan ancha sekin, shuning uchun hamma narsa qotib qoladi.

Maslahat: Windows'da Ctrl + Shift + Esc bosing — Task Manager (vazifalar menejeri) ochiladi. Memory ustunida qaysi dastur qancha RAM ishlatayotgani ko'rinadi. macOS'da buning nomi — Activity Monitor.

7. Mashqlar

1-mashq (oson): Apparat, dastur yoki ma'lumot?

Quyidagilarning har biri apparatmi, dasturmi yoki ma'lumotmi?

1. Noutbuk ekrani.
2. Google Chrome brauzeri.
3. Sichqoncha ichidagi sensor.
4. Windows 11 operatsion tizimi.
5. 16 GB lik RAM platasi.
6. Telegram orqali kelgan ovozli xabar.

2-mashq (o'rta): Ma'lumot zanjirini tahlil qilish

Malika noutbukda kalkulyator dasturini ochdi. Klaviaturada 25 * 4 deb yozib, Enter bosdi. Ekranda 100 chiqdi.

Bu jarayonda to'rtta bosqich (kirish, saqlash, qayta ishlash, chiqish) qanday ishladi? Kalkulyator dasturi qayerdan qayerga yuklangan edi?

3-mashq (qiyin): Nosozlik sababini topish

Ali yangi noutbuk sotib oldi: 8 GB RAM, 512 GB SSD. U 10 ta brauzer oynasi va kod muharririni ochganda noutbuk qotib qola boshladi. Diskda esa hali 400 GB bo'sh joy bor.

1. Nega noutbuk qotmoqda? Bo'sh disk joyi nega yordam bermayapti?
2. Buni qanday tekshirsa bo'ladi?
3. Aliga qaysi qismni kuchaytirishni maslahat berasiz?

8. Real ishda

• Serverlar ham kompyuter. Saytingizni internetga chiqarganda, kimningdir kompyuterini ijaraga olasiz. Tariflar aynan shu darsdagi so'zlar bilan yoziladi: "2 CPU, 4 GB RAM, 80 GB SSD". Narx ham RAM va CPU miqdoriga qarab o'zgaradi.
• Dastur qancha RAM yeyishini kuzatish. Payme yoki Click kabi tizimlarda bir vaqtda minglab odam to'lov qiladi. Agar kod har bir to'lovdan keyin RAM'ni bo'shatmasa, server xotirasi asta-sekin to'lib, oxiri qotib qoladi. Dasturchilar buni maxsus vositalar bilan kuzatadi.
• Tez-tez kerakli ma'lumotni RAM'da ushlab turish — keshlash deyiladi. Bu g'oyani xotira ierarxiyasi darsida ko'ramiz.
• Intervyuda boshlang'ich savollardan biri: "RAM va disk farqi nima?" Endi bunga javob bera olasiz.

Xulosa

• Kompyuter kirish → qayta ishlash → saqlash → chiqish zanjirida ishlaydi. Telefon ham, server ham kompyuter.
• Apparat (hardware) — ushlasa bo'ladigan qismlar. Dastur (software) — ularni boshqaradigan ko'rsatmalar.
• CPU hisoblaydi, RAM ishlayotgan narsani vaqtincha tutadi, disk doimiy saqlaydi.
• RAM tok o'chganda tozalanadi, diskdagi ma'lumot esa qoladi — shuning uchun Ctrl + S muhim.
• Firmware kompyuterni birinchi bo'lib uyg'otadi va operatsion tizimni diskdan RAM'ga yuklaydi.
• Dastur diskda saqlanadi, RAM'ga yuklanadi va CPU'da bajariladi.

Keyingi dars: Nega 0 va 1: ikkilik sanoq sistemasi — kompyuter nega hamma narsani faqat ikki raqam bilan yozishini ko'ramiz.