Սարքախումբ

Սարքախումբ (hardware), համակարգչի ֆիզիկական մասեր ու բաղադրիչներ, ինչպիսիք են էկրանը, ստեղնաշարը, ինֆորմացիա պահող սարքերը, գրաֆիկ քարտը, ձայնային քարտը և մայրատախտակը^[1]։ Եվ ճիշտ հակառակը` ծրագրախումբը (software) այն հրամաններն են, որոնք կարող են պահվել և օգտագործվել սարքախմբի կողմից։

Սարքախումբը օգտագործվում է ծրագրախմբի կողմից որևէ հրաման կամ ցուցում իրագործելու համար։ Սարքախմբի և ծրագրախմբի համախմբությունը կազմում է համակարգչային օգտագործելի համակարգը։

Վոն Նյումանի ճարտարապետությունը

Նորագույն բոլոր համակարգիչների հիմքում ընկած է Վոն Նյումանի ճարտարապետությունը, որը նկարագրվել է մաթեմատիկոս Ջոն վոն Նյումանի 1945 թվականի հոդվածում։ Այն իրենից ներկայացնում էր էլեկտրոնային թվային համակարգչի ճարտարապետություն, որը կազմված էր մի քանի ենթաբաժանումներից։ Առաջինը գործավար մասն է, որը կազմված է թվաբանական տրամաբանություն ունեցող մասից և պրոցեսորի ռեգիստրներից։ Մյուս մասերն են ղեկավար մասը, որը պարունակում է հրամանային ռեգիստր և ծրագրային հաշվիչ, ինֆորմացիան և հրամանները պահեստավորելու համար օգտագործվող հիշողությունը, ներքին պահեստավորման տիրույթը և ներածման ու արտածման մեխանիզմները^[2]։ Տերմինի իմաստը վերաճել է պահեստավորված ծրագրային համակարգի, որտեղ հրամանների ստացումը և ինֆորմացիայի օգտագործումը չեն կարող միաժամանակ տեղի ունենալ, քանի որ նրանք նույն տիրույթն են կիսում։ Սա կոչվում է Վոն Նյումանի արգելք և սահմանափակում է համակարգի աշխատանքը^[3]։

Վաճառք

Երրորդ տարին անընդմեջ ԱՄՆ բիզնեսային հեռուստաալիքի վաճառքները աճել են` ավարտելով տարին մոտավորապես 6 տոկոսով` 61.7 միլիարդ դոլարով։ Սա շատ տպավորիչ և արագ աճ էր։ Վաճառքի աճը ավելացավ 2012 թվականի վերջին` հասնելով 6.9 տոկոսի^[4]։

Տարբեր համակարգեր

Այսօր շատ տարբեր համակարգչային համակարգերի տեսակներ են օգտագործվում։

Անձնական համակարգիչ

Անձնական համակարգիչը, որը կրճատ հայտնի է ԱՀ անվամբ, ամենաօգտագործվող տեսակներից է իր բազմակողմանիության և համեմատաբար ցածր գնի շնորհիվ։ Փոքր համակարգիչները (laptops) շատ նման են, չնայած ավելի քիչ էներգիա են ծախսում և մասերը ավելի փոքր չափսեր ունեն, ուստի նրանց օգտագործելիությունն էլ ավելի ցածր մակարդակ ունի։

Պաշտպանավահանակ (Case)

Այս համակարգիչները փակում են համակարգի շատ մասեր։ Այն մեխանիկական աջակցություն է ցույց տալիս և պաշտպանում է ներքին տարրերը, ինչպիսիք են մայրատախտակը (motherboard), սկավառակավարները (disk drives), էներգամատակարարները (power supplies), և կառավարում և ուղղում է զովացնող օդի շերտը դեպի ներքին մասեր։ Պաշտպանավահանակը նաև համակարգի այն մասի բաղադրիչն է, որը ղեկավարում է համակարգչի կողմից ռադիոճառագայթված էլեկտրամագնիսական միջերեսը և պաշտպանում է ներքին մասերը էլեկտոստատիկ արտահոսքից։ Մեծ աշտարակների նման պաշտպանավահանակները ապահովում են լրացուցիչ ներքին տարածություն մի շարք սկավառակավարների և այլ արտաքին սարքերի համար, մինչդեռ աշխատասեղանի պաշտպանավահանակները շատ քիչ ազատ տարածք են թողնում։ Apple-ի կողմից նախագծված բոլորը մեկում iMac-ը և նրա նման տեսակները ներառում են տեսացուցադրող սարք (video display) ` կառուցված նույն պաշտպանավահանակի վրա։ Տեղափոխելի և փոքր համակարգիչները կարիք ունեն այնպիսի պաշտպանավահանակների, որ պաշտպանական ազդեցություն են թողնում համալիրի վրա։ Փոքր համակարգիչներում նոր արված փոփոխություններից է կցված ստեղնաշարը, որը թույլ է տալիս համակարգին կարգավորվել որպես սենսորային թաբլեթ։ Զբաղմունքային մակարդակում աշխատողները կարող են զարդարել պաշտպանավահանակները գունավոր լույսերով, նկարներով և այլ ձևերով. այս զբաղմունքը կոչվում է պաշտպանավահանակի վերաձևավորում։

Էներգամատակարար

Էներգամատակարարի հատվածը փոխակերպում է ընթացիկ էլեկտրական հոսքը ցածր լարման էներգիայի համակարգչի ներքին մասերի համար։ Փոքր համակարգիչները սովորաբար մի քանի ժամ կարող են աշխատել ներկառուցված մարտկոցով^[5]։

Մայրատախտակ (motherboard)

Մայրատախտակը համակարգչի հիմնական մասն է։ Այն ինտեգրալ սխեմայով տախտակ է, որը միացնում է համակարգչի այլ մասերը, ներառյալ CPU-ն, RAM-ը, սկավառակավարները (CD, DVD, կոշտ սկավառակ և այլն), և ցանկացած արտաքին մաս պորտերի կամ լրացուցիչ բլոկերի միջոցով։

Մայրատախտակին անմիջական միացվող կամ կցվող մասերը հետևյալն են.

• CPU-ն կատարում է համակարգչին ֆունկցիոնալություն տվող գրեթե բոլոր հաշվարկները և երբեմն համարվում է համակարգչի ուղեղը։ Այն գերտաքացումից խուսափում է հատուկ սարքերի միջոցով։ Շատ նոր CPU-եր ներառում են գրաֆիկական հատված։ Ժամացույցի արագությունը ղեկավարում է հրամանների կատարման արագությունը և չափվում է գեգահերցերով, իսկ արժեքները սովորաբար ընկած են 1-5 գեգահերցի սահմաններում։ Ժամանակակից շատ համակարգիչներ ունեն հնարավորություն շրջանցելու CPU-ի ժամանակը գերտաքացման հաշվին, ուստի կարիք ունեն բարելավված զովացման։
• Չիպսեթը, որը ներառում է հյուսիսային կամուրջը, իրականացնում է CPU-ի և համակարգի այլ մասերի միջև հաղորդակցությունը, ներառյալ հիմնական հիշողությունը։
• Random-access memory (RAM)-ն պահեստավորում է այն կոդը և ինֆորմացիոն, որը CPU-ի կողմից ակտիվորեն օգտագործվում է։ Օրինակ` երբ վեբ զննարկիչը բացվում է, հիշողություն է վերցնում, այն պահվում է RAM-ում այնքան, մինչև զննարկիչը փակվի։ RAM-ը սովորաբար լինում է 2GB, 4GB կամ 8GB, բայց կարող է շատ ավելի մեծ լինել։
• Read-only memory (ROM)-ն պահեստավորում է BIOS-ը, որն աշխատում է, երբ համակարգիչը միացվում է կամ էլ սկսում է աշխատանքը։ BIOS (Basic Input Output System)-ը ներառում է տարբեր խտածրագրեր։ Նոր մայրատախտակները օգտագործում են Unified Extensible Firmware Interface (UEFI) BIOSի փոխարեն։
• Կայաններ, որոնք միացնում են CPU-ն ներքին զանազան բաղադրիչների և գրաֆիկական ու ձայնային տարածական քարտերի։
• CMOS մարտկոց, որը միացնում է ամսաթվի և ժամանակի հիշողությունը BIOS չիպում։ Այս մարտկոցը հիմնականում ժամացույցի մարտկոց է։
• Տեսաքարտը (հայտնի է նաև գրաֆիկական քարտ անվամբ) իրականացնում է համակարգչի գրաֆիկան։ Առավել հզոր գրաֆիկական քարտերը օգտագործվում են ծանրակշիռ առաջադրանքներ կատարելու համար, ինչպիսիք են ինտենսիվ տեսախաղերը։

Տարածական քարտեր

Տարածական քարտը շրջատախտակ է, որը տեղադրվում է համակարգչի մայրատախտակի կամ ետնամասի ընդլայնման բլոկում, որպեսզի ավելացնեն համակարգչի ֆունկցիոնալություն ընդլայնման կայանների միջոցով։ Տարածական քարտերը օգտագործվում են այնպիսի առանձնահատկություններ ձեռք բերելու կամ ընդլայնելու համար, որոնք չեն առաջարկվում մայրատախտակի կողմից։

Պահեստասարքեր

Պահեստասարքը սարքախմբի այնպիսի միավոր է, որը օգտագործվում է տվյալների ֆայլերը և օբյեկտները պահելու, ազատելու կամ փոխանակելու համար։ Այս սարքերը կարող են պահեստավորել ինֆորմացիա ինչպես ժամանակավորապես, այնպես էլ մշտական, և կարող են լինել համակարգչի արտաքին և ներքին մասերում, սերվերում կամ հաշվողական ցանկացած սարքերում։ Ինֆորմացիայի պահեստավորումը համակարգչի հիմնական ֆունկցիան է և ֆունդամենտալ բաղադրիչը։

ֆիքսված մեդիասարքեր

Համակարգիչը օգտագործում է տարբեր մեդիասարքեր` ինֆորմացիա պահեստավորելու համար։ Կոշտ սկավառակները օգտագործվում էին ըստ էության բոլոր հին համակարգիչներում իրենց կարողությունների և ցածր գնի շնորհիվ, բայց ամուր կրիչները ավելի արագագործ են և ավելի էներգախնայող, չնայած ներկայումս յուրաքանչյուր գեգաբայթի համար ավել թանկ են, քան կոշտ կրիչները^[6], ուստի անձնական համակարգիչներում օգտագործվում են 2007-ից հետո^[7]։ Որոշ համակարգեր կարող են օգտագործել սկավառակների ղեկավարներ առավել արդյունավետության և վստահելի աշխատանքի համար։

Տեղափոխելի մեդիասարքեր

Համակարգիչների միջև ինֆորմացիա տեղափոխելու համար, USB կրիչներ կամ օպտիկական սկավառակներ են օգտագործվում։ Նրանց օգտագործելիությունը կախված է համակարգերի կողմից կարդալու հնարավորություն ունենալուց, մեքենաների մեծամասնությունը ունեն օպտիկական սկավառակավարներ և ըստ էության բոլոր ունեն գոնե մեկ USB պորտ։

Ներածման և արտածման արտաքին սարքեր

Ներածման և արտածման սարքերը հիմնականում տեղակայված են հիմնական համակարգչի արտաքին շասսեի վրա։ Դրանք կամ ստանդարտ են կամ ընդհանուր են շատ համակարգչային համակարգերի համար։

Ներածում

Ներածական սարքերը հնարավորություն են տալիս օգտագործողին դեպի համակարգ ինֆորմացիա տեղափոխել կամ ղեկավարել գործողությունները։ Անձնական շատ համակարգիչներ ունեն մկնիկ և ստեղնաշար, սակայն փոքր համակարգիչները հիմնականում օգտագործում են շոշափելի տարածք մկնիկի փոխարեն։ Ներածման այլ սաքեր են վեբտեսախցիկները, միկրոհեռախոսներ, սկաները և այլն։

Արտածում

Արտածման սարքերը ցուցադրում են ինֆորմացիան այնպիսի տեսքով, որ մարդը հնարավորություն ունենա կարդալու։ Այդպիսի սարքեր են տպիչները, խոսափողները, էկրանները և այլն։

Մեծամասշտաբ համակարգիչներ

Այս համակարգիչները չափազանց մեծ են և սովորաբար լինում են սենյակի չափ, արժեն հարյուր կամ հազար անգամ ավելի թանկ, քան անձնական համակարգիչները։ Սրանք նախատեսված են կառավարական կամ ձեռնարկատիրական ընկերություններում մեծաքանակ հաշվարկներ կատարելու համար։

Մասնավոր համակարգիչներ

1960-ական և 1970-ականներին շատ ու շատ մասնավոր հատվածներ սկսեցին օգտագործել ավելի էժան և մի գործողության վրա հիմնված համակարգեր, ինչպիսիք են գործընթացի ղեկավարում և լաբորատորիայի ավտոմատացումը։

Գերհամակարգիչներ

Գերհամակարգիչը գերազանցապես նման է հիմնամասային համակարգիչներին, սակայն նախատեսված է չափազանց պահանջված համակարգչային առաջադրանքների համար։ 2016-ի հուլիսի հաշվարկով աշխարհի ամենաարագագործ գերհամակարգիչը Sunway TaihuLight-ն է, որը նախագծվել է Չինաստանում` Ջիանգսուում<sup>[8]</sup>։ Գերհամակարգիչ տերմինը չի վերաբերում հատուկ տեխնոլոգիայի։ Ավելի շուտ այն ցույց է տալիս տրված ցանկացած ժամանակում ամենաարագ հաշվարկները։ 2011-ի կեսերին ամենաարագ գերհամակարգիչները կարող էին պարծենալ արագություն գերազանցող մեկ հարթակով կամ վայրկյանում 1 քուադրիլիոն (10^15 կամ 1,000 տրիլիոն) սահող կետով գործողություններ անելով։ Գերհամակարգիչները շատ արագ են, բայց միևնույն ժամանակ շատ թանկ արժեն, ուստի հիմնականում օգտագործվում են մեծ կազմակերպությունների կողմից այնպիսի հաշվարկների համար, որոնք պահանջում են հսկայական ինֆորմացիա պարունակող առաջադրանքներ։ Գերհամակարգիչները հիմնականում աշխատեցնում են ռազմական և գիտական հավելվածներ։ Չնայած դրանք միլիոնավոր դոլարներ արժեն, նաև օգտագործվում են կոմերցիալ հավելվածներում, որտեղ հսկայական ծավալով ինֆորմացիա պետք է վերլուծեն։ Օրինակ` մեծ բանկերը օգտագործում են գերհամակարգիչներ` ռիսկերը գնահատելու և տարբեր ներդրումային ռազմավարություններ մշակելու համար, բուժական կազմակերությունները օգտագործում են դրանք` հիվանդի մասին հսկայական ինֆորմացիան վերլուծելու և տարբեր հիվանդությունների և խնդիրների օպտիմալ բուժում նշանակելու համար։

Սարքախմբի նորացում

Սարքախմբի նորացում ասելով` հասկանում ենք նոր սարքի ավելացում համակարգչին, որ բարելավում է նրա աշխատանքը, հնարավորությունները և նոր առանձնահատկություններ ձևավորում։ Օրինակ` օգտագործողը կարող է սարքախմբի նորացում անել` փոխարինելով կոշտ կրիչը SSD-ով` աշխատանքը թարմացնելով կամ ավելացնելով այն ֆայերի քանակըը, որոնք կարող են պահեստավորվել։ Կամ էլ օգտագործողը կարող է մեծացնել RAM հիշողությունը, որպեսզի համակարգիչն ավելի հստակ աշխատի։ Օգտագործողը կարող է ավելացնել USB 3.0 ընդլայնումը, որ կարողանա ամբողջությամբ օգտագործել USB 3.0 սարքեր, կարող է թարմացնել GPU-ն լրացուցիչ էներգիա ստանալու նպատակով։ Նման նորացումները կարող են անհրաժեշտ լինել լրիվ հին համակարգիչներին, որպեսզի համապատասխանեն ծրագրերի համակարգի պահանջներին։

Վերամշակում

Քանի որ համակարգչի մասերը պարունակում են վտանգավոր նյութեր, հին մասերը վերամշակելու նոր աճող շարժում է սկսվել^[9]։ Համակարգչային սարքախումբը պարունակում է վնասակար քիմիական նյութեր` կապար, սնդիկ, նիկել և կադմիում։ EPA-ի համաձայն` այս նյութերը ունեն վնասակար ազդեցություն միջավայրի վրա, քանի դեռ ճիշտ չեն տեղադրված։ Սարքախումբ պատրաստելը պահանջում է էներգիա, իսկ մասերը վերամշակելը կնվազեցնի օդի աղտոտվածությունը, ջրի աղտոտվածությունը, ինչպես նաև ջերմոցային գազերի արտանետումները^[10]։ Համակարգչային չհավատարմագրված մասեր տեղադրելը ապօրինի է։ Օրենսդրությունը պարտադիր է դարձնում համակարգչի վերամշակումը կառավարության կողմից հաստատված հաստատությունների միջոցով։ Վերամշակելով տարբեր մասեր` կարող են լինել այնպիսինները, որոնք վերօգտագործվեն նոր սարքեր պատրաստելու գործում։ Օրինակ` RAM-ը, DVD կրիչը, գրաֆիկական քարտը, կոշտ կրիչը կամ SSD-ն վերօգտագործվող մասեր են։

Համակարգչի թունավոր մասեր

CPU-ն պարունակում է շատ թունավոր նյութեր։ Այն մետաղական հատվածներում պարունակում է կապար և քրոմ։ Ռեզիստրները, կիսահաղորդիչները, ինֆրակարմիր դետեկտրները, կայունացուցիչները, մալուխները և լարերը պարունակում են կադմիում։ Համակարգչային ցանցի միացումները պարունակում են սնդիկ և քրոմ^[11]։ Երբ այդ տեսակի քիմիական նյութերը տեղադրվեն ոչ պատշաճ կերպով, շրջակա միջավայրի համար չափազանց վտանգավոր հետևանքներ կունենան։

Ազդեցությունը շրջակա միջավայրի վրա

ԱՄՆ շրջակա միջավայրի պահպանության հանձնաժողովի հետազոտությունների համաձայն` համակարգչային թափոնների միայն 15 %-ն է վերամշակվում։ Շրջակա միջավայրին վնաս է հասցվում նաև այն ժամանակ, երբ վերամշակման ընթացքում էլեկտրաէներգիայի թափոնները այրվում են կամ ոչնչացվում։ Այսպիսի թույների հետևանքով առաջանում են հիվանդություններ, ինչպիսիք են մտավոր խեղված զարգացումը, քաղցկեղը, վնասվում է թոքերի, լյարդի և երիկամների աշխատանքը<sup>[12]</sup>։ Դա է պատճառը, որ անգամ լարերը պիտի վերամշակվեն։ Տարբեր կազմակերպություններ լարերի վերամշակման տարբեր տեխնիկաներ ունեն։ Ամենատարածված տարբերակը լարերի պղնձե մասերը ռետինե կամ պլաստիկե մասերից անջատումն է։ Երբ անջատումը ավարտվում է, ձեռքի տակ երկու տարբեր նյութեր են` պղինձ և պլաստիկ կամ ռետին^[13]։ Էկրանները, մկնիկները և ստեղնաշարերը միևնույն ձևով են վերամշակվում։ Սկզբում բոլոր մասերը փշրվում են մասերի, այնուհետև ներքին մասերը առանձնացվում են և տարբեր զամբյուղների մեջ են լցվում^[14]։

Ազգային ծառայություններ

Համակարգչի վերամշակումը ավելի հեշտ է դառնում մի քանի ազգային ծառայությունների միջոցով, ինչպիսիք են Dell-ը և Apple-ը։ Երկու ընկերություններն էլ ետ են վերցնում իրենց արտադրության կամ ցանկացած այլ արտադրության համակարգիչները։ Կարելի է նաև համակարգիչը նվիրաբերել Computer Aid International-ին, որ հին համակարգիչները դպրոցների, համալսարանների, հիվանդանոցների կամ այլ հաստատությունների համար վերամշակող և վերանորոգող կազմակերպություն է^[15]։

Ծանոթագրություններ

1. «Parts of computer». Microsoft. Արխիվացված օրիգինալից 2013 թ․ նոյեմբերի 27-ին. Վերցված է 2013 թ․ դեկտեմբերի 5-ին.
2. von Neumann, John (1945). «First Draft of a Report on the EDVAC» (PDF). Արխիվացված է օրիգինալից (PDF) 2013 թ․ օգոստոսի 9-ին. Վերցված է 2018 թ․ փետրվարի 10-ին. {{cite journal}}: Cite journal requires |journal= (օգնություն)
3. Markgraf, Joey D. (2007). «The Von Neumann bottleneck». Արխիվացված է օրիգինալից 2011 թ․ հունիսի 9-ին. Վերցված է 2011 թ․ օգոստոսի 24-ին.
4. «US B2B Channel sales reach nearly $62 Billion in 2013, According to The NPD Group». NPD Group. 2014 թ․ փետրվարի 4. Արխիվացված օրիգինալից 2014 թ․ օգոստոսի 8-ին.
5. «How long should a laptop battery last?». Computer Hope. Արխիվացված է օրիգինալից 2013 թ․ դեկտեմբերի 21-ին. Վերցված է 2013 թ․ դեկտեմբերի 9-ին.
6. Domingo, Joel. «SSD vs. HDD: What's the Difference?». PCMag. Արխիվացված օրիգինալից 2017 թ․ մարտի 19-ին. Վերցված է 2017 թ․ մարտի 24-ին.
7. Edwards, Benj. «Evolution of the Solid-State Drive». PCWorld. Արխիվացված է օրիգինալից 2017 թ․ մարտի 25-ին. Վերցված է 2017 թ․ մարտի 24-ին.
8. Alba, Davey. «China's Tianhe-2 Caps Top 10 Supercomputers». IEEE. Արխիվացված օրիգինալից 2013 թ․ դեկտեմբերի 11-ին. Վերցված է 2013 թ․ դեկտեմբերի 9-ին.
9. «How to recycle your old computer». Digital Trends (ամերիկյան անգլերեն). 2016 թ․ դեկտեմբերի 18. Արխիվացված օրիգինալից 2017 թ․ ապրիլի 17-ին. Վերցված է 2017 թ․ ապրիլի 18-ին.
10. Inc, Chris Keenan - Newtech Recycling. «Newtech Recycling Specializes in Computer Disposal, Laptop Disposal, Desktop Disposal Mainframe Disposal and Server Disposal». www.newtechrecycling.com. Արխիվացված է օրիգինալից 2017 թ․ մարտի 29-ին. Վերցված է 2017 թ․ ապրիլի 18-ին. {{cite web}}: |last= has generic name (օգնություն)
11. «The Toxic Components of Computers and Monitors» (անգլերեն). Արխիվացված օրիգինալից 2017 թ․ ապրիլի 27-ին. Վերցված է 2017 թ․ ապրիլի 26-ին.
12. «What's Going On with Electronic Waste? – Electronics TakeBack Coalition». Արխիվացված օրիգինալից 2017 թ․ ապրիլի 27-ին. Վերցված է 2017 թ․ ապրիլի 26-ին.
13. «Wire Recycling». All-Recycling-Facts.com. Արխիվացված օրիգինալից 2017 թ․ հուլիսի 10-ին. Վերցված է 2017 թ․ մայիսի 5-ին.
14. «Computer equipment recycling – Essential Guide». ComputerWeekly (բրիտանական անգլերեն). Արխիվացված օրիգինալից 2016 թ․ դեկտեմբերի 21-ին. Վերցված է 2017 թ․ մայիսի 8-ին.
15. Schofield, Jack (2015 թ․ փետրվարի 19). «How can I safely recycle my old PCs?». The Guardian (բրիտանական անգլերեն). ISSN 0261-3077. Արխիվացված օրիգինալից 2017 թ․ ապրիլի 27-ին. Վերցված է 2017 թ․ ապրիլի 26-ին.