Hårdvara [1] [2] [3] [4] , hårdvara , datorkomponenter , " järn ", ( eng. hårdvara ) - elektroniska och mekaniska delar av en datorenhet som är en del av ett system eller nätverk, exklusive programvara och data (information som ett datorsystem lagrar och bearbetar). Hårdvara inkluderar: datorer och logiska enheter, externa enheter och diagnostisk utrustning, kraftutrustning, batterier och ackumulatorer [5] . Hårdvara avser de enheter som utgör konfigurationen av en dator.
Skilj mellan interna och externa enheter. Samordning mellan enskilda noder och block utförs med hjälp av hårdvarulogiska enheter som kallas hårdvarugränssnitt ; standarder för hårdvarugränssnitt kallas protokoll . En persondator är ett universellt tekniskt system, vars konfiguration kan ändras efter behov.
Hårdvara för datorsystem är ett generaliserat namn för den hårdvara som datorer och nätverk av datorer körs på.
Hårdvara inkluderar vanligtvis:
Vissa av de uppgifter som utförs av hårdvaran kan utföras helt eller delvis med mjukvaruemulering , till exempel i persondatorer används ofta mjukvaruimplementering av modemkommunikationsprotokoll , mjukvaruemulering av 3D-bildåtergivningsfunktioner. Att flytta en uppgift som ska utföras från hårdvara till mjukvara minskar vanligtvis kostnaden för hårdvara, men ökar belastningen på CPU:n.
I fallet med en betydande belastning på processorn av en viss typ av uppgifter, för att förbättra prestandan, utförs den omvända operationen: en del av algoritmen implementeras i hårdvara, vilket minskar processorns deltagande i exekveringen av algoritmen.
Exempel på hårdvaruimplementering av algoritmer som kan implementeras i mjukvara:
En typisk persondator består av en systemenhet som består av ett chassi och kringutrustning .
Systemblocket innehåller:
Genom kontrollerna till moderkortet med hjälp av kabelslingor, signal och ström ansluts de möjliga elementen inuti systemenheten:
Dessutom innehåller datorhårdvaran även externa (i förhållande till systemenheten) komponenter - kringutrustning i olika kombinationer:
Datorhårdvaruarkitektur hänvisar till de interna komponenterna i en dator och inmatningsenheterna (som en datormus och ett tangentbord) och utgångsenheter (bildskärm) som är anslutna till den. De interna komponenterna i en dator representerar tillsammans en dator- och kontrollenhet som är ansluten via en buss. De vanligaste beteckningarna är processor, RAM och hårddisk. En buss kopplar samman enskilda komponenter till ett komplext system, för utan en buss skulle olika delar inte kunna fungera. Processorn eller CPU:n bestämmer datorns grundläggande hastighet. Kraven på CPU-klockning och processorns egen kraft ökar hela tiden, eftersom kraven på teknik också växer. Programvaran som senare installeras på datorn kräver mer och mer processorkraft.
Termen arkitektur syftar på utformningen av ett komplett system, eftersom de enskilda komponenterna måste koordineras med varandra för att garantera att processen går smidigt. Annars kommer det att leda till datorproblem i framtiden. Om elementet inte passar med andra komponenter kan de inte heller förbruka full effekt. Separata byggstenar, såsom en processor, RAM eller en buss, måste bilda en enda enhet när höljet sätts ihop. Annars kommer programvaran som är ansluten till processorn inte att kunna utföra sina uppgifter fullt ut och hanteringen av datorn kommer att bli komplicerad.
Hårdvaruutveckling är ett komplext arbete, inklusive skapande och optimering av elektronik och delar av mekaniska system som utför olika beräkningsprocesser. Kommunikation mellan dessa element och objekt implementeras vanligtvis via ett hårdvarugränssnitt . [6]
Hårdvaruutveckling utförs vanligtvis i följande steg [6] :
Det första steget i hårdvaruutvecklingsprocessen [7] är det viktigaste, eftersom korrekt hårdvarudesign inte bara minskar projektbudgeten utan också förhindrar ett antal potentiella haverier och driftstopp.
Likheterna med mjukvaruutveckling [8] är uppenbara:
Användare interagerar med produkter på en mängd olika sätt, produkter interagerar med andra produkter och produkter producerar utdata givet input.
Den har funktionella (användarinriktade) och icke-funktionella (icke-användarvända) krav.
Varje presentation av produktspecifikationer resulterar undantagslöst i en trädstruktur eftersom huvudegenskaperna delas upp i mindre. [9]