Laitteisto [1] [2] [3] [4] , laitteisto , tietokonekomponentit , " rauta ", ( eng. hardware ) - tietokonelaitteen elektroniset ja mekaaniset osat, jotka ovat osa järjestelmää tai verkkoa, pois lukien ohjelmistot ja tiedot (tieto, jonka tietokonejärjestelmä tallentaa ja käsittelee). Laitteisiin kuuluvat: tietokoneet ja logiikkalaitteet, ulkoiset laitteet ja diagnostiikkalaitteet, teholaitteet, paristot ja akut [5] . Laitteisto tarkoittaa laitteita, jotka muodostavat tietokoneen kokoonpanon .
Erota sisäiset ja ulkoiset laitteet. Yksittäisten solmujen ja lohkojen välinen koordinointi suoritetaan käyttämällä laitteistoloogisia laitteita, joita kutsutaan laitteistorajapinnoiksi ; laitteistoliitäntöjen standardeja kutsutaan protokolliksi . Henkilökohtainen tietokone on yleinen tekninen järjestelmä, jonka kokoonpanoa voidaan muuttaa tarpeen mukaan.
Tietojenkäsittelyjärjestelmän laitteisto on yleinen nimi laitteistolle, jolla tietokoneet ja tietokoneverkot toimivat.
Laitteisto sisältää yleensä:
Jotkut laitteiston suorittamista tehtävistä voidaan suorittaa osittain tai kokonaan ohjelmistoemulaatiolla , esimerkiksi henkilökohtaisissa tietokoneissa käytetään usein modeemin tietoliikenneprotokollien ohjelmistototeutusta, 3D-kuvantoistotoimintojen ohjelmistoemulointia. Tyypillisesti suoritettavan tehtävän siirtäminen laitteistosta ohjelmistoon vähentää laitteiston kustannuksia, mutta lisää suorittimen kuormitusta.
Jos tietynlaiset tehtävät kuormittavat merkittävästi prosessoria, suorituskyvyn parantamiseksi suoritetaan käänteinen toiminta: osa algoritmista toteutetaan laitteistossa, mikä vähentää prosessorin osallistumista algoritmin suorittamiseen.
Esimerkkejä ohjelmistossa toteutettavien algoritmien laitteistototeutuksista:
Tyypillinen henkilökohtainen tietokone koostuu järjestelmäyksiköstä, joka koostuu rungosta ja oheislaitteista .
Järjestelmälohko sisältää:
Ohjainten kautta emolevyyn kaapelisilmukoiden, signaalin ja tehon avulla järjestelmäyksikön mahdolliset elementit kytketään:
Lisäksi tietokonelaitteisto sisältää myös ulkoisia (järjestelmäyksikköön nähden) komponentteja - oheislaitteita erilaisissa yhdistelmissä:
Tietokonelaitteistoarkkitehtuurilla tarkoitetaan tietokoneen sisäisiä osia ja siihen kytkettyjä syöttölaitteita (kuten tietokoneen hiiri ja näppäimistö) ja tulostuslaitteita (näyttö). Tietokoneen sisäiset komponentit yhdessä edustavat laskenta- ja ohjauslaitetta, joka on yhdistetty väylällä. Yleisimmät nimitykset ovat prosessori, RAM ja kiintolevy. Väylä yhdistää yksittäiset komponentit monimutkaiseksi järjestelmäksi, koska ilman väylää eri osat eivät voisi toimia. Prosessori tai prosessori määrittää tietokoneen perusnopeuden. Vaatimukset suorittimen kellotukselle ja prosessorin omalle teholle kasvavat jatkuvasti, kun myös tekniikan vaatimukset kasvavat. Myöhemmin tietokoneeseen asennettava ohjelmisto vaatii yhä enemmän prosessoritehoa.
Termi arkkitehtuuri viittaa kokonaisen järjestelmän suunnitteluun, koska yksittäiset komponentit on sovitettava yhteen prosessin sujuvan toiminnan takaamiseksi. Muuten se johtaa tietokoneongelmiin tulevaisuudessa. Jos elementti ei sovi muiden komponenttien kanssa, ne eivät myöskään voi kuluttaa täyttä tehoa. Erillisten rakennuspalikoiden, kuten prosessorin, RAM-muistin tai väylän, on muodostettava yksi yksikkö koteloa koottaessa. Muuten prosessoriin kytketty ohjelmisto ei pysty suorittamaan tehtäviään täysin ja tietokoneen käsittely on monimutkaista.
Laitteistokehitys on monimutkainen työ, johon kuuluu elektroniikan ja erilaisia laskentaprosesseja suorittavien mekaanisten järjestelmien elementtien luominen ja optimointi . Viestintä näiden elementtien ja objektien välillä toteutetaan yleensä laitteistorajapinnan kautta . [6]
Laitteistokehitys suoritetaan yleensä seuraavissa vaiheissa [6] :
Laitteistokehitysprosessin ensimmäinen vaihe [7] on tärkein, koska asianmukainen laitteistosuunnittelu ei pelkästään pienennä projektin budjettia, vaan myös ehkäisee useita mahdollisia vikoja ja seisokkeja.
Yhtäläisyydet ohjelmistokehityksen kanssa [8] ovat ilmeisiä:
Käyttäjät ovat vuorovaikutuksessa tuotteiden kanssa monin eri tavoin, tuotteet ovat vuorovaikutuksessa muiden tuotteiden kanssa, ja tuotteet tuottavat syötteitä .
Sillä on toiminnallisia (käyttäjälle suunnattuja) ja ei-toiminnallisia (ei-käyttäjiä koskevia) vaatimuksia.
Mikä tahansa tuotespesifikaatioiden esittäminen johtaa poikkeuksetta puurakenteeseen, koska tärkeimmät ominaisuudet hajoavat pienemmiksi. [9]