Модуль 0.1: Що таке комп'ютер?

Складність: [ШВИДКО] — технічний досвід не потрібен

Час на проходження: 20 хвилин

Попередні вимоги: Жодних. Серйозно, жодних. Якщо ви можете це прочитати, ви готові.

Що ви зможете зробити

Після цього модуля ви зможете:

Назвати чотири основні частини будь-якого комп’ютера (CPU, RAM, диск, OS) та пояснити роль кожної з них
Спрогнозувати, що станеться, якщо на вашому комп’ютері закінчиться RAM або дисковий простір
Знайти характеристики власного комп’ютера за допомогою системних інструментів або команд термінала
Пояснити, чому сервери працюють на Linux і чому це важливо для Kubernetes

Чому це важливо

Абсолютно все, що ви вивчатимете в межах цього курсу — Kubernetes, контейнери, хмарні обчислення — працює на комп’ютерах. Але більшості людей ніколи не розповідали, що насправді відбувається всередині коробки на їхньому столі (або плаского пристрою в кишені).

Розуміння компонентів вашого комп’ютера — це не просто ерудиція. Коли пізніше щось піде не так — коли програма гальмуватиме, на сервері закінчиться пам’ять, або Kubernetes вирішить перезапустити ваш застосунок — ви знатимете чому, бо розумієте апаратне забезпечення, на якому все базується.

Саме тут починається ваша подорож.

Ресторанна кухня

Уявіть ресторанну кухню. Не якусь вишукану — просто звичайну, завантажену кухню, де потрібно приймати замовлення, готувати їжу та обслуговувати клієнтів.

Ваш комп’ютер працює точно так само, як ця кухня. Кожна частина має свою роботу, і коли вони працюють разом, готуються страви (або виконуються програми).

Давайте познайомимося з персоналом та обладнанням кухні.

graph TD
    Manager[Менеджер ресторану<br><b>Операційна система (OS)</b>] -->|Керує| Chef
    Manager -->|Керує| Counter
    Manager -->|Організовує| Pantry

    Chef[Шеф-кухар<br><b>CPU</b>] <-->|Готує їжу на| Counter[Робоча поверхня<br><b>RAM</b>]
    Counter <-->|Бере інгредієнти з| Pantry[Комора<br><b>Диск / SSD</b>]

CPU: ваш шеф-кухар

CPU (Central Processing Unit) — це шеф-кухар. Це частина комп’ютера, яка фактично виконує роботу.

Коли ви натискаєте кнопку, вводите літеру або відкриваєте програму, саме CPU виконує ці інструкції. Він зчитує команди одну за одною (неймовірно швидко) і виконує їх.

Уявіть це так:

  Надійшло замовлення: "Зробити сендвіч"
  Шеф читає рецепт:
    Крок 1: Взяти хліб         ✓
    Крок 2: Додати салат       ✓
    Крок 3: Додати томат       ✓
    Крок 4: Подати             ✓

Швидший CPU схожий на швидшого шеф-кухаря — він може обробляти більше замовлень за секунду.

Що ви побачите на своєму комп’ютері: Щось на кшталт “Intel Core Ultra”, “Apple M5” або “AMD Ryzen 5”. Це назви брендів CPU, як-от сказати “Шеф Гордон” чи “Шеф Джулія”. Кількість ядер (cores) — це як мати кілька кухарів: 4-ядерний CPU означає, що одночасно працюють 4 кухарі.

RAM: ваша робоча поверхня

RAM (Random Access Memory) — це робоча поверхня (стільниця) на вашій кухні — місце, де кухар виконує свою поточну роботу.

Коли ви відкриваєте програму, вона завантажується зі сховища в RAM. Чому? Бо RAM — це швидко. Кухареві потрібні інгредієнти під рукою, а не в коморі в іншому кінці коридору.

Ось що критично важливо знати про робочу поверхню: коли ви зачиняєте кухню (вимикаєте комп’ютер), стільниця повністю очищується. Все на ній зникає. Саме так працює RAM — вона зберігає дані лише доки є живлення.

Більше RAM = Більша стільниця = Більше відкритого одночасно

  4 GB RAM   → Ви можете або різати овочі, АБО варити пасту (не обидва процеси одночасно)
  8 GB RAM   → Ви можете комфортно приготувати повноцінну страву
  16 GB RAM  → Ви можете готувати кілька страв одночасно
  32 GB RAM  → Ви керуєте професійною кухнею

Коли RAM заповнюється, комп’ютер починає гальмувати. Так само як кухареві без вільного місця на столі доводиться постійно щось прибирати в комору і діставати знову, ваш комп’ютер починає постійно перекидати дані туди-сюди на диск (“свопінг”). Це болісно повільно.

У 2017 році інженер GitLab випадково видалив робочу базу даних. Звіт GitLab про інцидент показує, що відновлення було складним і залежало від стану реплік та бекапів — розуміння того, як системи відновлюються після збоїв, не є теоретичним питанням, це те, що запобігає простоям.

Зупиніться та подумайте: У вас є 8 GB RAM, і ви одночасно відкриваєте браузер із 30 вкладками, відеоредактор і музичний плеєр. Як ви гадаєте, що станеться? Якщо ваша відповідь “комп’ютер почне жахливо гальмувати” — ви маєте рацію. Кожній програмі потрібне місце на стільниці, а лише 30 вкладок браузера можуть “з’їсти” 4-6 GB. OS починає переміщувати дані між RAM та диском (swap), і все сповільнюється до черепашачої швидкості.

Диск/SSD: ваша комора

Диск (також називається сховищем, жорстким диском або SSD) — це ваша комора. Тут усе зберігається постійно.

На відміну від робочої поверхні (RAM), комора залишається цілою, коли ви зачиняєте кухню. Вимкніть комп’ютер, увімкніть знову — ваші файли, фото та програми все ще там. Вони весь час були в коморі.

Два типи комор:

  HDD (Hard Disk Drive):
    - Як велика комора, куди можна зайти
    - Багато місця, доступна ціна
    - Повільніше шукати речі (через механічні рухомі частини)

  SSD (Solid State Drive):
    - Як добре організована полиця прямо біля кухні
    - Швидше знаходити речі (немає рухомих частин)
    - Дорожче за кожну "полицю"
    - Саме це використовують більшість сучасних комп'ютерів

Що ви побачите на своєму комп’ютері: Місткість сховища вимірюється в гігабайтах (GB) або терабайтах (TB). 1 TB = 1,000 GB. Типовий ноутбук має від 256 GB до 1 TB пам’яті.

Коли ваш диск заповнюється, комп’ютер більше не може зберігати файли, завантажувати оновлення або встановлювати програми. Що ще важливіше: якщо ваша RAM заповнена, а OS намагається скинути дані на повністю забитий диск, система може “зависнути” або аварійно завершити роботу, бо їй немає де працювати.

Операційна система: ваш менеджер ресторану

Операційна система (OS) — це менеджер ресторану. Вона сама нічого не готує, але без неї нічого не працює.

OS:

Вирішує, який кухар (ядро CPU) обробляє яке замовлення (програму)
Керує робочою поверхнею (RAM), щоб програми не заважали одна одній
Організовує комору (диск), щоб можна було знайти файли
Забезпечує зв’язок (мережа, екран, введення з клавіатури)

Три основні операційні системи:

  Windows  → Найпоширеніша десктопна ОС (StatCounter: 60.8% у світі, березень 2026)
  macOS    → Система від Apple (те, що працює на Mac)
  Linux    → Сімейство систем із відкритим кодом, яке масово використовується на серверах та у хмарній інфраструктурі

Ось що буде ДУЖЕ важливим у вашій подорожі з Kubernetes: Linux є стандартним середовищем у більшості навчальних посібників з Kubernetes та багатьох робочих кластерах, але це не єдиний варіант. Документація Kubernetes каже, що робочі вузли (worker nodes) можуть працювати як на Linux, так і на Microsoft Windows, тоді як керуюча площина (control plane) залишається на Linux. Саме тому ми вивчатимемо команди Linux у наступних модулях.

Зупиніться та подумайте: Чому Linux настільки популярний у хмарах та середовищах Kubernetes, хоча існують сервери на Windows? Сервери зазвичай потребують автоматизації, віддаленого керування, передбачуваної поведінки та мінімальних витрат ресурсів. Linux чудово відповідає цій моделі, тому він так часто зустрічається в документації та лабораторних роботах.

Перевірено 15 квітня 2026 року: StatCounter Desktop OS Market Share Worldwide та Kubernetes Windows in Kubernetes.

Програми: ваші рецепти

Програма (також називається застосунком або апкою) — це рецепт. Це набір інструкцій, які кажуть CPU, що робити.

Коли ви відкриваєте веб-браузер, ви кажете менеджеру ресторану (OS) передати рецепт браузера кухареві (CPU), виділити для нього робочу поверхню (RAM) і дозволити йому виконувати свою роботу.

Деякі "рецепти", якими ви користуєтеся щодня:

  Веб-браузер (Chrome, Firefox)  → Рецепт для відображення веб-сторінок
  Текстовий редактор (Word, Notepad)    → Рецепт для редагування тексту
  Термінал                       → Рецепт для прямого спілкування з OS

Останній пункт — термінал — це те, з чим ми проводитимемо більшість часу. Це ніби ви заходите прямо на кухню і говорите безпосередньо з персоналом, замість того щоб робити замовлення через офіціанта (графічний інтерфейс).

Як усе це працює разом

Простежимо, що відбувається, коли ви відкриваєте фото на своєму комп’ютері:

1. Ви двічі клацаєте на "vacation.jpg"

2. OS (менеджер) бачить ваш запит
   → "Клієнт хоче подивитися фото"

3. OS завантажує програму для перегляду фото з диска (комори) в RAM (на стільницю)
   → "Підготувати рецепт та інгредієнти"

4. OS завантажує файл vacation.jpg з диска в RAM
   → "Дістати конкретну страву зі сховища"

5. CPU (кухар) обробляє дані зображення
   → "Дотримуватися рецепта, щоб підготувати фото до показу"

6. Результат з'являється на екрані
   → "Страву подано!"

Кожна дія вашого комп’ютера відбувається за цією схемою. Кожна. Без винятків.

Чому це важливо для Kubernetes

Ось тут стає цікаво.

Kubernetes — це система, яка керує тисячами таких кухонь (комп’ютерів) одночасно. Вона вирішує:

Яка кухня (сервер) має обробляти яке замовлення (програму)
Скільки робочої поверхні (RAM) отримує кожна програма
Що робити, коли кухня виходить з ладу (перенести замовлення на іншу кухню)
Як додати більше кухонь, коли в ресторані стає багато відвідувачів

Ви не зможете керувати тисячами кухонь, якщо не розумієте, як працює одна. Саме це дав вам цей модуль. У хмарі ціна залежить від типу інстансу, операційної системи, регіону та моделі придбання. Наприклад, AWS вказував ціну для Linux t2.large з 8 GiB RAM у регіоні us-east-1 як $0.0928/годину станом на 15 квітня 2026 року. Нерозуміння цих ресурсів буквально коштує грошей. Джерело: AWS EC2 T2 Instances.

Чи знали ви?

Ваш телефон — це теж комп’ютер. Сучасний смартфон має більше обчислювальної потужності, ніж комп’ютери, які NASA використовувало для висадки на Місяць у 1969 році. Бортовий комп’ютер Apollo мав 74 КБ пам’яті. У вашому телефоні її в мільйони разів більше.
Колись RAM була магнітною. Ранні комп’ютери використовували крихітні магнітні кільця (так звану “пам’ять на магнітних осердях”) для RAM. Кожне кільце зберігало один біт (0 або 1). Для одного мегабайта знадобилося б понад 8 мільйонів таких кілець. Сьогодні чип RAM у вашому комп’ютері менший за поштову марку і зберігає мільярди бітів.
SSD не мають рухомих частин. Традиційні жорсткі диски мають металеві диски, що обертаються, і рухомий зчитувач (як у програвачі платівок). SSD зберігають дані в електронних схемах без жодних рухомих деталей, тому вони швидші, тихіші та надійніші. Якщо впустити ноутбук з HDD, можна втратити дані. Якщо впустити ноутбук з SSD — швидше за все, ні.
Першим комп’ютерним багом була справжня комаха. У 1947 році інженери, що працювали над комп’ютером Harvard Mark II, знайшли справжню моль, яка застрягла в реле і спричинила збій машини. Вони вклеїли моль у свій журнал і підписали як “перший фактичний випадок знайденого бага”. Відтоді термін “дебагінг” (налагодження) використовується в комп’ютерних науках.

Типові помилки

Помилка	Чому це проблема	Що робити натомість
Плутанина між RAM та сховищем	”У мене 256 GB пам’яті” — ймовірно, ви маєте на увазі сховище, а не RAM	RAM = тимчасова робоча поверхня (зазвичай 8-32 GB). Сховище = постійна комора (зазвичай 256 GB - 2 TB)
Думка, що більше пам’яті = швидший комп’ютер	Велика комора не змусить шеф-кухаря готувати швидше	Швидкість забезпечують CPU та RAM. Сховище просто дає більше місця для файлів
Ігнорування RAM, коли комп’ютер гальмує	Відкрити 47 вкладок браузера і дивуватися, чому все “лежить”	Перевірте, скільки RAM використовується. Закрийте те, що не потрібно
Надлишкове виділення ресурсів у хмарі	”Давайте просто візьмемо найбільший сервер, щоб він не впав.”	У хмарі ви платите за те, що забронювали. Команда може платити $400/місяць за сервер з 32GB RAM, коли їх застосунок використовує лише 2GB. Оптимізація розміру економить тисячі доларів.
Припущення, що швидкість CPU вирішує проблеми з інтернетом	”Сторінки вантажаться повільно, мені потрібен кращий процесор.”	Швидкість інтернету залежить від пропускної здатності мережі та затримки. Спочатку перевірте роутер, сигнал Wi-Fi або з’єднання з провайдером.
Відмова від перезавантаження операційної системи	”Я просто закриваю кришку ноутбука, чому він глючить?”	Перезавантаження повністю очищує RAM і перезапускає фонові процеси. Візьміть за звичку перезавантажуватися хоча б раз на тиждень.
Оцінка CPU лише за тактовою частотою	”CPU з 4 ГГц завжди кращий за 3 ГГц.”	Дивіться також на кількість ядер. 8-ядерний CPU з 3 ГГц впорається з багатьма паралельними завданнями краще, ніж 2-ядерний з 4 ГГц.

Контрольні запитання

Ви найняті облаштувати нову ресторанну кухню. У вас є шеф-кухар (CPU), робоча поверхня (RAM) і комора (Диск), але немає нікого, хто б приймав замовлення від клієнтів, роздавав завдання шефу або організовував інгредієнти. Якого компонента бракує?

Відповідь
Бракує Операційної системи (OS). Як і менеджер ресторану, OS сама не обробляє дані, але координує все апаратне забезпечення. Вона вирішує, яке ядро CPU обробляє яку програму, керує RAM, щоб програми не перезаписували дані одна одної, та організовує файли на диску. Без OS залізо не зможе спілкуватися з користувачем або запускати будь-яке програмне забезпечення. Вона фактично є містком між вашими інструкціями та фізичною машиною.
Ви пишете документ, і раптом зникає світло до того, як ви встигли його зберегти. Що втрачено, а що вціліло? Поясніть на прикладі кухні.

Відповідь
Незбережені зміни в документі втрачені, але початковий файл та інші програми вціліли. До моменту збереження ваша робота знаходиться в RAM — тимчасовій "робочій поверхні", яка потребує електрики для зберігання даних. Коли живлення зникає, стільниця очищується. Файли, що вціліли, вже були записані на ваш диск, який діє як "комора" і зберігає дані постійно навіть без світла. Ось чому часте збереження або функції автозбереження є критично важливими для захисту вашої роботи.
На вашому комп’ютері йде відеодзвінок, і зображення постійно зависає, хоча тест швидкості інтернету показує 100 Мбіт/с. Який компонент, найімовірніше, є “вузьким місцем” — CPU, RAM чи диск? Чому?

Відповідь
Найімовірніше, "вузьким місцем" є CPU. Обробка відео в реальному часі вимагає від комп'ютера постійного декодування та кодування зображень, що є дуже інтенсивним завданням для "шеф-кухаря" (CPU). Якщо інтернет швидкий, дані приходять вчасно, але CPU просто не встигає їх обробляти достатньо швидко. Хоча RAM також може бути причиною, якщо вона повністю заповнена, кодування відео насамперед обмежене продуктивністю CPU. Закриття інших важких застосунків може допомогти звільнити ресурси CPU для дзвінка.
Ваш друг каже, що його комп’ютер гальмує, і запитує, чи варто купити більший жорсткий диск. Що ви йому скажете і що порадите перевірити спочатку?

Відповідь
Більший жорсткий диск не зробить комп'ютер швидшим, оскільки обсяг сховища не впливає на швидкість обробки даних. Це було б схоже на будівництво більшої комори з очікуванням, що кухар почне готувати швидше. Спочатку варто перевірити використання RAM та CPU, щоб побачити, чи не перевантажена система занадто великою кількістю відкритих програм. Якщо RAM повністю заповнена, комп'ютер, швидше за все, постійно перекидає дані на повільний диск, що і спричиняє гальмування. Збільшення обсягу RAM або перехід на SSD (якщо встановлено старий HDD) були б набагато ефективнішими оновленнями.
Ваша команда розгортає новий веб-застосунок у хмарі та обговорює, які сервери використовувати: Windows чи Linux. Виходячи з ваших знань про операційні системи, чому Linux зазвичай є вибором за замовчуванням для Kubernetes, навіть якщо він підтримує робочі вузли на Windows?

Відповідь
Linux зазвичай є вибором за замовчуванням, оскільки більшість прикладів Kubernetes, образів контейнерів та інструментів адміністрування орієнтовані на Linux, а керуюча площина (control plane) Kubernetes працює на Linux. Робочі вузли на Windows підтримуються, але команди зазвичай використовують їх лише тоді, коли застосунок залежить від специфічного програмного забезпечення для Windows або Windows-контейнерів. Якщо особливих вимог немає, Linux є простішою та поширенішою платформою для автоматизації та масштабування.
Ви керуєте сервером бази даних для інтернет-магазину вашої компанії, і під час великого розпродажу сервер падає. Логи моніторингу показують, що завантаження CPU було на рівні 20%, але використання пам’яті досягло 100% прямо перед збоєм. Що стало причиною падіння і як це виправити?

Відповідь
Причиною падіння стало вичерпання RAM (пам'яті), а не нестача обчислювальної потужності. Коли використання пам'яті досягло 100%, у операційної системи не залишилося "робочої поверхні" для обробки раптового напливу замовлень, і вона, ймовірно, припинила процес бази даних, щоб захистити себе. Щоб виправити це, потрібно або виділити сервер із більшим обсягом RAM для пікових навантажень, або оптимізувати запити до бази даних, щоб вони споживали менше пам'яті. Низьке завантаження CPU вказує на те, що оновлення процесора не запобігло б цьому збою.
Ваш колега випадково розлив каву на ноутбук, повністю знищивши материнську плату, CPU та RAM. Проте техніку вдалося дістати внутрішній SSD і підключити його до іншого комп’ютера. Чи зможе колега відновити свої файли? Чому так чи ні?

Відповідь
Так, ваш колега майже напевно зможе відновити свої файли. SSD діє як "комора" комп'ютера, де дані зберігаються постійно, навіть коли живлення вимкнено або інші компоненти вийшли з ладу. Оскільки CPU та RAM займаються лише активною обробкою та тимчасовими даними, їх знищення не видаляє інформацію, збережену на диску. Якщо сам фізичний SSD не був пошкоджений кавою і не зашифрований без ключа відновлення, всі документи, фото та встановлені програми залишаться цілими та доступними для читання.

Практична вправа: перевірте характеристики свого комп’ютера

Час зазирнути на власну кухню. Давайте дізнаємося, з яким залізом ви працюєте.

На macOS (Apple):

Натисніть меню Apple (верхній лівий кут) і виберіть Про цей комп’ютер (About This Mac). Ви побачите:

Чип або Процесор: ваш CPU (шеф-кухар)
Пам’ять: ваша RAM (робоча поверхня)
Сховище: перейдіть на вкладку Сховище, щоб побачити свій диск (комору)

Ви також можете відкрити Термінал (шукайте “Terminal” у Spotlight) і ввести:

# Переглянути інформацію про бренд CPU
sysctl -n machdep.cpu.brand_string

# Переглянути RAM (у байтах — поділіть на 1073741824, щоб отримати GB)
sysctl -n hw.memsize

# Переглянути дисковий простір
df -h /

На Windows:

Натисніть Windows + I, щоб відкрити Налаштування, потім перейдіть у Система > Про систему (System > About). Або введіть “Відомості про систему” (System Information) у меню Пуск. Ви побачите:

Процесор: ваш CPU
Інстальована оперативна пам’ять: ваша робоча поверхня
Сховище: відкрийте Провідник і подивіться на диск C:

Ви також можете відкрити Командний рядок (cmd) і ввести:

systeminfo

На Linux:

Відкрийте термінал і введіть:

# Переглянути інформацію про CPU
lscpu

# Переглянути RAM
free -h

# Переглянути дисковий простір
df -h

Що шукати

Запишіть (так, фізично запишіть або надрукуйте десь):

Мій CPU: _____________
У мене ___ GB RAM
У мене ___ GB сховища
Моя операційна система: _____________

Критерії успіху: Ви можете назвати свій CPU, обсяг RAM та місткість сховища. Тепер ви знаєте свою кухню краще, ніж більшість людей знають свої.

Додаткове завдання

Відкрийте Монітор активності (macOS) / Диспетчер завдань (Windows) / top (Linux) і визначте, яка програма використовує найбільше RAM. Чи можете ви передбачити, що станеться, якщо ви її закриєте?

Наступний модуль

У Модулі 0.2: Що таке термінал? ви дізнаєтеся, чим насправді є термінал, чому він існує паралельно з графічним інтерфейсом і чому кожен інженер врешті-решт вчиться ним користуватися.

Графічний інтерфейс — це обідня зала. Термінал — це кухня. Час дізнатися, що за тими дверима.

Ви щойно скористалися інструментом, який досвідчені інженери використовують щодня. Ласкаво просимо в команду.