Устройство персонального компьютера

Основные компоненты персонального компьютера

1) Монитор - устройство вывода, задача монитора - сразу визуализировать результаты работы компьютера.

2) Материнская плата - очень важный элемент центрального блока. Плата электронного устройства с множеством наборов микросхем, то есть интегральных схем, задача которых - обеспечить связь между различными компонентами компьютера (процессором, жесткими дисками, монитором, клавиатурой и другими).

3) Процессор (CPU) - важнейший элемент центрального процессора, называемый «сердцем» компьютера. Когда компьютер включен, процессор действует как его «мозг», отвечающий за обработку информации. Выполняет сложные арифметические вычисления с высокой скоростью. Мы определяем скорость процессора в мегагерцах (Mhz) или в гигагерцах (Ghz).

4) Оперативная память (RAM) - системы RAM, расположенные на материнской плате, действуют как память компьютера. ОЗУ, называемое оперативной памятью, хранит в настоящее время выполняемые операции в открытых программах, исходные данные для этих программ и результаты работы. Данные хранятся в ОЗУ до тех пор, пока они находятся под напряжением. Чтобы сохранить свои данные, вы всегда должны сохранять свою работу.

5) Графика / музыка / сетевая карта - это карты расширения, которые размещаются на материнской плате компьютера, преобразуют цифровые данные в форму, понятную для периферийных устройств, например, монитор, громкоговоритель.

6) Адаптер переменного тока - обеспечивает питание большинства компонентов компьютера.

7) Оптический привод - это устройство, использующее лазерный луч для чтения или записи данных в так называемые оптические носители (CD, DVD и Blu-Ray).

8) Жесткий диск (HDD) - тип запоминающего устройства, в котором для хранения данных используется магнитный носитель.

9) Мышь - указывающее устройство, используемое при работе с графическим интерфейсом компьютерной системы. Мышь позволяет перемещать курсор по экрану монитора, перемещая его по плоской поверхности. Мышь считывает изменение своего положения относительно земли и отправляет его в виде цифровых данных на компьютер, который соответственно изменяет положение курсора на экране. Чаще всего у него есть две кнопки и колесо прокрутки экрана, которое также может действовать как третья кнопка.

10) Клавиатура - это набор клавиш, с помощью которых можно вводить в компьютер любые команды и тексты.

Периферийные устройства - это другие устройства, которые мы можем подключить к компьютеру. Наиболее популярные устройства, которые подключаются к компьютеру:

  • принтер
  • сканер
  • динамики
  • наушники
  • веб-камера
  • модем / роутер

Назначения основных частей

Материнская плата

MB (motherboard, mainboard)

Материнская плата - это основная составляющая компьютера. Это база, к которой подключаются все остальные части центрального блока.

Основные функции системной платы:

  • Электропитание установленных компонентов.
  • Взаимосвязь между компонентами для их успешного функционирования и взаимодействия.

Наиболее распространенные форм-факторы:

  • Mini-ITX – размер 170х170 мм.
  • MicroATX (mATX, uATX, µATX) – размер 244×244 мм.
  • ATX (Advanced Technology Extented) – размер 305х244 мм. Для крепления к корпусу имеют 8-9 отверстий.
  • E‑ATX (Extented) – увеличенный вариант «просто» ATX размером 305х330 мм.

Основные элементы материнской платы:

  • Сокет CPU. Это разъем для установки процессора. Физически воплощен в виде площадки с контактами, на которую устанавливается процессор, после чего прижимается специальным фиксатором. Тип сокета имеет важное значение при сборке компьютера;
  • Слоты PCI Express — разъемы для подключения комплектующих к ПК. Это могут быть: видео, сетевые, звуковые карты, Wi-Fi модули, SSD накопители и т.п. ;
  • Слоты под ОЗУ — сюда устанавливаются планки оперативной памяти;
  • SATA разъемы — служат для подключения жестких дисков, SSD накопителей или привода оптических дисков;
  • Чипсет — это микросхема или группа микросхем, обеспечивающая обмен данными между процессором, оперативной памятью, устройствами хранения данных, а также периферией и другим оборудованием. На материнской плате может быть воплощён в виде северного и южного мостов, либо только южного моста;
  • Микросхема BIOS и батарейка питания CMOS памяти. В этой микросхеме хранится прошивка BIOS (EFI) — набор микропрограмм, работающих с аппаратурой компьютера. В CMOS хранятся настройки BIOS, а для того чтобы они не сбивались когда вы выключаете компьютер (данная память энергозависима), используется специальная батарейка, которая ее питает;
  • Внешние разъемы — как правило это USB разъемы, VGA и HDMI выходы для вывода изображения на монитор, Ethernet разъем для подключения интернета, а также аудио входы/выходы для подключения колонок и микрофона;
  • Разъемы питания. Собственно, как сама материнка — процессор и система охлаждения также требуют питания;
  • Гнезда подключения USB разъемов с корпуса ПК. Сюда же можно отнести контакты для подключения PC спикера, кнопки питания и индикатора работы ЖД, расположенных на одной из панелей системного блока.

Процессор - центральный блок обработки

CPU (Central Processing Unit)

Процессор - ключевой компонент компьютера, который извлекает данные из памяти, интерпретирует их и выполняет как команды.

Основные функции центрального процессора:

  • выборка (чтение) выполняемых команд;
  • ввод (чтение) данных из памяти или устройства ввода/вывода;
  • вывод (запись) данных в память или в устройства ввода/вывода;
  • обработка данных (операндов), в том числе арифметические операции над ними;
  • адресация памяти, то есть задание адреса памяти, с которым будет производиться обмен;
  • обработка прерываний и режима прямого доступа.

ТТХ процессора:

  • Тактовая частота означает число операций в секунду. Измеряется в мегагерцах (миллион тактов в секунду) или гигагерцах (миллиард тактов в секунду). Чем выше тактовая частота, тем быстрее ЦПУ обрабатывает информацию.
  • Разрядность - количество битов (разрядов двоичного кода), обрабатываемое центральным процессором за единицу времени. Современные процессоры - 32- или 64-разрядные, то есть они обрабатывают 32 или 64 бита информации за один такт.
  • Количество ядер - современные ЦПУ могут иметь от одного до нескольких вычислительных ядер на одном кристалле. Одноядерные процессоры выполняют несколько задач не одновременно, а последовательно, при этом выполнение отдельных операций занимает доли секунды. Двухъядерный процессор способен выполнять две задачи одновременно, четырехъядерный - четыре и т.д., что позволяет с полным правом называть современные компьютеры многозадачными.

ОЗУ - оперативная память

RAM (Random Access Memory)

Оперативная память - обработанные данные, программы и результаты выполнения программ хранятся в оперативной памяти. ОЗУ можно читать и записывать в любое время, но все данные теряются при отключении питания.

Оперативная память работает в несколько сот тысяч (!) раз быстрее, чем жесткий диск. Именно поэтому во временной памяти хранятся динамично меняющиеся данные и программы, которые запускаются в течение сессии работы операционной системы.

Оперативная память (которую также иногда называют ОЗУ, что означает «оперативное запоминающее устройство») является самым большим временным хранилищем данных в компьютере.

Типы памяти:

  • Статическая память (SRAM - Static RAM) - быстрая, но не дешевая, часто находит применение в кэш-памяти процессоров, видеокарт и т.п.
  • Динамическая память (DRAM - Dynamic RAM) - не такая быстрая, как статическая, но зато более дешевая и находит повсеместное применение в компьютерах и других устройствах, поэтому о ней расскажем подробнее.

Широко распространены поколения динамической памяти DDR SDRAM (англ. Double Data Rate Synchronous DRAM), характеризующиеся удвоенной скоростью передачи данных:

  • DDR SDRAM
  • DDR2 SDRAM
  • DDR3 SDRAM
  • DDR4 SDRAM

Отличаются между собой количеством контактов, разъемом, повышением производительности и снижением потребления электроэнергии от поколения к поколению. На сегодня самыми популярными являются модули DDR3 и DDR4.

Жесткий диск - запоминающее устройство произвольного доступа

HDD (Hard Disk Drive)

Жесткий диск - тип запоминающего устройства, в котором для хранения данных используется магнитный носитель. Это позволяет сохранять данные постоянно, не теряя их после отключения питания.

Форм-фактор:

  • 3,5 дюйма - устанавливается в домашних компьютерах и обладает относительно большой памятью (до 10 Тб);
  • 2,5 дюйма - применяется в ноутбуках, медиаплеерах, портативных внешних дисках.

Интерфейс

  • IDE. Устройства подключаются через шлейф, причем передача идет в одном направлении (параллельно), менять его приходится вручную, переключая перемычки на шлейфе. Имеет слабую пропускную способность (133 Мб/сек).
  • SATA. Относительно новый интерфейс. Быстрее подключается (отдельным шлейфом) просто настраивается. Обмен информацией значительно быстрее. Диски с таким интерфейсом потребляют меньше энергии.
  • SCSI. Диски похожи на собратьев с интерфейсом IDE, но вращаются на большей скорости (до 15 000 оборотов). Это убыстряет получение данных, увеличивая также риск поломки. Диски этого типа имеют дополнительный контролер, управляющий обменом информации.

 

Основные характеристики накопителей на магнитных носителях
Объем Измеряется в мегабайтах — Мб, гигабайтах — Гб, терабайтах — Тб. Показатель отображает максимальную вместимость пространства накопителя.
Современные HDD способны вмещать несколько терабайт данных. Оптимальный объем зависит от задач. Для системного диска хватает моделей до 1 Тб, для ресурсоемких графических программ, игр и мультимедиа нужно больше.
Форм-фактор 3,5-дюйма — стандартный вариант для стационарных сборок.
2,5-дюйма — чаще устанавливается в сборки компактные или же в лэптопы. В настольный ПК такой девайс тоже станет, но здесь уже может понадобиться переходник.
В большинстве современных корпусов есть специально отведенные места под жесткие носители информации разных форм-факторов.
Время доступа к файлам и скорость записи данных Влияют на производительность HDD диска. В характеристиках указывается среднее значение, которое необходимо аппарату для получения информационной единицы. Оно показывает, насколько быстро механизм накопителя будет считывать информацию.
Чем выше показатель, тем быстрее жесткий носитель способен обработать запрос пользователя. За счет этого сокращается время, необходимое диску, чтобы записать информацию.
Скорость вращения шпинделя Измеряется в оборотах в минуту. Этот параметр, как и предыдущий, влияет на быстродействие винчестера: от скорости вращения зависит оперативность поиска трека с нужной информацией.
Для большинства пользовательских задач хватает диска, чей шпиндель совершает 5,4-7,2 тысячи оборотов в минуту. Но это не предел: встречаются устройства, шпиндели которых вращаются со скоростью до 15000 об./мин.
Объем буфера / кэш-памяти Внутренняя память устройства, которая отвечает за обработку, управление и хранение файлов. Чем больше объем буфера, тем быстрее осуществляется процесс получения доступа к файлам. Диапазон данного параметра составляет около 16-256 МБ.
Если магнитный носитель будет использоваться исключительно как хранилище информации, то переплачивать за самые высокие объемы, нет смысла. А вот если накопитель нужен как серверный — такой кэш пригодится.
Износостойкость Обозначается как интенсивность отказов. Внутри HDD находятся механические части, которые изнашиваются через определенный период эксплуатации.
В критических ситуациях механический износ становится причиной безвозвратной потери информации, которая хранится на устройстве. Нет возможности точно определить, какая из деталей подвижного механизма окажется выносливее, а какая придет в негодность первой.
Однако в этой ситуации полагаться можно не только на отзывы пользователей об интересующей модели винчестера. Есть гарантия от производителя, а в характеристиках прописывается показатель наработки мотора на отказ, который измеряется в количестве часов. 
Способ установки / подключения Внутренний накопитель подключается по SATA интерфейсу и устанавливается непосредственно в ПК или лэптоп.
Внешний магнитный носитель подключается к девайсу по USB, имеет прочный корпус, обеспечивающий защиту внутреннего механизма при встряске, ударах, падении, а также способствует снижению вибраций и шума, издаваемого механикой при активном режиме работы. 
Этот вариант отлично подходит в качестве резервного хранилища данных, или когда нужно перенести солидный объем информации, который флешка вместить не в состоянии.

Блок питания

Блок питания компьютера - устройство, преобразующее переменное напряжение, имеющееся в электрической сети, во весь набор постоянных напряжений, необходимых для работы компьютера.

Корпус компьютера

Корпус компьютера - это обычно металлический ящик с пластиковыми элементами, закрытый в форме куба, позволяющий разместить и закрепить наиболее важные элементы компьютера.

Больше интересного в телеграм @calcsbox
Поделитесь с другими:

Если материал понравился Вам и оказался для Вас полезным, поделитесь им со своими друзьями!

Читать по теме
Интересные статьи