Как устроен компьютер, и что у него внутри (информатика, 5 класс)

Устройство компьютера

Компьютер, в обыденном понимании, состоит из системного блока, монитора, клавиатуры, мышки, аудиосистемы. К нему можно подключить геймпад, принтер, сканер и много других устройств.

Но самой главной, сложной и дорогостоящей частью компьютера является системный блок. Собственно, это и есть компьютер (в классическом понимании). Остальные устройства предназначены лишь для ввода и вывода информации в различной форме. Потому они и называются периферийными (английское слово peripheral переводится как «второстепенный, внешний, окружной, удаленный»).

Если к системному блоку присоединить более современный монитор, клавиатуру или мышь, станет удобней смотреть фильмы, работать с текстом или играть, но возможности компьютера от этого не улучшатся. Более того, при отключении любого из периферийных устройств компьютер будет продолжать работать, поскольку все вычислительные процессы происходят внутри системного блока.

О его строении и пойдет речь в этой публикации.

Системный блок состоит из нескольких ключевых частей, без которых компьютер не может функционировать — это материнская плата, процессор, оперативная память, постоянное запоминающее устройство и блок питания. Критически важным является также наличие видеокарты, без которой невозможен вывод из компьютера графической информации.

Внутрь системного блока могут устанавливаться другие устройства, которые, по сути, являются «внутренними» аналогами периферийных устройств и без них вполне можно обойтись (телевизионные тюнеры, карты захвата видео, звуковые карты, модемы, wi-fi модули, дисководы, карт-ридеры и др.).

Базовая комплектация

Персональный компьютер (ПК) состоит из монитора, системного блока, клавиатуры, мыши. Дополнительно можно подключить ряд устройств:

• сканер;
• принтер;
• МФУ;
• графический планшет и другие.

Устройство компьютера стандартное, но детали могут различаться по характеристикам. Например, объем жесткого диска — места, где хранится информация — может варьироваться от 256 Гб до 1 Тб. Переносные ПК (ноутбуки) устроены точно так же, как и стационарные. Их преимущество только в компактности и мобильности.

На уроках информатики дети изучают, какие устройства расположены внутри системного блока. Это позволит не стать жертвой мошенников — недобросовестные мастера неоправданно завышают цену ремонта. Также знания помогут выполнять мелкое обслуживание устройства, например, почистить системный блок от пыли.

Конспект урока «Компьютер»

Сегодня на уроке мы поговорим о компьютере, как универсальной машине для обработки информации.

Давайте рассмотрим, как информацию воспринимает человек. Известно, что информация к человеку поступает в виде сигналов. Но человек не может обработать все поступающие к нему сигналы. Если информация человеку не понятна, то он и не сможет её воспринимать. Часто, полученную информацию человек воспринимает иной, не такой, какая она есть на самом деле. Человеку свойственно забывать информацию, которой он не пользуется длительное время, допускать ошибки и уставать при обработке информации.

Для решения этих проблем на помощь человеку пришёл компьютер. Всего несколько десятилетий назад, люди даже и представить себе не могли, насколько это изменит их жизнь. Прообразом первых компьютеров стала аналитическая машина, созданная английским учёным, математиком Чарльзом Беббиджем. К сожалению, машина так и не была закончена, но именно разработки Чарльза Беббиджа дали начало развитию компьютерной техники. Копия этой машины представлена в Лондонском музее науки.

А первые компьютеры были по-настоящему огромные. Один компьютер мог занимать место, большее по площади, чем учебный кабинет. И весом он был 28 тонн. А современные компьютеры вполне умещаются на компьютерном столе, а некоторые из них даже на ладони.

Компьютер используется в различных сферах деятельности. И в бухгалтерии для произведения расчётов, и в кинематографе для создания спецэффектов, и в проектировании для построения чертежей, и в медицине для проведения операций и точной постановки диагноза. В наше время невозможно представить работу банков, магазинов, больниц, школ и других учреждений без использования компьютеров. Домашний компьютер часто используется для поиска информации сети интернет, общения, просмотра фильмов и игр.

Компьютер является универсальным устройством для обработки информации. Универсальным – потому что он может использоваться человеком для решения многих задач: получения, хранения, передачи и обработки информации. А наука информатика изучает всевозможные способы получения, передачи, хранения и обработки информации.

Вся информация, которую компьютер способен обработать называется данными. Но для того чтобы компьютер смог её обработать ему должна быть задана программа. А создаёт эти программы конечно, человек.

Давайте посмотрим, как же устроен компьютер? Основной его частью является системный блок. В системном блоке расположены все внутренние устройства компьютера.

Процессор предназначен для обработки данных. Он является мозгом компьютера.

Расположен процессор на материнской плате. Ещё её называют системной, основной и главной платой компьютера. На ней расположены разъёмы для подключения оперативной памяти и различных устройств.

Известно, что человек обладает памятью. У человека существует долговременная память. Это то, что человек будет помнить длительное время или даже всю жизнь. Например, сюжет понравившегося ему произведения. И существует память кратковременная, когда человек очень быстро забывает то, что запомнил. Например, номер телефона товарища. Компьютер тоже обладает памятью. Так же, как и память человека, память компьютера делится на долговременную (постоянную) и временную (оперативную). Как только компьютер выключается вся информация из оперативной памяти стирается, а в постоянной остаётся. Одним из устройств долговременной памяти является жёсткий диск, который используется для длительного хранения информации.

Устройства, подключаемые к системному блоку, делятся на устройства ввода и вывода информации.

Клавиатура используется для ввода числовой и текстовой информации в память компьютера. Стандартная клавиатура включает в себя 104 клавиши.

Мышь – устройство ввода, предназначенное для управления объектами на экране компьютера. Стандартная компьютерная мышь имеет две кнопки управления и колёсико для прокрутки.

Для управления компьютером во время игр используется джойстик. Часто он представляет собой качающуюся в разных плоскостях рукоятку, расположенную на подставке.

Сканер — это устройство, которое вводит в память компьютера цифровую копию изображения или текста с бумажного носителя.

Микрофон используется для того чтобы ввести в компьютер звуковую информацию.

Основным устройством вывода информации является монитор.

Устройство для вывода текстовой, графической и числовой информации на бумажный носитель называется принтером.

Для вывода звуковой информации используются наушники и аудиоколонки.

Все устройства, подключаемые к компьютеру, называются аппаратным обеспечением компьютера.

Для того чтобы работа за компьютером была безопасной и полезной, на каждом уроке нужно соблюдать технику безопасности и держать в порядке своё рабочее место. Будь внимателен!

Сегодня на уроке мы узнали, что:

· Компьютер используется в различных сферах деятельности и помогает человеку решать множество проблем.

· Компьютер является универсальным устройством для обработки информации.

· Информатика изучает способы получения, передачи, хранения и обработки информации.

· Для того чтобы компьютер мог обработать данные, ему должна быть задана программа.

· Основной частью компьютера является системный блок.

· Процессор является мозгом компьютера и расположен на материнской плате.

· Компьютер, также, как и человек обладает памятью. Она делится на долговременную и оперативную.

· К устройствам ввода относятся: клавиатура, мышь, джойстик, сканер, микрофон

· К устройствам вывода относятся: монитор, принтер, наушники, аудиоколонки.

Техника безопасности и организация рабочего места

ЗАПОМНИТЕ! К каждому рабочему месту подведено опасное для жизни напряжение.

Во время работы следует быть предельно внимательным.

Во избежание несчастного случая, поражения электрическим током, поломки оборудования рекомендуется соблюдать следующие правила:

• Входите в компьютерный класс спокойно, не торопясь, не толкаясь, не задевая мебель и оборудование, и только с разрешения учителя.
• Не включайте и не выключайте компьютеры без разрешения учителя.
• Не трогайте электрические провода и разъёмы соединительных кабелей.
• Не прикасайтесь к экрану и тыльной стороне монитора.
• Не размещайте на рабочем месте посторонние предметы.
• Не вставайте со своих мест, когда в кабинет входят посетители.
• Не пытайтесь самостоятельно устранять неисправности в работе аппаратуры; при неполадках и сбоях в работе компьютера немедленно прекратите работу и сообщите об этом учителю.
• Работайте на клавиатуре чистыми, сухими руками; легко нажимайте на клавиши, не допуская резких ударов и не задерживая клавиши в нажатом положении.

ЗАПОМНИТЕ! Если не принимать мер предосторожности, работа за компьютером может оказаться вредной для здоровья.

Чтобы не навредить своему здоровью, необходимо соблюдать ряд простых рекомендаций:

• Неправильная посадка за компьютером может стать причиной боли в плечах и пояснице. Поэтому садитесь свободно, без напряжения, не сутулясь, не наклоняясь и не наваливаясь на спинку стула. Ноги ставьте прямо на пол, одна возле другой, не вытягивайте их и не подгибайте (рис. 3).

• Если стул позволяет регулировать высоту, то её следует отрегулировать так, чтобы угол между плечом и предплечьем был чуть больше прямого. Туловище должно находиться от стола на расстоянии 15-16 см. Линия взора должна быть направлена в центр экрана. Если вы имеете очки для постоянного ношения, работайте в очках.
• Плечи при работе должны быть расслаблены, локти — слегка касаться туловища. Предплечья должны находиться на той же высоте, что и клавиатура.
• При напряжённой длительной работе глаза переутомляются, поэтому каждые 5 минут отрывайте взгляд от экрана и смотрите на что-нибудь, находящееся вдали.

Как устроен компьютер

Главным в компьютере является системный блок, включающий в себя процессор, устройства оперативной памяти (микросхемы памяти), жёсткий диск, блок питания и др. (рис. 2).

Заглянуть внутрь системного блока вы можете с помощью интерактивного ресурса «Составляющие системного блока», размещённого в Единой коллекции цифровых образовательных ресурсов (sc.edu.ru). Процессор предназначен для обработки данных и управления работой компьютера.

Память компьютера служит для хранения данных и делится на оперативную и долговременную.

В оперативную память помещаются все программы и данные, необходимые для работы компьютера. Процессор может мгновенно обращаться к информации, находящейся в оперативной памяти. После отключения источника питания вся информация, содержащаяся в оперативной памяти, теряется.

Для длительного хранения информации используется жёсткий диск — устройство долговременной памяти.

Дополнительную информацию о жёстком диске и других устройствах долговременной памяти читайте в электронном приложении к учебнику.

Клавиатура применяется для ввода информации в память компьютера.

Монитор предназначен для вывода информации на экран или, ещё говорят, для отображения информации на экране.

Мышь — одно из основных устройств ввода, предназначенное для управления компьютером.

• джойстик (для управления компьютером во время игры);
• сканер (для ввода графических изображений в память компьютера непосредственно с бумажного оригинала);
• микрофон (для ввода звуковой информации);
• принтер (для вывода информации на бумагу);
• акустические колонки или наушники (для вывода звуковой информации).

Существуют и другие устройства. Все они составляют аппаратное обеспечение компьютера.

Запомнить внешний вид и названия компьютерных устройств вам поможет игра «Пары» из электронного приложения к учебнику.

Из чего состоит компьютер

Системный блок в компьютере является «главным». Если аккуратно открутить шурупы с его задней стенки, снять боковую панель и заглянуть внутрь, то лишь с виду его устройство покажется сложным.

Сейчас я коротко опишу его устройство, а потом охарактеризую главные элементы максимально понятным языком.

В системном блоке размещаются следующие элементы (не обязательно все сразу):

— Накопитель на жестком магнитном диске (HDD)

— Накопитель на гибком магнитном диске (FDD)

— Накопитель на компакт-диске или dvd-диске (CD/DVD ROM)

— Разъемы для дополнительных устройств (порты) на задней (иногда и на передней) панели, и др.

— Системная плата (ее чаще называют материнской ), которая, в свою очередь, содержит:

• микропроцессор ;
• математический сопроцессор;
• генератор тактовых импульсов;
• микросхемы памяти (ОЗУ, ПЗУ, кэш-память, CMOS-память)
• контроллеры (адаптеры) устройств: клавиатуры, дисков и др.
• звуковая, видео- и сетевая карты ;
• таймер и др.

Все они подсоединяются к материнской плате с помощью разъемов (слотов). Ее элементы, выделенные жирным шрифтом, мы рассмотрим ниже.

А теперь по порядку о системном блоке:

1 . С блоком питания все понятно: он питает энергией компьютер. Скажу лишь, что, чем выше его показатель мощности, тем круче.

2 . Накопитель на жестком магнитном диске (HDD — hard disk drive) в простонародье называют винчестером .

Это прозвище возникло из жаргонного названия первой модели жесткого диска емкостью 16 Кбайт (IBM, 1973 год), имевшего 30 дорожек по 30 секторов, что случайно совпало с калибром «30/30» известного охотничьего ружья «Винчестер». Емкость этого накопителя измеряется обычно в гигабайтах: от 20 Гб (на старых компьютерах) до нескольких Террабайт (1Тб = 1024 Гб). Самая распространенная емкость винчестера — 250-500 Гб. Скорость операций зависит от частоты вращения (5400-10000 об/мин). В зависимости от типа соединения винчестера с материнской платой различают ATA и IDE.

3 . Накопитель на гибком магнитном диске (FDD — floppy disk drive) — не что иное, как флоппи-дисковод для дискет . Их стандартная емкость – 1,44 Мб при диаметре 3,5″ (89 мм). В качестве запоминающей среды у магнитных дисков используются магнитные материалы со специальными свойствами, позволяющими фиксировать два магнитных состояния, каждому из которых ставятся в соответствие двоичные цифры: 0 и 1.

4 . Накопители на оптических дисках (CD-ROM) бывают разных диаметров (3,5″ и 5,25″) и емкостей. Самые распространенные из них – емкостью 700 Мб. Бывает, что CD диски можно использовать для записи только 1 раз (тогда их называют R), а выгоднее использовать многократно перезаписываемые диски RW.

DVD первоначально расшифровывалось как Digital Video Disk. Несмотря на название, на DVD-диски можно записывать всё, что угодно, — от музыки до данных. Поэтому в последнее время всё чаще встречается и другая расшифровка этого названия — Digital Versatile Disk, в вольном переводе означающая «цифровой универсальный диск». Главное отличие DVD-дисков от CD-дисков – это объём информации, который может быть записан на таком носителе. На DVD-диск может быть записано от 4.7 до 13, и даже до 17 Gb. Достигается это несколькими способами. Во-первых, для чтения DVD-дисков используется лазер с меньшей длиной волны, чем для чтения CD-дисков, что позволило существенно увеличить плотность записи. Во-вторых, стандартом предусмотрены так называемые двухслойные диски, у которых на одной стороне данные записаны в два слоя, при этом один слой полупрозрачный, и второй слой читается «сквозь» первый. Это позволило записывать данные на обе стороны DVD-дисков, и таким образом удваивать их ёмкость, что иногда и делается.

5 . К персональному компьютеру могут подключаться и другие дополнительные устройства ( мышь, принтер, сканер и прочее). Подключение производится через порты — специальные разъемы на задней панели.

Порты бывают параллельные (LPT), последовательные (COM) и универсальные последовательные (USB). По последовательному порту информация передается поразрядно (более медленно) по малому числу проводов. К последовательному порту подключаются мышь и модем. По параллельному порту информация передается одновременно по большому числу проводов, соответствующему числу разрядов. К параллельному порту подключается принтер и выносной винчестер. USB-порт используется для подключения широкого спектра периферийных устройств – от мыши до принтера. Также возможен обмен данными между компьютерами.

6 . Основные устройства компьютера (процессор, ОЗУ и др.) размещены на материнской плате .

Микропроцессор (проще — процессор ) — центральный блок ПК, предназначенный для управления работой всех блоков машины и для выполнения арифметических и логических операций над информацией.

Его главные характеристики — это разрядность (чем она выше, тем выше производительность компьютера) и тактовая частота (во многом определяет скорость работы компьютера). Тактовая частота указывает, сколько элементарных операций (тактов) процессор выполняет за одну секунду.
Уважают на рынке процессоры Intel Pentium и его эконом-версию Celeron, а также ценят их конкурентов – AMD Athlon с эконом-вариантом Duron. Процессоры Intel характеризуются высокой надежностью в работе, низким тепловыделением и совместимостью со всем программным и аппаратным обеспечением. А AMD показывают большую скорость работы с графикой и играми, но менее надежны.

Память компьютера бывает внутренней и внешней. К устройствам внешней памяти относятся уже рассмотренные HDD, FDD, CD-ROM, DVD-ROM. К внутренней памяти относится постоянное ЗУ (ПЗУ, ROM англ.), оперативное ЗУ (ОЗУ, RAM англ.), КЭШ.

ПЗУ предназначено для хранения постоянной программной и справочной информации (BIOS — Basic Input-Output System — базовая система ввода-вывода).

ОЗУ обладает высоким быстродействием и используется процессором для кратковременного хранения информации во время работы компьютера.

При выключении источника питания информация в ОЗУ не сохраняется. Для нормального функционирования компьютера в наши дни желательно иметь от 1 Гб до 3 Гб оперативки.

КЭШ-память — это оперативная сверхскоростная промежуточная память.

CMOS-память — CMOS RAM (Complementary Metall-Oxide Semiconductor RAM). В ней хранятся параметры конфигурации компьютера, которые проверяются при каждом включении системы. Для изменения параметров конфигурации компьютера в BIOS содержится программа настройки конфигурации компьютера — SETUP.

Звуковая, видео и сетевая карты могут быть как встроенными в материнскую плату, так и внешними. Внешние платы всегда можно заменить, тогда как, если из строя выйдет встроенная видеокарта, придется менять всю материнскую плату. Из видеокарт я доверяю ATI Radeon и Nvidia. Чем выше объем памяти видеокарты, тем лучше.

В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам

Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобретя в каталоге.

Как узнать комплектующие компьютера

Узнать, из чего состоит компьютер, можно даже не разбирая его. Для этого достаточно воспользоваться инструментами операционного системы или специальными программами.

Средствами системы Windows

Чтобы узнать серию процессора и объем оперативной памяти, нажмите правой клавишей мышки на значке «Этот компьютер» и выберите «Свойства».

Чтобы узнать объём и количество жестких дисков, просто откройте «Этот компьютер».

Чтобы просмотреть видеокарту, в меню Пуск напишите команду dxdiag и нажмите Enter.

В открывшейся программе перейдите в раздел «Экран». Там вы увидите модель и объем видеопамяти.

При помощи специальных программ

Aida64 – утилита для идентификации и тестирования компонентов ПК. Скачать ее можно с официального сайта: aida64.com/downloads.

Программа платная, но даёт возможность использовать ее бесплатно в течение 30 дней для ознакомления.

Системная плата . В этой вкладке показана информация о материнской плате, памяти и процессоре.

Отображение . Здесь указана информация о вашей видеокарте и мониторе.

Еще можно посмотреть температуру комплектующих в разделе «Компьютер» – «Датчики».

Для диагностики ПК можете запустить «Тест стабильности системы». Но будьте осторожны: если в вашем компьютере нестабилен один из компонентов, такой тест может его добить.

Cpu Z – бесплатная программа, которая показывает детальную информацию о процессоре. Также через нее можно узнать материнскую плату, оперативную память и видеокарту. Для загрузки программы перейдите на сайт: cpuid.com/downloads.

• CPU – здесь показана информация о процессоре.
• Mainboard – материнская плата.
• Memory – оперативная память.
• Graphics – видеокарта.

Вкладка «Bench» протестирует и сравнит мощность вашего процессора с одним из последних моделей.

Gpu Z – бесплатная программа, которая показывает детальную информацию о видеокарте. Скачать можно по ссылке: techpowerup.com/download.

Во вкладке «Graphic card» программа покажет детальную информацию о видеокарте.

Во вкладке «Sensors» – ее загрузку и температуру.

Crystal DiscInfo – бесплатная программа. Показывает информацию о состоянии жестких дисков. Скачать можно с сайта crystalmark.info.

При запуске утилита сразу же указывает на проблемы с диском. Если проблем нет, программа скажет, что все хорошо.

Мы рассмотрели основные программы, которые покажут всю необходимую информацию о ПК. Единственное, модель и мощность стандартного блока питания придется смотреть вручную, открывая корпус. На топовых БП, есть специальные датчики, которые отображают модель и потребление с помощью специальной родной утилиты, идущей в комплекте.