Устройство компьютера

Устройство ПК: название всех частей, их назначение и краткое описание

В данной статье мы изучим устройство ПК. Рассмотрим, из чего состоит компьютер с кратким описанием и объяснением назначения каждого из компонентов.

Стандартная конфигурация компьютера — это системный блок и базовая периферия: монитор, клавиатура, компьютерная мышь.

• Системный блок — ключевой функциональный элемент ПК, который содержит внутри себя комплектующие, необходимые для функционирования компьютера. Иначе говоря, железный корпус, который содержит нужные части.
• Периферия — внешнее оборудование для взаимодействия с компьютером, которое позволяет вводить и выводить информацию из него.

Вышеприведённая информация относится к настольным машинам. Также есть и другие разновидности ПК. Например, мобильные ЭВМ. Ноутбуки, в принципе, устроены аналогичным образом, но все комплектующие и периферия расположены в одном корпусе. Похожей категорией выступают моноблоки. Это решения «всё в одном», где в монитор встроены компоненты системного блока. Стоит отметить, что в ноутбуках и моноблоках используются более компактные и менее мощные комплектующие.

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.

Корпус

Корпус системного блока — внешняя оболочка системного блока персонального компьютера, которая защищает внутренние элементы от физического воздействия. Корпус имеет большое значение для стабильной работы компьютера. Например, хорошо продуманная система охлаждения внутри корпуса, залог стабильной работы компьютера и гарантия от перегрева.

Состав компьютерной системы

Так, например, в минимальный состав компьютера можно выделить несколько компонентов:

• Системный блок — в нём располагаются внутренние узлы персонального компьютера;
• Монитор — позволяет вывод данных: текстов, изображений и другой информации;
• Клавиатура — служит для ввода информации;
• Мышь — хоть при её помощи можно управлять работой компьютерных программ.

(Компьютерная мышь не входит в состав базовой конфигурации ПК!)

Данные компоненты удовлетворяют лишь минимальному составу персонального компьютера и поэтому конфигурацию очень часто называют базовой.

По мере необходимости составные части компьютера можно и даже нужно наращивать, например, без компьютерных колонок уже не обойтись или МФУ (много функциональное устройство — принтер, сканер и копир в одном) будет вашим помощником не только в офисе, но и дома, но эти компоненты называются периферийными и относятся уже к расширенной конфигурации компьютера.

Ноутбук будет хорошим примером минимальной или по другому базовой составляющим компьютера, так как в его состав входят так же интегрированные клавиатура, мышь — представленная в виде тачпада или трекбола и монитор находящийся прямо в его крышке.

Если с составом компьютерной системы всё довольно просто и понятно, то устройство системного блока нуждается в более подробном рассмотрение.

Оперативная память

В состав компьютера обязательно входит оперативная память (оперативное запоминающее устройство, сокращенно — ОЗУ). Это очень быстрый буфер памяти, используемый процессором. В упрощенной схеме его предназначение можно объяснить следующим образом.

Процессор работает по конвейерной схеме. Для обработки данных он делит их на блоки. Временно эти блоки нужно где-то хранить, но так, чтобы получать к ним моментальный доступ. Использовать с этой целью постоянные запоминающие устройства нельзя, поскольку скорость доступа к находящейся на них информации слишком низкая. Для этого и предназначена оперативная память, скорость которой выше в разы.

Важно, чтобы у компьютера был достаточный объем ОЗУ. Если при выполнении каких-то расчетов свободная оперативная память заканчивается, процессор для ее расширения начинает использовать постоянное запоминающее устройство. Скорость работы компьютера в такие моменты сильно снижается.

Оперативная память компьютера состоит из одного или нескольких модулей ОЗУ — микросхем памяти (см. рис.), которые устанавливаются в специальные разъемы материнской платы. Эти микросхемы энергозависимы. То есть, все находящиеся в них данные «исчезают» при отключении питания (если вынуть модуль из разъема материнской платы или выключить компьютер).

Модули ОЗУ бывают нескольких типов. Самым современным и быстрым типом ОЗУ сейчас является DDR4, хотя более старые и медленные DDR3 и DDR2 по-прежнему в ходу и являются достаточно распространенными. Разъемы разных типов ОЗУ отличаются. На материнскую плату, рассчитанную на установку DDR3, невозможно установить модули DDR4 или DDR2. Даже физически они туда не войдут.

Подробнее об оперативной памяти можно узнать здесь.

Основные комплектующие

Под «основными компонентами» определяется вся электроника, которая находится внутри корпуса компьютера, то есть фактического компьютера. Это включает в себя процессор, видеокарту, материнскую плату, оперативную память, накопители и источник питания.

Процессор

Отвечая за CPU(процессор), он являются мозгом вашего ПК. Там обрабатываются все данные, которые проходят через компьютер, и сообщают всем другим компонентам, что они должны делать, а также когда они должны это делать.

Двумя основными производителями процессоров считаются Intel и AMD. Оба этих технологических гиганта предлагают пользователям ряд мощных игровых процессоров, но ни один из них не обязательно лучше, чем другие, особенно учитывая недавнее возвращение AMD с серией Ryzen.

Итак, какой процессор лучше выбрать? Рекомендуются следующие:

• Intel Core i3 или AMD Ryzen 3 для недорогих и средних игровых ПК
• Intel Core i5 или AMD Ryzen 5 для высококлассных и высокопроизводительных

Процессоры Core i7 и Ryzen 7 действительно необходимы, только если вы намереваетесь собрать компьютер с несколькими мощными видеокартами, поскольку основная роль процессора в играх состоит в том, чтобы снабжать видеокарта всей необходимой информацией. Если процессор не может успевать, это приводит к тому, что называется узким местом. Это означает, что, по сути, часть вычислительной мощности вашего GPU будет простаивать.

Кроме того, вы можете заметить, что некоторые люди утверждают, что вам нужен Core i9 или Ryzen Threadripper, или даже один из чудовищных процессоров Intel Xeon или AMD EPYC. Однако они предназначены не для игр, а для рабочих станций и серверов, которым требуется вычислительная мощность, которую обеспечивают эти процессоры. В игровых целях это просто очень дорогая излишка, которая не даст лучшей производительности в игре.

Видеокарта

Отвечая за графический процессор который находится внутри видеокарты. Они делают именно то, что подразумевает их название — обрабатывают весь рендеринг графики в игре. Важно отметить, что графический процессор и графическая карта — это не одно и то же, поскольку графический процессор — это просто процессор, тогда как графическая карта включает в себя другие основные элементы, такие как VRAM.

Хотя выделенные графические процессоры не требуются точно на всех ПК из-за того, что многие процессоры и некоторые материнские платы имеют встроенные графические чипы, которые могут полностью обрабатывать мультимедиа, работу в Интернете и работу в офисе, вам понадобится специальная видеокарта для игр.

Какой графический процессор выбрать?

Сегодня есть две компании, которые производят графические процессоры — Nvidia и AMD. Однако игровое поле не такое ровное, как на рынке процессоров: AMD придерживается решений низкого и среднего уровня, в то время как Nvidia доминирует в этом сегменте.

Вот хорошие варианты видеокарт:

• Бюджетный игровой ПК — Nvidia GTX 1050 или Radeon RX 560
• Средний игровой компьютер — Nvidia GTX 1060 6 ГБ или Radeon RX 580
• Высококласный игровой ПК — Nvidia GTX 1070 Ti

Данные графические процессоры — это те, которые считаются наиболее подходящими. Конечно, есть и другие варианты, и рекомендуется проверить их производительность и сравнить их на UserBenchmark.com — не самый надежный источник результатов тестов, но он даст вам хорошее представление о том, как работает определенный графический процессор по сравнению с другими.

Какую видеокарту выбрать?

Как было упомянуто ранее, между графическим процессором и видеокартой есть разница. В то время как Nvidia и AMD делают GPU, в основном это другие компании, которые делают настоящие видеокарты.

Есть много опытных производителей оборудования, к которым вы можете обратиться, некоторые из которых являются известными производителями видеокарт Nvidia и AMD, таких как Asus, Gigabyte и MSI. С другой стороны, есть и меньшие, которые работают исключительно с одним из ранее упомянутых брендов, таких как EVGA и Zotac или XFX и Sapphire.

В чем различаются производители видеокарт?

Это может включать размер платы, форму, цвет и внешний вид карты. Главное, что нужно иметь в виду, это решения для охлаждения. Сегодня в видеокартах используется одна из следующих трех технологий охлаждения:

1. Охлаждение с открытым корпусом — видеокарта может иметь один, два или три вентилятора, которые проталкивают воздух через открытый радиатор. Это самый популярный и наиболее эффективный тип охлаждения в большинстве случаев.
2. Охлаждение вентилятором(турбина) — это решение относится главным образом к референсным картам, и в нем используется один вентилятор и закрытый радиатор. Вентилятор выпускает горячий воздух из задней части карты, что делает эти карты хорошими для небольших корпусов, хотя они не выиграют от дополнительного охлаждения, установленного на корпусе. Однако некоторым людям нравятся эти типы карт за их эстетическую привлекательность.
3. Водяное охлаждение — зарезервированное для мощных видеокарт, водяное охлаждение немного сложнее, чем популярные решения на воздушной основе. Он используется только для разогнанных видеокарт, которые выделяют больше тепла, чем то, с чем удобно справляется воздушное охлаждение.

Рекомендуется видеокарта с открытым корпусом. Это самое популярное и распространенное решение для охлаждения видеокарт. Вы можете даже не увидеть, чтобы карты с турбиной или с водяным охлаждением продавались в небольших магазинах.

Кроме того, графические карты могут иметь некоторые дополнительные функции, которые варьируются от производителя к производителю. У каждой компании есть свое собственное программное обеспечение, но различия в основном незаментны.

И наконец, есть емкость VRAM, собственная память произвольного доступа, зарезервированная для операций обработки графики. В свое время VRAM была очень важна для текстур высокого разрешения, но сегодня все зависит от общего разрешения экрана. На данный момент карт емкостью 4 ГБ более чем достаточно для 1080p, хотя вам следует выбрать 8 ГБ или вариант с нечетным 6 ГБ, если вы настроили прицел на игры в 4K или повернули все настройки на максимум в 2K.

Оперативная память

ОЗУ(оперативная память) — это память с произвольным доступом, это означает, что ваш компьютер использует для хранения информации, к которой ему необходим быстрый доступ, поскольку эта технология значительно быстрее, чем любая другая форма хранения, доступная в настоящее время. Недостатком считается то, что модуль RAM должен быть запитан для хранения информации, поэтому все данные теряются в момент отключения питания.

Сегодня модули оперативной памяти используют новейшую технологию DDR4. Главное требование когда речь заходит об оперативной памяти, — это емкость.

По большей части рекомендуется выбрать 8 ГБ оперативной памяти для игрового ПК, поскольку это лучший универсальный вариант. 4 ГБ — это слишком мало для современных игр и 64-битных операционных систем, а 16 ГБ — более перспективное решение. Все, что больше, просто чрезмерно, поскольку 32 ГБ или больше ОЗУ требуется только для рабочих станций и серверов.

Существует также вопрос рабочей частоты модуля ОЗУ, которая обычно колеблется от 2133 МГц до 3200 МГц для DDR4, хотя существуют чрезвычайно быстрые и дорогие модели, которые достигают 4600 МГц. Но высокочастотная оперативная память дороже, и не принесет значительного прироста FPS.

Материнская плата

Материнская плата имеет одну простую цель — соединить все основные компоненты в функциональное целое. Это никак не повлияет на игровую производительность, но будет определять, какие компоненты и сколько из них вы можете установить.

При выборе материнской платы следует учитывать тип чипсета и тип сокета, поскольку они будут определять, какие процессоры будет поддерживать материнская плата. Сокеты не являются большой проблемой, поскольку все основные процессоры Intel и AMD используют LGA1151 и AM4. Но не все новые процессоры обратно совместимы со старыми чипсетами. Вы можете проверить подробную информацию о спецификациях каждого чипсета на соответствующих сайтах.

Нужно учитывать количество слотов RAM и PCI Express, которые определяются форматом материнской платы.

Наиболее популярные форматы материнских плат:

• Mini ITX — самые маленькие материнские платы с двумя слотами RAM и только одним слотом PCIe
• Micro ATX — материнские платы среднего размера с четырьмя слотами RAM и 2-3 слотами PCIe
• ATX — большие материнские платы с четырьмя слотами RAM и до 6 слотов PCIe

Существуют также материнские платы EATX, которые могут поддерживать восемь слотов ОЗУ и даже два отдельных CPU, но их лучше всего использовать только для рабочих станций и серверов.

Учитывая все рассмотреное ранее, рекомендуется материнская плата Micro ATX для большинства игровых компьютеров и ATX для тех, которые будут использовать два графических процессора или, несколько дополнительных карт PCIe. Что касается Mini ITX, его лучше оставить для компактных чехлов, которые ценят удобство и эстетику над функциональностью.

Подробнее про материнские платы можете прочитать: Типы материнских плат компьютера

Существует довольно много материнских плат, но выбраны самые лучшие, чтобы вам было легче найти ту, которая больше подходит.

Объем дискового пространства

Внутренняя память ПК может состоять из двух типов дисков: HDD и/или SSD.

HDD означает «жесткий диск» и считатся наиболее популярным средством хранения благодаря низким ценам и большой емкости. SSD означает «твердотельный накопитель», и эти накопители могут быть примерно в десять раз быстрее, чем HDD, но они более дороги в производстве. Таким образом, они будут стоить дороже и будут иметь меньшую емкость.

Используйте SSD объемом менее 500 ГБ в качестве основного системного диска, то есть диска, на котором будут установлены Windows и любые игры. Он должен быть дополнен жестким диском объемом 1 ТБ или более для хранения данных.

Блок питания

Источник питания, или, если коротко, блок питания, это именно то, что следует из названия — он обеспечивает компоненты вашего компьютера достаточным количеством эллектричества.

Когда дело доходит до блоков питания, вам нужно беспокоиться только о мощности. Блоки питания могут иметь диапазон от 200 до 1800 Вт, хотя 500-600 Вт более чем достаточно для большинства игровых ПК, если на них не установлено несколько видеокарт.

Существуют разные форматы блоков питания, но большинство корпусов и материнских плат построены с учетом стандарта ATX. Кроме того, важно всегда покупать блоки питания от надежных производителей, так как некачественный блок питания может буквально поджарить компьютер. Также неплохо иметь источник бесперебойного питания, чтобы не повредить файлы в случае сбоя питания.