Устройство компьютера

Какие основные узлы компьютера располагаются в системном блоке

Системный блок представляет собой основной узел, внутри которого установлены наиболее важные компоненты. Устройства, находящиеся внутри системного блока, называют внутренними , а устройства, подключаемые к нему снаружи, называют внешними . Внешние дополнительные устройства, предназначенные для ввода, вывода и длительного хранения данных, также называют периферийными .

1. корпуса;
2. материнской платы;
3. процессора;
4. оперативной памяти;
5. жесткого диска;
6. накопителя флоппи-дисков;
7. накопителя компакт- (или DVD) дисков;
8. видеокарты;
9. звуковой карты

Кроме формы, для корпуса важен параметр, называемый форм-фактором. От него зависят требования к размещаемым устройствам. В настоящее время в основном используются корпуса двух форм-факторов: АТ и АТХ. Форм-фактор корпуса должен быть обязательно согласован с форм-фактором главной (системной) платы компьютера, так называемой материнской платы.

Корпуса персональных компьютеров поставляются вместе с блоком питания и, таким образом, мощность блока питания также является одним из параметров корпуса. Для массовых моделей достаточной является мощность блока питания 200-250 Вт.

Рис. 1. Примеры системных блоков

Все основные внутренние устройства персонального компьютера сосредоточены в системном блоке и располагаются в основном на специальном устройстве – материнской плате.

Материнская плата – основная плата персонального компьютера, которая используется для размещения его внутренних устройств.

Внутренняя схема персонального компьютера представлена на рис.2.

Рис.2. Внутренняя схема персонального компьютера

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.

Устройство системного блока

Так как выше уже рассмотрен один из вариантов представления о персональном компьютере, будет правильно рассмотреть и второй. Почему же системный блок ПК рассматривается более подробно? Дело в том, что тот коробок, именуемый ещё и системным блоком не единое целое, как может показаться на первый взгляд и внутренняя его составляющая может быть совершенно разной для каждого компьютера. Скажете вы, так монитор тоже состоит из разных микросхем и прочих сложностей, и вы будете правы, но отличие состоит в том, что системный блок — это модульная система.

Каждый, наверное, знает конструктор Lego, из его частей можно сделать много интересных поделок, так и системный блок, вы можете менять его состав по мере необходимости, конечно монтирую комплектующие не куда вам захочется, в отличие от конструктора, а в специальные слоты расширения системной платы.

Корпус системного блока

Конструкция корпуса определяет не только внешний вид системного блока, а вместе с ним и домашний уют и даже его начинку, а именно форм-фактор материнской платы, а вместе с ней и количество подключаемых компонентов. Система охлаждения целиком и полностью тоже зависит о корпуса вашего компьютера, она должна быть тихой, но эффективной.

Системная (материнская) плата

Её называют как системной, так и материнской платой, смысловая нагрузка на данные термины совершенно одинаковая, когда её называют так или иначе, имеют в виду одно и тоже. Благодаря системной плате обеспечивается механическое крепление на прямую и с помощью специальных кабелей всех компонентов системного блока, а вмести с ним и их питание и внутренняя взаимосвязь. Так же на ней находятся различные контролеры.

Процессор и его система охлаждения

Микропроцессор, являющийся составляющей процессора, выполняет большинство вычислительных операций. Современные процессоры нуждаются в хорошем энергопотребление, а, температура некоторых представителей позволяет даже вскипятить чайник, поэтому без системы охлаждения не обойтись:

Радиатор — обеспечивает пассивное охлаждение процессору, но один радиатор уже не справляется с большими тепловыделениями и поэтому на него обычно крепится, для воздушного охлаждения специальный вентилятор. Да и вообще найти радиатор отдельно от вентилятора скорее всего уже не удастся.

Существуют и альтернативные системы охлаждения, но они обычно требуются для использования разгонного потенциала центрального процессора.

Модуль оперативной памяти

Еще, оперативную память называют ОЗУ — оперативное запоминающее устройство, необходима для хранения временных данных, хорошим примером является буфер обмена при копировании и последующей вставке. Процессор передаёт информацию в оперативную память и по мере необходимости забирает её оттуда. Особенностью оперативной памяти является практически молниеносное быстродействие, которое даёт возможность обмена данных с процессором, на его же скорости их обработки. Следует учитывать, что длительное хранение данных практически не достижимо, ОЗУ является энергозависимой составляющей персонального компьютера, при отключении питания ПК, вся информация безвозвратно исчезнет.

На плате модуля находятся несколько микросхем работающих как одно целое, а для установки в материнскую плату, для наращивания оперативной памяти не требуются ни какие инструменты, данную операцию легко можно проделать самому.

Жёсткий диск и твердотельный накопитель

HDD, от английского hard (magnetic) disk drive — представляет возможность для длительного по времени хранения данных информации, операционная система обычно устанавливается именно в раздел жёсткого диска. В материнскую плату, в отличие от оперативной платы он не монтируется, для его подключения требуются специальный шлейф. Шлейфы, которые используют определяются самим жёстким диском, а это или IDE, или SATA(1,2,3). На современных материнских платах разъём IDE отсутствует.

Как по отдельности, так и в комплекте с HDD в составе современных персональных компьютеров всё чаще используют твердотельный накопитель — SSD, в основе которого лежит флеш-память, хорошо подходящий для увеличения быстродействия компьютера благодаря высокому обмену данных c другими компонентами, по сравнению с HDD, но в тоже время являются более дорогостоящими. Поэтому для экономии, SSD небольших размеров используют для установки и работы операционной системы, а для хранения данных используют жёсткий диск. Рекомендуется к прочтению статья: «Что лучше SSD или HDD?».

Видеоадаптер (Видеокарта)

Видеокарта — графическая плата, устройство, отвечающее за построение (вывод) информации на дисплей монитора. Современные материнские платы бывают уже с интегрированными графическими адаптерами, которые хорошо показывают себя как в офисных приложениях для просмотра высококачественного видео, так и в не ресурсоёмких играх. Для высокопроизводительных задач видео плата докупается отдельно, монтируется в системную плату, а разнообразие моделей находится в совершенного разных ценовых сегментах.

Дисковод оптических дисков

В конфигурации современного компьютера оптический дисковод по сравнению с его прежней популярностью используется всё реже и реже. Служит для чтения и записи дисков различных форматов. Подключается к системной плате при помощи шлейфа, так же, как и жёсткий диск или твердотельный накопитель.

Дисковод гибких дисков и кардридер

Дисковод гибких дисков уже не используется для сборок современных компьютеров, но его ещё можно найти в устаревших ПК. На старых материнских платах был предусмотрен специальный разъём.

На современных компьютерах целесообразнее использовать кардридер, способный считывать и записывать информацию разных типов флеш накопителей.

Звуковой адаптер, модем и контроллер локальной сети

Звуковой адаптер, служит для записи и воспроизведения звука, к нему подключаются наушники, звуковые колонки и микрофон.
Модем нужен для подключения и выхода в интернет, контролер сети или сетевая карта служит для подключения к сети и так же, как и модем для выхода в интернет.

В составе материнской платы сегодняшних дней, уже встроены как звуковой адаптер, так и сетевая карты, но для расширения возможностей можно их докупить.

Модемы, внутренние в виде платы и внешние в виде периферийного устройства, хоть и теряют свою популярность, но все же используются для подключения к интернету через телефонную линию. Более популярны в наши дни 3G/4G модемы использующие мобильное соединение.

Блок питания

Название говорит само за себя, его основной функцией является подача электрического тока всем внутренним составляющим компьютерного системного блока. Так как от его мощности зависит стабильность работы системы, следует отнестись к выбору с пониманием или даже сделать его приобретение с небольшим запасом, которое будет кстати, при дальнейшем апгрейде (модернизации) комплектующих системного блока.

Состав персонального компьютера и системного блока этими компонентами не ограничивается, конфигурацию можно расширить, или заменить комплектующие по мере необходимости, а грань между понимания этих терминов немного стала чётче.

Системный блок компьютера

Системный блок – это ядро компьютерной системы. Обычно это прямоугольная коробка, расположенная на столе или под ним. В ней много электроники, которая обрабатывает информацию. Важнейший из этих компонентов – центральный процессор (ЦП), или микропроцессор, является «мозгом» компьютера.

Еще один компонент – оперативная память (ОЗУ), временно хранит информацию, которую использует центральный процессор, когда компьютер включен. После выключения компьютера все данные из оперативной памяти стираются.

Почти каждая другая составляющая компьютера соединяется с системным блоком с помощью кабелей. Кабели подключаются в специальные порты (гнезда), обычно на задней панели системного блока. Оборудование, которое не входит в состав системного блока, иногда называют периферийными устройствами или просто устройствами.

Внешние (периферийные) устройства компьютера

Рассмотрим только основные внешние устройства компьютера, так как если перечислять все, то чернила закончатся ? Внешние устройства персонального компьютера еще называют периферийными устройствами. Это устройства которые обеспечивают связь компьютера с пользователем, объектами управления либо с другим компьютером, то есть с окружающей средой. Внешние устройства делят на устройства Ввода и Вывода.

Устройства Ввода

Клавиатура. Пожалуй самое главное (во всяком случае на момент написания заметки :)) периферийное устройство Ввода информации в ПК. Клавиатура (в народе еще кличут «Клава») — это набор кнопок (клавиш), которые расположены в определенном порядке. На кнопках изображены буквы, цифры и различные знаки. Также на клавиатуре могут быть установлены дополнительные клавиши для различных действий.

Компьютерная мышь. Устройство Ввода получившее распространение с появление графического интерфейса на ПК. С помощью мышки (кнопок и колесика) можно отдавать различные команды компьютеру и управлять курсором на мониторе. При перемещении компьютерной мышки на горизонтальном столе курсор на мониторе также передвигается (по правилам координатной плоскости). Мышку также называют координатным устройством ввода.
Устройств ввода много. Мы рассмотрели два основных. Кроме них к устройствам ввода можно отнести: сканер, сенсорный экран, микрофон, веб-камеру и т.д.

Устройства вывода

Монитор. Это экран, на который с помощью видеосигнала выводится информация. Видеосигнал формирует электронное внутреннее устройство вывода, которое называется видеокартой. О ней мы еще поговорим чуть ниже.

Принтер. Слово принтер произошло от англ. Printer, Print — печатать. Он предназначен для преобразования цифровой информации хранящейся на компьютере в аналоговую, доступную для нашего с вами понимания, а также для её вывода (распечатывания) в виде текста, рисунка или графики, на твердый физический носитель (бумага).

Акустическая система. Говоря по простому — это звуковые колонки, которые предназначены для вывода звуковой информации. Звуковая карта преобразует цифровую информацию хранящуюся на компьютере в звук и выводит его через акустическую систему. Устройств вывода также много и перечислять их всех нет смысла. Основные из них мы с вами рассмотрели. Поэтому, давайте уже от периферийных (внешних) устройств ПК перейдем к внутренним.

Внутреннее устройство компьютера

У каждого ПК или ноутбука есть:
— основные устройства, без которых он просто не сможет работать либо выполнять универсальные задачи. Они присутствуют на каждом современном ПК.
— дополнительные устройства. Этот класс аппаратуры служит для выполнения определенных специфических задач. Про такие девайсы я подробнее расскажу в конце статьи.

1. Материнская плата.

Самое главное устройство компьютера, можно сказать — его основа.
Если открыть корпус, то её очень просто найти — она самая большая из всех. Выглядит она так:

Слово «материнская» произошло от буквального перевода английского слова «Motherboard».
А вообще, по-русски, правильнее называть её системной или основной, так как на ней базируется вся система и именно к её портам, слотам и разъёмам подключаются другие комплектующие и периферийные устройства.

2. Центральный процессор

Пламенным «мотором» любой компьютерной системы является Процессор. По английски он называется CPU — Central Processing Unit, что на русский переводится, как Центральное Вычислительное Устройство. Думаю, по названию понятно, что весь объем вычислений и обработки данных это устройство ПК берет на себя. На него идет самая большая вычислительная нагрузка. И именно поэтому процессор как правило очень сильно греется. На сегодняшний день есть два основных производителя процессоров для компьютеров и ноутбуков — это Intel и AMD.

Сейчас для повышения эффективности и многозадачности процессоры идут многоядерные, хотя буквально 10 лет назад они были в основном с одним ядром.

3. Жесткий диск

Чтобы обрабатывать данные, их надо сначала на чем-то хранить. Для этих целей существует еще одно основное устройство хранения информации — жесткий диск. Это постоянное запоминающее устройство (ПЗУ). Он может представлять собой классический HDD — Hard Disk Drive.

На сегодняшний день это уже устаревшее устройство и его плавно вытесняет с рынка более новый, быстрый и надежный SSD-накопитель (Solid-State Drive — твердотельный накопитель.
).

У него нет механических частей, за счет чего этот девайс значительно меньше, легче и не так греется.

Сейчас активно развивается направление микрокомпьютеров, где все основные устройства ПК располагаются на одной плате. У них в качестве жесткого диска используется карта памяти SD или Micro SD.

4. Оперативная память

ОЗУ — RAM — это тоже запоминающее устройство, но только в отличие от жесткого диска она значительно меньшего объёма и используется для краткосрочного хранения самых необходимых операционной системе данных. То есть в оперативную память копируется то, что нужно компу для выполнения текущих задач. Как только эта задача будет выполнена — её данные будут выгружены из ОЗУ.

Вся оперативная память на компьютере должна быть одного стандарта. Поставить разные планки RAM не получится. В лучшем случае ПК не запуститься. В худшем — сгорит сама планка или слот под неё.

5. Видеокарта

Это то устройство компьютера или ноутбука, которое отвечает за вывод изображения на монитор. Есть два вида видеоадаптеров:
Интегрированный или встроенный в материнскую плату.
Дискретный — отдельная видеокарта, подключаемая через специальный разъём на матплате.

За работу видеадаптера отвечает специальный отдельный чип — GPU. У дискретного видеоадаптера как правило есть своя оперативная память, предназначенная для обработки графической информации в играх и приложениях для работы с графикой и 3D.

6. Звуковая карта

Это специальное устройство компа, предназначенное для работы со звуком и вывода звука на подключенные динамики. Не так давно звуковой адаптер был необязательным и практически периферийным устройством и выглядел примерно так:

Но последние годы звуковой чип уже интегрирован в материнскую плату и стал неотъемлемым основным устройством современного компьютера.

7. Блок питания

Без электроэнергии компьютер работать не будет. Поэтому в любой вычислительной технике есть специальный блок питания.

Он подключается к электрической розетке и обеспечивает электропитание всех узлов ПК.

8. Корпус

Это жестяная или пластиковая коробка с креплениями, в которую устанавливаются все комплектующие части компьютера. Никаких технологических сложностей в корпусе нет — пара кнопок и несколько индикаторов.

Итак, основные устройства и узлы персонального компьютера я перечислил. Лет 5 назад к ним можно было отнести ещё и приводы для чтения дисков CD и DVD. Но сейчас, во время бурного наплыва USB флешек они практически полностью потеряли актуальность и сейчас пользователи вполне обходятся без них.

Интересное по теме: