Урок 7. Внутреннее устройство компьютера
В третьем уроке мы узнали для чего нужны процессор, оперативная память и жесткий диск. В четвертом уроке мы увидели компьютер снаружи и узнали для чего нужны различные кнопки и разъёмы. Сегодня мы откроем крышку системного блока и познакомимся со всеми внутренними компонентами.
Когда говорят о внутреннем устройстве компьютера, обычно имеют в виду те компоненты, которые находятся внутри его корпуса. У настольного компьютера корпус – это системный блок, у ноутбуков и нетбуков – это нижняя из раскрываемых половинок (напомню, что разновидностям компьютерной техники у нас был посвящен второй IT-урок).
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.
Процессор
Процессор представляет собой микросхему, предназначенную для выполнения основных вычислительных операций. Процессоры выпускаются двумя фирмами AMD и Intel. В зависимости от производителя процессора отличается и разъем (место его установки), поэтому при выборе материнской платы следует это не забывать. Вы просто не вставите процессор AMD в материнскую плату для процессоров Intel.
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.
Жесткие диски
Их может несколько или жесткий диск может быть один. Также вместо жесткого диска можно использовать ssd диск. По крайней мере, один обязательно должен быть для того, чтобы вы могли установить на него какую-нибудь операционную систему.
На картинке выше вы можете видеть пример одного из современных жестких HDD дисков, который подключается к материнской плате с помощью SATA кабеля.
Блок питания
Компьютерный блок питания (power supply unit, PSU — блок питания, БП) — вторичный источник электропитания, предназначенный для снабжения узлов компьютера электрической энергией постоянного тока, путём преобразования сетевого напряжения до требуемых значений.
А также блок питания играет роль защитного барьера от незначительных помех входного напряжения. А имеющийся вентилятор в корпусе блока питания участвует в охлаждении компонентов компьютера.
Вторичные компоненты
Это различные внутренние компоненты ПК, которые могут оказаться полезными, но которые необязательны для работы компьютера. Это оптический привод, звуковая карта, вентиляторы, установленные на корпусе, а также ряд карт расширения.
Дисковод
Было время, когда оптический привод, то есть дисковод, был обязательным для любого ПК, поскольку CD и DVD были наиболее популярным носителем данных. Твердотельная память не была достаточно развитой, и Интернет был очень медленным по сравнению с тем, что мы имеем сегодня, поэтому альтернативы почти не было. И сегодня стоит задуматься, а нужен ли CD/DVD дисковод?
Если у вас много компакт-дисков, DVD-дисков или дисков Blu-Ray, которые вы, возможно, захотите вставить в свой компьютер, то можете приобрести внутренний или внешний оптический дисковод. Единственное, что вам нужно иметь в виду, это то, поддерживает ли привод только CD и DVD, или он также совместим с дисками Blu-Ray. Последние диски стоят дороже, но они все еще стоят вложений, если они вам действительно нужны.
Звуковая карта
Все современные материнские платы имеют встроенные микросхемы, которые обрабатывают ввод и вывод звука, и хотя эти интегрированные решения вряд ли были надежны в прошлом, они продвинулись в геометрической прогрессии.
Единственная причина, по которой можно купить выделенную звуковую карту, заключается в том, что вам необходим надлежащий объемный звук 5.1 или 7.1, поскольку большинство специализированных звуковых карт имеют все необходимые входы и вычислительную мощность для обработки объемного звука.
Если вы планируете использовать только стереодинамики 2.0/2.1 и наушники, вам не нужно вкладывать деньги в звуковую карту. Но если встроенный чип выходит из строя, вы можете легко заменить его, не покупая совершенно новую материнскую плату.
Разные карты расширения
Карты расширения представляют собой разнообразную категорию карт на основе PCIe с различными функциями. Они могут включать внутренние модемы, адаптеры Wi-Fi, а также различные расширения портов ввода/вывода. Однако, как и в случае со звуковыми картами, они в основном не нужны, поскольку материнские платы часто имеют все функции, которые вам могут потребоваться.
Кулер
Как следует из названия, это вентиляторы, установленные на корпусе, которые обеспечивают дополнительное охлаждение за счет улучшения воздушного потока внутри корпуса.
Это совершенно необязательно, но настоятельно рекомендуются получить как минимум один или два, особенно если планируете купить большую видеокарту, которая будет сильно нагреваться. Более того, вентиляторы со светодиодным или RGB-освещением также могут внести свой вклад в вашу систему в отделе эстетики.
Итоги
Сегодня мы с вами подробного поговорили про устройство компьютера системного блока. Надеюсь вам было интересно. В следующей части я расскажу про устройство компьютера — периферийные устройства. Чтобы не пропустить важную информацию подписывайтесь на мои рассылки.
Возможно у вас появились или возникли вопросы, связанные с устройством компьютера системного блока, можете задавать их ниже в комментариях к этой статье, а так же воспользоваться формой обратной связи со мной.
Благодарю вас что читаете меня в Твиттере.
Оставайтесь на связи — мой канал You Tube.
Если приведенная выше информация оказалась для вас полезной, тогда рекомендую подписаться на обновления моего блога, чтобы всегда быть в курсе свежей и актуальной информации по настройке и ремонту вашего компьютера.
Не забудьте поделиться этой информацией с вашими знакомыми и друзьями. Нажмите на социальные кнопки — поблагодарите автора.
