Устройства ПК. Устройство компьютера. Из чего состоит компьютер
Компьютеры являются одним из самых распространенных средств получения информации и заработка у населения. В данной статье вы сможете познакомиться с устройством большинства ПК, которые можете встретить в обычной жизни, если только не являетесь специалистом в сфере компьютерных технологий.
Сначала определимся с термином. ПК — персональный компьютер, который вы видите каждый день, приходя на рабочее место.
Мало кто из людей, работающих за компьютером, представляет себе, как он устроен Между тем, знание даже простейших элементов способно сэкономить человеку большое количество времени в случае поломки. Если он знает устройство ПК, при малейшей неполадке он способен самостоятельно быстро определить и исправить её причину, не дожидаясь профессионалов.
В этой обзорной статье будут рассмотрены все устройства ПК, с которыми пользователь может столкнуться, а также простейшие схемы взаимодействий между элементами вашего компьютера.
Системный блок
Главной составляющей любого компьютера является системный блок. Системные блоки бывают разных видов, как по дизайну, так и размеру. Горизонтальные и вертикальные.
В системном блоке располагаются все комплектующие современного компьютера, собственно, благодаря чему и работает компьютер.
Основные элементы системного блока:
- Корпус;
- Блок питания;
- Материнская плата;
- Процессор;
- Оперативная память;
- Видеокарта;
- Звуковая карта;
- Жёсткий диск;
- Дисковод (оптический привод);
- Система охлаждения;
Все элементы тесно связаны друг с другом и работают как единое целое.
Давайте рассмотрим каждый элемент более подробно.
Процессор
Процессор (центральный процессор, CPU) – главная микросхема компьютера. Он исполняет все команды пользователя и «руководит» остальным «железом». От него напрямую зависит быстродействие компьютера и его возможности.
Внешне процессор представляет собой небольшую плату с множеством контактов с одной стороны и плоской металлической коробочкой с другой (см. рис.). Внутри он имеет очень сложную микроструктуру, включающую миллионы транзисторов. Подробнее о процессоре можно узнать здесь.
На материнской плате процессор крепится в специальном разъёме, называемом разъёмом центрального процессора или сокетом (socket). Есть много видов сокетов, в каждый из которых можно установить только процессоры определенного типа (с таким-же разъёмом). Например, на материнскую плату с Socket LGA1151 можно установить только процессоры Intel Celeron, Pentium, Core i3, Core i5 и Core i7 с разъёмом LGA1151. Для процессоров AMD (Athlon, Phenom, Ryzen и др.) понадобятся материнские платы с другими подходящими разъемами.
Сверху установленного на материнской плате процессора крепится охлаждение. Чаще всего, оно представляет собой радиатор с вентилятором (кулером) для рассеивания тепла (см.рис.). Это тоже важная часть компьютера, поскольку без охлаждения процессор будет перегреваться и при достижении им критической температуры (у каждой модели процессора она своя) компьютер выключится. Запустить его снова будет невозможно до тех пор, пока процессор не остынет.
Между кулером и процессором обязательно прокладывается слой термопасты. Подробнее об этом здесь.
Устройство № 5. Видеокарта для компьютера
Видеокарта (GPU – англ.) – это плата с графическим ядром, благодаря ей сигналы трансформируются и выводятся в привычном для нас виде на мониторе. Она может быть интегрированной в материнскую плату или процессор, а может устанавливаться отдельно. В первом случае ее мощности вряд ли хватит для серьезных задач, а вот во втором она сможет работать с очень ресурсоемкой графикой. Именно поэтому видеокарту рекомендуется приобретать отдельно и не надеяться на интегрированные. Одной из лучших видеокарт 2017 считается MSI NVIDIA GeForce GTX 1070. Она обладает памятью в 8 Гб, чего вполне хватит для самых требовательных игр и программ. Среди ее плюсов выделяется бесшумная система охлаждения и устойчивость к скачкам напряжения.
Оперативная память (RAM – англ.) – небольшая плата, необходимая для временного хранения данных о программах и играх, которые используются в данный момент. То есть, если пользователь запустил, например, Photoshop, то в оперативную память загружаются определенные элементы этой программы. Благодаря этому утилита начинает работать намного быстрее, поскольку требуемые данные подгружаются не только с жесткого диска, а еще и из оперативной памяти. Выделить лучшую память по производителям достаточно сложно, так как они все практически одинаковы.
Единственный параметр, на который нужно обращать внимание, – это объем. Чем больше, тем лучше, однако минимум следует покупать от 8 ГБ (оптимально 16 ГБ и выше).
Микропроцессор
Микропроцессор — центральный процессор компьютера или «камень». Он выполняет роль головного мозга, если сравнить его с органами человека. На сегодняшний день существует две распространенные фирмы, которые их производят — это Intel и AMD.
Чем больше ядер и выше разрядность вашего процессора, тем быстрее и больше операций в секунду он может выполнять. Центральный процессор ломается очень редко, но такое бывает, так что будьте к этому готовы.
Компьютерная память
Память компьютера — делится на внешнюю и внутреннюю. Во внутреннюю память входят такие запоминающие устройства (ЗУ) ПЗУ, ОЗУ, ROM, RAM и КЭШ. Во внешнюю память входят FDD, HDD, CD, DVD-ROM, USB (флешки, жесткие диски) и твердотельные запоминающие устройства SSD.
ОЗУ (оперативное запоминающее устройство) имеет высокое быстродействие, которое использует центральный процессор чтобы хранить кратковременную информацию, в то время, когда вы работаете за компьютером. Для нормальной работы компьютера рекомендуется использовать от 1 до 4 Гигабайт оперативки и выше. У меня на компьютере установлено 6 Гигабайт.
Бывают случаи, что попадаются планки памяти с битыми секторами, при этом ваш компьютер может работать не корректно, зависать, перезагружаться или выдавать синий экран смерти. Для того чтобы проверить оперативку можно скачать программу Memtest и проверить её на наличие битых и поврежденных секторов.
ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) — оно хранит постоянную справочную и программную информация. К такому виду информации относятся настройки вашего компьютера в Биосе.
Биос — это базовая система ввода вывода (мозжечок компьютера). Первая программа, которая включается при запуске компьютера и проверяет на работоспособность все его компоненты это Биос.
Если все хорошо, то издает один сигнал «пик», если что-то не в порядке, то может издавать разные сигналы или вообще молчать. В некоторых компьютерах нет спикера, который оповещает пользователя о своей работе (маленькая пещалка). Если вам стала интересна эта программа то можете прочитать немного о нем в статье БИОС.
CMOS — это вид памяти, в которой хранятся все параметры конфигурации вашего компьютера. Как только вы включаете компьютер, она проверяет все сохраненные ранее параметры. Для того чтобы что-то изменить, нужно зайти в Биос вкладку Setup и поменять необходимые настройки, например выставить загрузку с CD-ROM, HDD или USB.
Кэш — сверхскоростной оперативный и промежуточный вид памяти.
Видеокарта
Видеокарты делятся на два поколения старые -AGP и новые -PCI. Так же есть внутренние, встроенные в материнскую плату и внешние видеокарты, которые вставляются отдельно. Немного подробнее об этом написано в этой статье видеокарта или видеоадаптер.
Видеокарта преобразовывает изображение полученное на материнской плате и выдает его на мониторе (телевизоре). Чем мощнее у вас видеокарта, тем больше игр и разных программ вы можете запускать на своем компьютере. Если у вас сломается внешняя видеокарта, то её в любой момент можно заменить.
Но если у вас сгорит внутренняя видеокарта, то придется менять полностью материнскую плату. У меня на системной плате нет внутренней видеокарты, поэтому я пользуюсь внешней. У большинства материнских плат присутствует внутренний (интегрированный) видеоадаптер.
Блок питания
В блок питания поступает напряжение около 220 вольт, которое преобразовывается в более меньшее напряжение и после этого раздается и питает все нужные компоненты системного блока.
Если у вас сгорел блок питания, то его можно купить в районе 40-60 $.
Видеокарта
Видеокарта (также видеоадаптер, графический адаптер, графическая плата, графическая карта, графический ускоритель, 3D-карта) — электронное устройство, преобразующее графический образ, хранящийся, как содержимое памяти компьютера (или самого адаптера), в форму, пригодную для дальнейшего вывода на экран монитора.
Первые мониторы, построенные на электронно-лучевых трубках, работали по телевизионному принципу сканирования экрана электронным лучом, и для отображения требовался видеосигнал, генерируемый видеокартой.
В настоящее время, однако, эта базовая функция, оставаясь нужной и востребованной, ушла в тень, перестав определять уровень возможностей формирования изображения — качество видеосигнала (чёткость изображения) очень мало связано с ценой и техническим уровнем современной видеокарты.
В первую очередь, сейчас под графическим адаптером понимают устройство с графическим процессором — графический ускоритель, который и занимается формированием самого графического образа. Современные видеокарты не ограничиваются простым выводом изображения, они имеют встроенный графический процессор, который может производить дополнительную обработку, снимая эту задачу с центрального процессора компьютера.
Например, все современные видеокарты Nvidia и AMD (ATi) осуществляют рендеринг графического конвейера OpenGL и DirectX на аппаратном уровне. В последнее время также имеет место тенденция использовать вычислительные возможности графического процессора для решения неграфических задач.
Обычно видеокарта выполнена в виде печатной платы (плата расширения) и вставляется в разъём расширения, универсальный либо специализированный (AGP, PCI Express) на материнской плате.
Также широко распространены и встроенные (интегрированные) в материнскую плату видеокарты — как в виде отдельного чипа, так и в качестве составляющей части северного моста чипсета или ЦПУ, в этом случае устройство, строго говоря, не может быть названо видеокартой.
Корпус компьютера
Все те основные компоненты, которые я перечислил выше, должны быть где-то расположены, а не просто валяться на полу, верно? 🙂 Все компоненты компьютера помещаются в специальный корпус (системный блок) для того чтобы исключить на них внешнее воздействие, защитить от повреждений и поддерживать внутри корпуса нужную температуру за счёт имеющихся в нём вентиляторов. Также запускаете вы свой компьютер именно при помощи кнопки на корпусе, поэтому без корпуса никак не обойтись 🙂
Корпуса бывают разного размера и в самый маленький корпус, понятное дело, не поместится, например, стандартная материнская плата. Поэтому основной характеристикой корпуса является формфактор поддерживаемых материнских плат. Если Самые большие корпуса (Full Tower) способны вместить в себя платы любого размера и любые компоненты так, что ещё и будет более-менее свободно и в случае необходимости вынуть какой-либо из компонентов, не возникнет неудобств.
Вот так выглядит корпус компьютера:
Компоненты системного блока
Для начала возьмем не слишком новый, но и не слишком старый системный блок, в котором установлены все основные компоненты. А потом сравним с более недорогим вариантом с меньшим количеством дополнительных комплектующих.
Итак, посмотрим на фотографию системного блока автора сайта IT-уроки.
Что мы увидим, если снять крышку системного блока компьютера
Первое, что бросается в глаза – много всяких печатных плат, «коробочек» и проводов. Все платы и устройства в отдельном корпусе – это компоненты, выполняющие различные задачи. С помощью проводов компоненты обмениваются информацией и получают электрическое питание.
Разберемся со всеми компонентами по очереди.
1. Системная плата
Все компоненты компьютера связаны между собой одной самой большой печатной платой (которую сразу можно узнать на фотографии по размерам), её называют системной платой или материнской платой (в английском варианте motherboard или mainboard).
Системная плата (компонент системного блока)
Одни компоненты устанавливаются сразу в разъемы, находящиеся на системной плате, другие компоненты подключаются к ней с помощью специальных проводов в соответствующие разъемы, а устанавливаются в специальные отсеки корпуса.
Более подробно о системной плате можно будет узнать из последующих IT-уроков, но уже на более высоком уровне знаний.
Напомню, можно подписаться на новости сайта по этой ссылке и получать их на e-mail.
2. Блок питания
Чтобы все компоненты могли выполнять свою задачу, их нужно запитать электрической энергией. Для снабжения этой энергией используется компьютерный блок питания (по-английски power supply unit или PSU), от которого тянутся провода по всему системному блоку.
Блок питания компьютера
Большинство устройств имеют специальный разъем для подключения питания, но некоторые получают электрическую энергию через системную плату (которая в этом случае будет посредником между блоком питания и устройством).
3. Центральный процессор
С процессором мы уже знакомились в третьем IT-уроке, напомню, что задача процессора – обрабатывать информацию.
Процессор (англ. central processing unit и CPU) устанавливается в специальный разъем на системной плате (английское название разъема – «Socket»). Процессорный разъем обычно находится в верхней части системной платы.
После установки процессора в разъем, поверх устанавливают систему охлаждения – кулер (алюминиевый радиатор с вентилятором).
Кулер, под которым находится центральный процессор
На фотографии мы видим кулер, под которым и находится центральный процессор.
4. Оперативная память
С оперативной памятью мы тоже познакомились в третьем уроке.
Оперативная память (ОЗУ, Random Access Memory, RAM), как и процессор, устанавливается в специальные разъемы на системной плате.
Оперативная память (компонент системного блока)
Оперативная память выполнена в виде небольшой печатной платы с установленными на неё микросхемами памяти, всю эту конструкцию называют «модулем памяти». Из-за специфичной формы платы, её называют «планкой».
На фотографии видно, что разъемов четыре, а модуля оперативной памяти два и установлены они в разъемы одного цвета для повышения скорости работы (подробнее о таком режиме в последующих IT-уроках на более «продвинутых» уровнях).
5. Видеокарта
Видеокарта (видеоадаптер, графический адаптер, графическая карта, графическая плата, video card, video adapter, display card, graphics card и т.д.) предназначена для обработки графических объектов, которые выводятся в виде/форме изображения на экране монитора.
Видеокарта (видеоадаптер, графический адаптер)
На фотографии видно, что в данном случае видеокарта выполнена в виде печатной платы (карты расширения), вставленной в специальный разъем на системной плате (слот расширения). Так как эта видеокарта сильно греется, то в нижней части можно видеть большую систему охлаждения (да-да, это тоже кулер).
Мы впервые на IT-уроках столкнулись с понятиями «карта расширения» и «слот расширения», поэтому сразу зададим определение, от которого будем отталкиваться в дальнейшем.
Карта расширения – устройство в виде печатной платы с универсальным разъемом для установки на системную плату (например, видеокарта, сетевая карта, звуковая карта).
Карты расширения устанавливаются дополнительно к основным компонентам для того, чтобы расширить возможности компьютера, они могут иметь различное назначение (обработка графики, звука или соединение с компьютерной сетью и т.д.).
Пример карты расширения (более простой видеоадаптер)
Слот расширения — специальный универсальный разъем на системной плате, предназначенный для установки дополнительных устройств компьютера выполненных виде карт расширения.
С новыми определениями разобрались, движемся дальше.
6. Сетевая карта
Сетевая карта (сетевой адаптер, Ethernet-адаптер, network adapter, LAN adapter) предназначена для подключения компьютера к компьютерной сети.
Сетевая карта (компонент системного блока)
В данном случае сетевая карта также выполнена в виде карты расширения (печатной платы), которая устанавливается в разъем на системной плате.
7. Звуковая карта
Звуковая карта (аудиокарта, звуковой адаптер, sound card) обрабатывает звук и выводит его на акустические системы (колонки) или наушники.
Звуковая карта (компонент системного блока)
Как и два предыдущих устройства, звуковая карта – это печатная плата, вставленная в разъем на системной плате. Правда, данный звуковой адаптер не обычный, он состоит из двух печатных плат, но это исключение из правил.
8. Жесткий диск
На жестком диске хранятся все программы и данные компьютера (подробнее об этом в третьем IT-уроке).
Жесткий диск в отличие от предыдущих компонентов, не устанавливается на системную плату, а крепится в специальном отсеке корпуса системного блока (посмотрите на фотографию).
Жесткий диск (он же винчестер)
В такие отсеки можно установить несколько жестких дисков и увеличить объем внутренней памяти компьютера.
Жесткий диск иногда называют аббревиатурой НМЖД (Накопитель на жёстких магнитных дисках), часто говорят «винчестер«, а на английском языке hard disk drive или HDD.
9. Оптический привод
Оптический привод (DVD-привод, optical disc drive или ODD) нужен для чтения и записи DVD и CD дисков. Как и жесткий диск, оптический привод устанавливается в специальный отсек системного блока.
Оптический привод (компонент системного блока)
Этот отсек находится в передней верхней части корпуса, он более широкий, чем для жесткого диска, так как размеры DVD-привода заметно больше.
Системный блок в собранном виде
В собранном виде системный блок будет выглядеть примерно как-то так.
В правом верхнем углу мы видим блок питания. Видим как от него ответвляются кабели к дисководам, к жестким дискам, к материнской плате и кулерам. Как раз то, о чем я вам писал.
В левом нижнем углу видим три жестких диска, а над ними корзину с дисководами. В центре самую большую материнскую плату. На ней внушительных размеров кулер, расположенный над процессором и под всем этим делом какую-то видеокарту.
Вот вообщем-то и все, о чем я сегодня хотел вам поведать. Надеюсь, что внутреннее устройство системного блока более не является для вас загадкой. В любом случае эта информация вам еще пригодится, когда мы с вами в следующих статьях научимся выбирать комплектующие под бюджет и собирать системный блок компьютера самостоятельно.
