Компьютеры.. Вы помните, как мы говорили об этих «существах», которые появились относительно недавно? Столько лет они собирают вокруг себя тысячи людей, привлекая своими возможностями... Кто-то играет в компьютерные игры, кто-то пишет на них статьи, а иногда они могут послужить вам вторым телевизором или хранителем информации. Пользуясь своим компьютером, вы когда-нибудь задавали себе вопрос «А я понял, как оно работает?» Если даже и задавали, то, наверное, не стали на него отвечать, залезая в интернет и теряя часы своего времени. А мы вам расскажем об этом, все равно. Точнее, уже рассказали, и собираемся об этом напомнить.
Ну что, еще разок пройдемся?
Материнская плата
Вы могли слышать о ней как о «мамке» или «материнке». Говоря о работе компьютера, в первую очередь вы должны вспоминать именно материнскую плату. Если каким-то образом можно запустить компьютер без некоторых других менее важных частей, вроде видеокарты и звуковой карты, то материнская плата является основной и самой главной частью. От нее зависит, какие составляющие компьютера будут работать, а какие нет. Начиная собирать свой компьютер с нуля, нужно начать именно с хорошей «материнки».
Своим внешним видом материнская плата может оттолкнуть новичка, так как является нереально большим сплетением микросхем, заставляющих все подключенные устройства работать как единое целое. Слабая материнская плата не выдержит сильных процессоров и видеокарт, чего нельзя сказать об обратном случае. Несовместимость платы с оборудованием является очень частым явлением, и поэтому нашим долгом будет предупредить, что покупка материнской платы - это самая важная часть создания нового компьютера или обновления старого.
Процессор
Выбрав материнскую плату, вы, наверное, задаетесь вопросом: «А что же по важности идет дальше, после материнской платы?». Догадаться не сложно - это процессор. Его «кодовыми именами» являются сокращения ЦП или ЦПУ. Процессор - это интегральная схема, которая является неотъемлемой частью системного блока в целом. Если вы хоть раз держали процессор в руках, то могли заметить, что внешне это всего лишь маленькая пластинка с большим количеством маленьких иголочек. Кстати говоря, такие иголочки пальцами лучше не трогать, а иначе можно повредить его.
Давайте представим, что системный блок - это наши кожа и кости. Имея только их, конечно, мы не будем полноценным человеком. Материнская плата - это база, на которой размещаются органы. Всяческие кровеносные сосуды, которые соединяют все органы воедино, а также удерживают их крепко в том месте, где они и должны быть - это и есть материнская плата. А процессор, конечно - головной мозг. Как вы понимаете, без него человек тоже не смог бы прожить. Этот «мозг» обрабатывает информацию, поступающую в систему.
Оперативная память
Оперативная память, если быть точнее. Ее вы знаете по сокращению ОЗУ или простецкому «Операционка». Эта немаловажная часть компьютера является, как не странно, самой обсуждаемой. Этим я хотел сказать, что 80% людей, знающих о компьютерах, при первом упоминании о них думают, в первую очередь, именно об оперативная памяти. Чем же эта, казалось бы, маленькая частичка системного блока заслужила такое внимание? Надеюсь, я смогу объяснить.
Оперативная память - это, если так можно сказать, сестра процессора. В ней во время работы компьютера хранится очень много информации. Она постоянно дополняется и заменяется, но после выключения компьютера исчезает, как изображение на вашем мониторе. То есть, это временная информация, которая поступает с процессора. Человек не имеет необходимости знать, какая именно информация поступает на оперативную память, но он должен понимать, что каждая включенная программа и каждый работающий процесс «откусывает» от ОЗУ небольшой кусочек, делая временную память меньше.
Видеокарта
Ненадолго отложив блок питания, который является обязательной частью компьютера (потому что именно с помощью него на материнскую плату подается питание), я решил перейти к видеокарте - той части компьютера, которая нужна для формирования изображения на мониторе. Если вы хоть раз соединяли монитор с помощью такого большого провода с двумя винтиками по бокам, которые нужно закручивать, то знайте, что вы засовывали провод как раз в разъем видеокарты. А еще вы знаете ее по сокращению «видюха».
Часто слабые видеокарты встроены в системную плату. Это сделано как минимум для того, чтобы компьютером можно было пользоваться даже без видеокарты. Но для нормальной работы графической системы, конечно же, нормальную видеокарту купить, все же, стоит. А если вы играете в компьютерные игры, то этот вопрос должен решаться в первую очередь.
Звуковая карта
Раз уж изображение попадает на экран монитора с помощью видеокарты, то что происходит со звуком? То же самое, только для этого уже используется звуковая карта. В отличие от многих других частей компьютера, которые имеют свои слэнговые названия, я так и не смог вспомнить, называют ли или нет звуковую карту «звуковухой», к примеру. Впрочем, это не так важно. Звуковая карта - это обязательная часть компьютера для тех, кто хочет слышать хоть что-нибудь. И не важно, используете вы колонки или наушники - все это ударяется именно в еще одну пластинку, забитую микросхемами и блоками.
Как не странно, но в отличии от других частей системного блока, которые купить для нормальной работы просто необходимо, для обычных пользователей, не связанных с музыкой и чем-то похожим, подойдет и встроенная в материнскую плату звуковая карта. Она не сможет похвастаться чистейшим звуком, но вам хотя бы не придется тратиться на лишнее железо. Если в плату встроена звуковая карта, то рядом с USB-портами вы увидите 6 круглых разноцветных портов. Зеленый и розовый - это для динамиков (наушников) и микрофона.
Сетевая карта
Наверное, если бы не сегодняшняя тенденция получать всю информацию в интернете, а также пользоваться им для общения и совместного прохождения игр (и еще тысяча других возможностей, говоря честно), я бы не упомнил о сетевой плате. Но интернетом сейчас захвачена практически вся планета, и без сетевой платы теперь не обойдется ни один компьютер. Именно поэтому напомнить вам о существовании такой карты, как сетевая, я просто обязан.
Сетевая карта очень схожа с человеческим ртом: именно рот позволяет нам общаться с другими людьми, и для этого нам не приходится соединяться с собеседником каким-нибудь проводом. За то внутри сколько каналов всяких. Именно с помощью сетевой карты можно подключиться к роутеру с помощью провода, а если в карте есть беспроводной адаптер - то и к без провода можно.
Жесткий диск
Вы ведь знали, куда записывается информация, которая находится на ваших дисках C: или D:? Да, на жесткие диски. Жесткий диск, если бы человек был компьютером, являлся бы памятью человека. Его устройство очень похоже на устройство обычного дисковода, вот только «жесткий» диск, что крутится в накопителе, несъемный. То есть, жесткий диск можно отключать и подключать к другим компьютерам, но вытаскивать «болванку» из конструкции нельзя. Иначе убьете свое железо. Первое его появление в 73 году, кстати говоря, дало жесткому диску его второе название - «винчестер».
Интересный факт заключается в том, что считывающие головки, которые нависают над крутящимся диском как иголка над патефоном, не соприкасаются с ним. Более того, между ними расстояние всего в несколько нанометров. Отсутствие этого самого контакта позволяет винчестеру дольше работать. А когда диск в нерабочем состоянии, головки уходят как бы на «парковку, где спокойно дожидаются очередного «рабочего дня» (это позволяет исключить контакт головок с диском в нерабочее время).
Блок питания
Ну, вот наш компьютер и собран. Осталось только сделать так, чтобы он начал работать. Дело в том, что на него должно как-то поступать напряжение. Именно для этого существует блок питания. В последний раз сравнивая компьютер с человеком, блок питания - это сердце. Оно подпитывает другие органы, а без него даже самые новые и качественные части тела работать все равно не будут. На то оно и сердце вашего системного блока. И при всем при этом его конструкция очень проста. Только вот проводов ужасно много.
Мало того, что блок питания раздает электричество всем частям вашего компьютера. Еще он стабилизирует напряжение и защищает систему от помех. В конце концов, в блоке всегда установлен кулер, который помогает охлаждать систему. И такой набор хороших качеств совершенно не перечеркивается какими-либо минусами. на серверах, к примеру, могут использовать сразу несколько блоков на случай того, если один из них неожиданно откажет от перегрева или перепада тока.
Итак, из чего же состоит наш обычный персональный компьютер (ПК), который мы используем дома или на работе.
Рассмотрим его аппаратную часть («железо»):
- системный блок (та большая коробка, которая стоит у вас на столе или под столом, сбоку от него и т.д.). В нем располагаются все основные узлы компьютера.
- периферийные устройства (такие как монитор, клавиатура, мышь, модем, сканер и пр.).
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):
— Блок питания
— 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.
Периферийные устройства
Компьютера состоит из 6 групп клавиш:
- Буквенно-цифровые;
- Управляющие (Enter, Backspace, Ctrl, Alt, Shift, Tab, Esc, Caps Lock, Num Lock, Scroll Lock, Pause, Print Screen);
- Функциональные (F1-F12);
- Цифровая клавиатура;
- Управления курсором (->,<-, Page Up, Page Down, Home, End, Delete, Insert);
- Световые индикаторы функций (Caps Lock, Num Lock, Scroll Lock).
Мышь (механическая, оптическая). Большинство программ используют две из трех клавиш мыши. Левая клавиша — основная, ей управляют компьютером. Она играет роль клавиши Enter. Функции правой клавиши зависят от программы. Посередине находится колесо прокрутки, к которому быстро привыкаешь.
Модем — сетевой адаптер. Может быть как внешним, так и внутренним.
Сканер автоматически считывает с бумажных носителей и вводит в ПК любые печатные тексты и изображения.
Микрофон служит для ввода звука в компьютер.
(дисплей) предназначен для отображения информации на экране. Наиболее часто в современных ПК используются мониторы SVGA с разрешающей способностью (количеством точек, размещающихся по горизонтали и по вертикали на экране монитора) 800*600, 1024*768, 1280*1024, 1600*1200 при передаче до 16,8 млн. цветов.
Размер экрана монитора - от 15 до 22 дюймов по диагонали, но чаще всего - 17 дюймов (35,5 см). Размер точки (зерна) - от 0,32 мм до 0,21 мм. Чем он меньше, тем лучше.
ПК, которые снабжены телевизионными мониторами (ЭЛТ), уже не так популярны. Из них предпочтение следует отдавать мониторам с низким уровнем излучения (Low Radiation). Жидкокристаллические дисплеи (LCD) более безопасны, и большинство компьютеров имеют именно такой монитор.
Предназначен для распечатки текста и графических изображений. Принтеры бывают матричные, струйные и лазерные. В матричных принтерах изображение формируется из точек ударным способом. Струйные принтеры в печатающей головке вместо иголок имеют тонкие трубочки — сопла, через которые на бумагу выбрасываются мельчайшие капельки чернил. Струйные принтеры выполняют и цветную печать смешением базовых цветов. Достоинство — высокое качество печати, недостаток — опасность засыхания чернил, высокая стоимость расходных материалов.
В лазерных принтерах применяется электрографический способ формирования изображений. Лазер служит для создания сверхтонкого светового луча, вычерчивающего на поверхности предварительно заряженного светочувствительного барабана контуры невидимого точечного электронного изображения. После проявления электронного изображения порошком красителя (тонера), налипающего на разряженные участки, выполняется печать — перенос тонера с барабана на бумагу и закрепление изображения на бумаге разогревом тонера до его расплавления. Лазерные принтеры обеспечивают наиболее высококачественную печать с высоким быстродействием. Широко используются цветные лазерные принтеры.
Звуковые колонки выводят звук. Качество звучания зависит - опять-таки - от мощности динамиков и материала, из которого изготовлены корпуса (предпочтительно дерево) и его объема. Важную роль играет наличие фазоинвертора (отверстие на передней панели) и количество полос воспроизводимых частот (высокие, средние и низкие динамики на каждой колонке).
USB-накопители на флэш-памяти, на мой взгляд, стали самым универсальным средством переноса информации. Это миниатюрное устройство размером и весом меньше зажигалки. Оно имеет высокую механическую прочность, не боится электромагнитных излучений, жары и холода, пыли и грязи.
Самая чувствительная часть накопителя — разъем, прикрытый колпачком. Объем этих устройств колеблется от 256 Мбайт до 32 Гбайт, что позволяет подобрать накопитель нужной емкости, сообразуясь с потребностями. Благодаря интерфейсу, USB накопитель можно подключить к любому современному компьютеру. Он работает с операционными системами Windows 98SE/Me/2000/XP/Vista/7, Mac OS 8.6 ~ 10.1, Linux 2.4. В Windows даже не нужно устанавливать никаких драйверов: подключил в USB-порт - и работай.
Нужна для ввода динамического изображения в компьютер и звука (для общения и возможности создания телеконференций).
Источник бесперебойного питания нужен на случай аварийного отключения электроэнергии.
Фуфф, ну вот, по-моему, и все основное, что я хотела вам рассказать об аппаратной части компьютера, так называемом hardware.
Статья «Устройство компьютера» была написана довольно давно. Поэтому, если Вы нашли ошибку или обнаружили некоторую неточность, напишите, пожалуйста, об этом, используя форму комментариев. Мы будем Вам очень признательны!
Системная плата
Жесткий диск
Дисковод гибких дисков
Дисководы компакт-дисков CD-ROM, CD-R, CD-RW, DVD-RAM
Видеокарта (видеоадаптер)
Звуковая карта
4.1. Системная (материнская) плата
Материнская плата - основная плата персонального компьютера. На ней размещаются:
процессор - основная микросхема, выполняющая большинство математических и логических операций;
оперативная память (оперативное запоминающее устройство, ОЗУ) - набор микросхем, предназначенных для временного хранения данных, когда компьютер включен;
шины - наборы проводников, по которым происходит обмен сигналами между внутренними устройствами компьютера;
микропроцессорный комплект (чипсет) - набор микросхем, управляющих работой внутренних устройств компьютера и определяющих основные функциональные возможности материнской платы;
ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) - микросхема, предназначенная для длительного хранения данных, в том числе и когда компьютер выключен;
разъемы для подключения дополнительных устройств (слоты ).
4.1.1. Процессор
Процессор - основная микросхема компьютера, в которой и производятся все вычисления. Конструктивно процессор состоит из ячеек, похожих на ячейки оперативной памяти, но в этих ячейках данные могут не только храниться, но и изменяться. Внутренние ячейки процессора называют регистрами. Важно также отметить, что данные, попавшие в некоторые регистры, рассматриваются не как данные, а как команды, управляющие обработкой данных в других регистрах. Среди регистров процессора есть и такие, которые в зависимости от своего содержания способны модифицировать исполнение команд. Таким образом, управляя засылкой данных в разные регистры процессора, можно управлять обработкой данных. На этом и основано исполнение программ.
С остальными устройствами компьютера, и в первую очередь с оперативной памятью, процессор связан несколькими группами проводников, называемых шинами. Основных шин три: шина данных, адресная шина и командная шина.
Основные параметры процессоров. Основными параметрами процессоров являются: рабочее напряжение, разрядность, рабочая тактовая частота, коэффициент внутреннего умножения тактовой частоты и размер кэш-памяти.
Рабочее напряжение процессора обеспечивает материнская плата, поэтому разным маркам процессоров соответствуют разные материнские платы (их надо выбирать совместно). По мере развития процессорной техники происходит постепенное понижение рабочего напряжения. Ранние модели процессоров х86 имели рабочее напряжение 5 В. С переходом к процессорам Intel Pentium оно было понижено до 3,3 В, а в настоящее время оно составляет менее 3 В. Причем ядро процессора питается пониженным напряжением 2,2 В. Понижение рабочего напряжения позволяет уменьшить расстояния между структурными элементами в кристалле процессора до десятитысячных долей миллиметра, не опасаясь электрического пробоя. Пропорционально квадрату напряжения уменьшается и тепловыделение в процессоре, а это позволяет увеличивать его производительность без угрозы перегрева.
Разрядность процессора показывает, сколько бит данных он может принять и обработать в своих регистрах за один раз (за один такт). Первые процессоры х86 были 16-разрядными. Начиная с процессора 80386 они имеют 32-разрядную архитектуру. Современные процессоры семейства Intel Pentium остаются 32-разрядными, хотя и работают с 64-разрядной шиной данных (разрядность процессора определяется не разрядностью шины данных, а разрядностью командной шины).
В основе работы процессора лежит тот же тактовый принцип , что и в обычных часах. Исполнение каждой команды занимает определенное количество тактов. В настенных часах такты колебаний задает маятник; в ручных механических часах их задает пружинный маятник; в электронных часах для этого есть колебательный контур, задающий такты строго определенной частоты. В персональном компьютере тактовые импульсы задает одна из микросхем, входящая в микропроцессорный комплект (чипсет), расположенный на материнской плате. Чем выше частота тактов, поступающих на процессор, тем больше команд он может исполнить в единицу времени, тем выше его производительность. Первые процессоры х86 могли работать с частотой не выше 4, 77 МГц, а сегодня рабочие частоты некоторых процессоров уже превосходят 3000 миллионов тактов в секунду (3000 МГц или 3ГГц).
Тактовые сигналы процессор получает от материнской платы, которая, в отличие от процессора, представляет собой не кристалл кремния, а большой набор проводников и микросхем. По чисто физическим причинам материнская плата не может работать со столь высокими частотами, как процессор. Сегодня ее предел составляет 100-133 МГц. Для получения более высоких частот в процессоре происходит внутреннее умножение частоты на коэффициент 3; 3, 5; 4; 4, 5; 5 и более.
Обмен данными внутри процессора происходит в несколько раз быстрее, чем обмен с другими устройствами, например с оперативной памятью. Для того чтобы уменьшить количество обращений к оперативной памяти, внутри процессора создают буферную область - так называемую кэш-память . Это как бы «сверхоперативная память». Когда процессору нужны данные, он сначала обращается в кэш-память, и только если там нужных данных нет, происходит его обращение в оперативную память. Принимая блок данных из оперативной памяти, процессор заносит его одновременно и в кэш-память. «Удачные» обращения в кэш-память называют попаданиями в кэш. Процент попаданий тем выше, чем больше размер кэш-памяти, поэтому высокопроизводительные процессоры комплектуют повышенным объемом кэш-памяти.
Нередко кэш-память распределяют по нескольким уровням. Кэш первого уровня выполняется в том же кристалле, что и сам процессор, и имеет объем порядка десятков Кбайт. Кэш второго уровня находится либо в кристалле процессора, либо в том же узле, что и процессор, хотя и исполняется на отдельном кристалле. Кэш-память первого и второго уровня работает на частоте, согласованной с частотой ядра процессора.
Кэш-память третьего уровня выполняют на быстродействующих микросхемах типа SRAM и размещают на материнской плате вблизи процессора. Ее объемы могут достигать нескольких Мбайт, но работает она на частоте материнской платы.
Здравствуйте уважаемые посетители блога сайт. Сегодня поговорим об устройствах компьютера, или как обычно говорят «железках», которые можно найти в системном блоке компьютера. Таким образом, вы поймете, из чего состоит компьютер. Аппаратное устройство компьютера или как модно говорить «железо», остается тайной даже для многих опытных пользователей. В данной статье расскажу про аппаратные устройства, тем самым восполним пробел, конечно если он у вас есть , а если вы с ними знакомы, то освежим немного память.
В первую очередь разделим то, что принято называть «компьютер» на две группы:
- Системный блок . Это тот самый большой (или не очень большой) ящик, к которому все подключено.
- Периферийные устройства . О периферийных устройствах можете почитать в моей статье « » Это все остальные устройства, которые помогают работать с компьютером. Их главная особенность – они находятся вне системного блока и подключены к нему снаружи.
Устройство системного блока
Системный блок является главное устройство компьютера. Только взглянув внутрь компьютера, мы сможем разобраться, из чего состоит компьютер.
- Блок питания.
- Оперативная память.
- Накопитель на жестком магнитном диске.
- Устройство чтения гибких магнитных дисков.
- Устройство чтения оптических дисков.
- Дополнительные устройства.
Пункты с 1-го по 5-й являются обязательными, их вы обнаружите в любом системном блоке. Остальных может и не быть или они могут быть в виде периферийных устройств, то есть подключаться снаружи.
Из чего состоит компьютер:
Теперь давайте более детально расскажу про каждую составляющую.
Блок питания
Это устройство компьютера немаловажный компонент в компьютере! Сокращенное название – БП. Основная характеристика – максимальная выходная мощность. Измеряется в Ватах (Вт), по-английски Watt (W). Для домашнего компьютера мощность БП обычно равна 350-450 Вт, для мощного игрового 600 Вт или больше.
Важность данного компонента часто недооценивается. При покупке компьютера вам могут предложить сэкономить, установив менее качественный блок питания. Это делать крайне не рекомендуется, так как БП является источником энергии для всех остальных узлов системы. Некачественный БП при поломке или какой-либо проблеме в электросети может вывести из строя другие узлы системы. К тому же, на дешевых и некачественных моделях часто указаны значения мощности далекие от действительности. Именно поэтому блок питания компьютера должен быть от проверенного производителя и достаточной мощности.
Варианты названия: материнка, мать, главная плата, MotherBoard, MainBoard. Именно к материнской плате подключаются все устройства, которые находятся внутри системного блока. Она является главной платой в системе. Остановимся подробнее на её содержимом:
- Сокет (Socket) – разъём для подключения процессора. В зависимости от того какой сокет содержит ваша материнская плата, вы можете использовать только определенную группу процессоров.
- Слоты для подключения модуля оперативной памяти. В персональных компьютерах их количество разнится от 2-х до 4-х. По типу они бывают: DDR, DDR2 и DDR3. На современных материнских платах возможно наличие слотов сразу двух типов.
- Разъемы для подключения устройств, хранения данных. Для обычных ПК они бывают двух видов: широкий продолговатый разъем с 39-ю штырьками в два ряда и небольшой разъём почти прямоугольной формы с «г» — образной серединой. Первый – это параллельный интерфейс, называемый IDE (Integrated Drive Electronics) второе его название PATA (Parallel ATAttachment). Второй – это последовательный интерфейс SATA (Serial ATAttachment).
- Слоты расширения. Это разъёмы, которые применяются для подключения дополнительных устройств. Они представляют собой продолговатый разъём, расположенный горизонтально в левой нижней части материнской платы. Именно сюда вставляется видеокарта, сетевая карта и другие устройства. Данные разъемы обычно соединяют устройства с материнской платой по интерфейсу PCI (Peripheral component tinterconnect - взаимосвязь периферийных компонентов) или его производными PCI Express и др.
- Чипсет. Это набор микросхем, которые обеспечивают связь компонентов системы между собой. Обычно его можно разделить на, так называемые, северный и южный мост. Северный мост – это контроллер памяти, то есть деталь, которая обеспечивает обмен данных между центральным процессором и оперативной памятью. В современных платформах контроллер памяти может быть интегрирован прямо в центральный процессор. Южный мост – это контроллер ввода-вывода, деталь, которая обеспечивает связь процессора с такими интерфейсами как SATA, IDE, PCI, USB и другие.
Выше перечислены обязательные компоненты материнской платы, они объединяются еще и тем, что видны только изнутри системного блока.
Если взглянуть на системный блок сзади, то можно увидеть множество разъемов, которые физически также находятся на материнской плате. Они расположены в левой части, примерно посередине и заключены в металлическую «рамочку». Обращаю внимание, что в Вашем компьютере может не быть многих из них, это зависит от конкретной модели материнской платы.
- Разъём подключения мышки и клавиатуры. Это два круглых разъёма, один фиолетового (для клавиатуры) и второй зеленого (для мышки) цвета. Этот интерфейс носит название PS/2 (в разговорной речи PS пополам).
- LPT-порт. Данный параллельный интерфейс изобретался в качестве принтерного порта и активно применялся других целей. На сегодняшний день в материнских платах, все реже можно встретить его на борту.
- COM-порт. Еще один устаревающий последовательный интерфейс. Данный порт активно используются как интерфейс для настройки оборудования.
- USB (Universal Serial Bus – универсальная параллельная шина). Это наиболее популярный способ подключения периферийных устройств к современному ПК. Применяется для подключения самых разных девайсов: мышки, клавиатуры, сканера, принтера, переносных винчестеров, флешек и др.
- Видео разъём VGA, DVI. Это интерфейсы для подключения монитора. Если на Вашей материнской плате есть такой разъём, то она имеет встроенный видео адаптер. Его будет вполне достаточно для работы, однако если за компьютером вы намерены играть в игры, то понадобится дискретная (отдельная) видео карта, которая будет вставляться в специальный слот расширения.
- Сетевой разъем RJ-45. Интерфейс применяется для подключения компьютера к локальной вычислительной сети стандарта Ethernet.
- Группа звуковых разъемов Jack 3.5. Применяется для подключения акустической системы и микрофона. Зеленый разъем для подключения колонок и розовый для микрофона.
Теперь предлагаю уточнить один важный момент. Если какой-либо разъём расположен в вертикальной «рамочке» в середине системного блока, то устройство, к которому он относится, встроено в Вашу материнскую плату. Если у вас имеется дискретная видео карта, модем или что-либо еще, то оно подключено к материнской плате через слот расширения и разъем самого устройства будет расположен ниже горизонтально.
Центральное процессорное (обрабатывающее) устройство (ЦПУ), по-английски CPU (Central processing unit). Это микросхема, которая выполняет команды программного обеспечения, производит вычисления, выполняет операции логического сравнения, грубо говоря «думает». Поэтому процессор часто называют «мозгом» компьютера.
Основными характеристиками устройства являются: разрядность, тактовая частота, энергопотребление, количество ядер, архитектура.
Разрядность указывает на количество информации, передаваемой за единицу времени по шине данных. Бывает 8, 16, 32 и 64 бита. Соответственно, чем выше разрядность, тем быстрее работает процессор. Тактовая частота показывает, какое количество тактов (элементарных операций) выполняет ЦП за единицу времени. Энергопотребление указывает, какое количество тепла выделяет процессор при работе.
Некоторое время назад два основных производителя процессоров – Intel и AMD – в своей конкуренции старались как можно больше увеличить тактовую частоту своих процессоров. Но столкнулись с тем, что после преодоления некоторого порога, начинает нелинейно увеличиваться энергопотребление и теплоотдача. Решением были многоядерные процессоры. Это значит, что в одном ЦП располагается несколько кристаллов, которые распределяют вычислительную нагрузку между собой. Самое широкое распространение сейчас имеют 2-х ядерные устройства, хотя это не предел, существуют процессоры из 4-х и более ядер.
Архитектура показывает, как организована работа внутри процессора. Хотя данный параметр не прибавляет желанных гигагерц, но может очень существенно влиять на производительность. Толковая организация труда, как известно, многого стоит.
Оперативная память
Оперативная память – это оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), по-английски – RAM (Random Access Memory – память с произвольным доступом). Эта область памяти является энергозависимой, то есть без «питания» данные в ней не сохраняются. В оперативную память помещается информация, которую должен обработать процессор в реальном времени. Во время работы оперативная память содержит в себе данные операционной системы и работающих программ пользователя.
Актуальными сегодня являются модули оперативной памяти стандарта SDRAM DDR3, до них были SDRAM DDR 2 и SDRAM DDR 1 (их конечно, тоже еще можно встретить). Каждое новое поколение имело ряд серьезных преимуществ перед предшественниками: повышалась пропускная способность, уменьшалось энергопотребление.
Жесткий диск
Накопитель на жестких магнитных дисках, по-английски HDD (Hard Disk Drive) – это постоянное запоминающее устройство (ПЗУ). Данное устройство компьютера также называют винчестер или жесткий диск.
Данный тип памяти не энергонезависимый, то есть данные сохраняются в памяти после отключения питания. Именно это устройство компьютера содержит все данные пользователя: фильмы, музыку, документы и все остальное.
Жесткий диск представляет собой несколько круглых пластин, которые вращаются на шпинделе. Эти пластины покрыты ферромагнитным материалом, разделенным на множество ячеек, каждая из которых хранит в себе один бит двоичной информации. Считывает и записывает информацию специальная головка, которая перемещается в нужное место над поверхностью диска.
Отличаются они по объему хранимой информации, способу подключения, форм-фактору, скорости вращения шпинделя.
Как упоминалось раньше, способ подключения бывает двух видов: IDE и SATA. Первый уже почти не используется, так как последовательный SATA быстрее и удобнее. По форм-фактору HDD бывают 5,25 (прекращено производство) ; 3,5, 2,5 дюйма, 1,8 дюйма, 1,3 дюйма, 1 дюймов и 0,85 дюйма, это размер пластин, которые содержат информацию. В настольных ПК обычно применяются 3,5 HDD, в ноутбуках 2,5. Чем быстрее скорость вращения – тем выше скорость записи и чтения данных. В 3,5 моделях обычно скорость равна 7200 об/мин, в 2,5 — 5400 об/мин, хотя бывают и более быстрые модели винчестеров для ноутбуков.
Дисковод гибких магнитных дисков
Дисковод для чтения гибких магнитных дисков, по-английски FDD (Floppy Disk Driver), также называется Floppy или просто флоппик. Это устройство для чтения дискет. Грубо говоря, дискета представляет собой миниатюрный винчестер, только вместо металлических пластин гибкое пленочное основание, а головка и мотор привода находятся в дисководе. Размер дискет 3,5 дюйма (давно использовались дискеты 5,25 дюйма). Объём дискеты 1,44 Мб. У дискет, кроме небольшого объема, есть серьезный недостаток – они очень не надежны, информация на них может стать не читаемая из-за воздействия магнитных полей или удара. Из-за этого, данный вид носителей почти не используется сегодня.
Привод оптических дисков
Оптические носители представляют собой пластиковые диски, покрытые специальным слоем. Диск освещается лазером, а из отраженного света считывается информация. Оптические диски бывают нескольких видов: CD (Compact Disk), DVD (Digital Versatile Disc – цифровой многоцелевой диск), Blu-ray Disc (от английского Blue Ray – синий луч).CD и DVD диски бывают трех видов: ROM (Read Only Memory – только для чтения), R (Recordable – записываемый), RW (Re-Writable – перезаписываемый).
Приводы (дисководы) для чтения оптических дисков называются, так же как и носители. Причем привод называется аббревиатурой последнего по очереди поколения, которое он способен читать. То есть DVD-ROM привод читает DVD и CD диски, а CD привод читает только CD диски. Также дисководы делятся на те, которые могут только читать (CD/DVD ROM) и дисководы, которые могут читать и записывать диски (CD/DVD RAM).
Объем CD-диска 700 Мб. DVD-диски могут быть однослойными, двухслойными и двухсторонними, объем обычного 4,7 Гб, двухслойного 8,5 Гб, двухстороннего 9,4 Гб, двухстороннего двухслойного 17,08 Гб (последний встречается редко). Blu-ray Disc способен хранить 25 Гб, двухслойный 50 Гб.
Итак, мы только что рассмотрели основные компоненты, из чего состоит компьютер. Но не надо забывать об устройствах, которые не всегда есть в компьютере.
Дополнительные устройства (периферийные устройства)
В качестве дополнительных устройств могут выступать устройства, которые вставляются в материнскую плату. Дискретным (на отдельной плате) может быть видео адаптер, звуковой адаптер, сетевой адаптер,wi-fi, модем, USB-контроллер и многие другие устройства.
Надеюсь, данная статья пояснила вам в полной мере, из чего состоит компьютер. И после её прочтения мир hadware (так называется компьютерное «железо»), станет немного ближе и понятнее для моих читателей.
Дорогие друзья, в сегодняшнем уроке мы с Вами рассмотрим составные части компьютера, чтобы твердо знать и, самое главное, понимать принцип взаимодействия этих составных компонентов.
Именно эти составные компоненты, которые находятся внутри блока, в совокупности принято называть системным блоком. Остальные же устройства, такие как монитор, периферийные устройства, мышь, являются внешними компонентами или устройствами. Причем каждый из компонентов выполняет свою определенную функцию, например, монитор предназначен для вывода информации на дисплей, клавиатура – для ввода информации, принтер – для вывода на бумажный носитель информации, изображаемой на дисплее компьютера.
Считаю, что каждый пользователь желает сам разбираться в своей компьютерной технике, а именно самостоятельно производить профилактическую работу своего компьютера, иметь представление о строении компьютера, а также оперативно находить и исправлять неисправности, которые вызвали сбой в работе. Ведь умение разбираться в самом компьютере начинается именно с самой покупки компьютера, поскольку пользователь должен определиться с функциональным назначением своего компьютера. При покупке компьютера нужно четко определиться, для чего он Вам нужен?
Подбор компьютера напрямую зависит от выбора конфигурации составных частей. Можно купить первый попавшийся компьютер, «напичканный» высокими требованиями по конфигурации, который не будет соответствовать вашей выполняемой работы за ним, при этом Вы, конечно, заплатите высокую цену за него. Зачем, спрашивается? Ведь проще всего иметь хоть малейшее представление о компьютере, достаточно изучив его составные части, требования, а также подбор элементов системы на отсутствие возникновения конфликтов в компьютере.
Ну ладно, пора перейти к изучению этих самых составных частей компьютера. Ну а если Вас интересует история создания компьютера, тогда Вам .
– является центральной частью компьютера, в который входит блок питания и компоненты, обеспечивающие функционирования компьютера.
1. – обеспечивает электрическое питание всех компонентов системного блока. Стоит отметить, что на момент написания данного урока выпускают блоки питания мощностью 450, 550 и 750 Вт. К примеру, блоки питания мощностью 1500 Вт целесообразно применять в серверах. Покупая блок питания, прежде всего, необходимо учитывать требования, которые предъявляются видеокарте. Если блок питания подходит под параметры видеокарты, то тогда распределение мощности происходит равномерно и для других элементов системы.
2. — считается «основой» компьютера, поскольку именно материнская плата осуществляет объединение и функционирование всех составных частей компьютера. Также материнскую плату называют еще – системная плата или основная плата. Такая согласованная работа обеспечивается благодаря – чипсету, который в основном состоит из двух микросхем, которые называются северным и южным мостом. Итак, предлагаю рассмотреть эти две микросхемы.
Северный мост – называется системный контроллер, который содержит в себе элементы логики для обеспечения взаимосвязи и функционирования основных компонентов компьютера (видеокарта, модули памяти).
Южный мост – называется периферийный контроллер, служащий своеобразным устройством ввода-вывода для подключения дополнительных составных компонентов. К примеру, клавиатура обеспечивается соединением с системой через южный мост. Поэтому когда вы выбираете для себя компьютер, желательно узнать, на какой основе чипсета была изготовлена материнская плата. В настоящее время чипсеты производятся такими крупными фирмами: Nvidia, ATI/AMD, Intel, SiS. То есть чипсет на материнской плате должен быть изготовлен более известной фирмой. На рисунке представлен вид материнской платы.
Габаритные размеры материнских плат бывают разными. Существует такое понятие как форм-фактор платы, который определяет не только размеры основной платы, но и конфигурацию расположения элементов, разъемов на плате. На основе форм-фактора основной платы осуществляют подбор корпуса системного блока.
Как видите, плата содержит различные виды разъемов и слотов для подключения, например, внешних, дополнительных устройств (начинаю с флешки и заканчивая принтером, сканером). Кроме того, на плате присутствуют контакты для подключения различных кнопок, такие как питание, перезагрузка, микрофон, отображение индикаторов.
Еще следует отметить присутствие на материнской плате микросхемы ПЗУ или, как ее еще называют, базовая система ввода-вывода BIOS (Basic Input Output System). BIOS считается фундаментом управления и взаимодействия всех элементов системного блока. Другим словами процесс запуска компьютера и обеспечение взаимодействия с внешними устройствами происходит за счет определенных настроек, которые заранее заложены в самой системе.
Например, в BIOS мы можем установить запрет чтения и распознавания флешек, оптических дисков, а также полностью изменить порядок загрузки операционной системы. Причем сам BIOS может запускаться даже при отсутствии в системном блоке жесткого диска. Также существует такое понятие как «обнуление BIOS», что это значит? Отвечаю Вам, что обнуление BIOS представляет собой возврат системы к первоначальным настройкам. Для обнуления достаточно извлечь батарейку из материнской платы на 10-15 минут. На плате эта батарейка одна, думаю Вы найдете ее, не ошибетесь.
3. – является главной частью компьютера, можно сказать, что является «мозгом» компьютера, которое выполняет вычисления и обработку информации. Процессор характеризуется двумя параметрами:
1. Разрядность – количество информации, обрабатываемые процессором за один прием.
2. Быстродействие – частота, с которой происходит данная обработка. В настоящее время для увеличения данных параметров широко используют два, три, четыре процессора. К примеру, в двухядерном процессоре находятся два процессора, которые располагаются на одном кристалле.
4. Видеокарта – служит своеобразным звеном для связи монитора с материнской платой. Основным назначением видеокарты в компьютере является обработка графической информации. Еще видеокарту называют графическим редактором. В настоящее время производителями видеокарт являются американская компания Nvidia (также известны как GeForce) и канадская ATI Technologies. Видеокарты компании ATI Technologies еще называют Radeon. Далее рассмотрим основные части графического адаптера:
1. Графический процессор – процессор, основной задачей которого является обеспечение выполнение всевозможных расчетов с целью отображение заданной графической информации на дисплее.
2. Видеоконтроллер – обеспечивает формирование и передачу данных из видеопамяти на цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП).
3. Видеопамять – служит кеш-памятью, где временно хранятся изображения, выводимые на дисплей.
4. Цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) – основная задача является преобразование цифровых сигналов видеокарты в аналоговый.
5. Видео — (постоянное запоминающее устройство) – представляет собой микросхему, которая хранит в себе определенные правила и алгоритмы для обеспечения работы и взаимодействия с другими элементами платы.
6. Радиаторы – это система охлаждения, осуществляющая отвод тепла от видеопроцессора, видеопамяти, чтобы обеспечить заданный режим температуры на элементах видеокарты.
5. Модули ОЗУ (оперативно запоминающие устройства) — представляют собой платы с размещенными на них микросхемы. Основная задача оперативной памяти является временное хранение данных для процессора. Другими словами ОЗУ осуществляют обработку команд процессора. Модули ОЗУ можно расположить на плате в зависимости от конфигурации материнской платы.
Скорость оперативной памяти представляется частотой ее шины. Существуют следующие виды ОЗУ: SDRAM, DDR2, DDR3.
Устанавливаются модули ОЗУ в специальные разъемы в материнской плате, которые называются слотами.
Кроме того следует отметить, что основной характеристикой ОЗУ является скорость обработки и объем. Объем оперативной памяти при покупке компьютера должен соответствовать в зависимости от назначения данного компьютера, а также от установленной операционной системы. Если же на компьютере будет недостаточно оперативной памяти, то при запуске ресурсоемких приложений быстродействие компьютера значительно снизится, поскольку компьютер из-за нехватки памяти обратится в .
6. Винчестер (Жесткий диск) - это устройство, в котором хранятся все наши данные. По сравнению с оперативной памятью, данные на жестком диске хранятся постоянно, даже после перезагрузки или выключения компьютера. По конструкции винчестер представляет собой небольшую плату, на которой расположены микросхемы, а также одну или несколько пластин, которые вращаются с высокой скоростью и движок, обеспечивающий вращения пластин. отличается высокой надежностью, долговечностью и не высокой стоимостью.
Также еще существует еще один вид запоминающего устройства – это SSD (твердотельный накопитель), отличается от винчестера тем, что в нем отсутствуют движущиеся части. Данный тип устройства имеет низкое потребление энергии, небольшие габариты по сравнению с винчестерами, а также отсутствие шума. Но стоимость таких устройств хранение информации во многом превышает стоимости жестких дисков, да и выходят из строя гораздо чаще.
Перечислим основные характеристики запоминающих устройств:
1. Объем хранения данных – данный параметр определяет количество информации, которое может помещаться на диск.
2. Скорость вращения шпинделя – представляет собой количество оборотов, совершаемое пластиной за одну минуту. Характеристика определяет такие параметры как надежность, производительность. Следует отметить, что в стационарных компьютерах скорость вращения шпинделя составляет до 15 000 об/мин. Если Вы покупаете ноутбук, то рекомендую Вам обращать внимание на скорость вращения шпинделя (чем меньше тем лучше), чтобы обеспечить себе работу за компьютером без шума и вибрации.
3. Взаимосвязь с основной платой – предполагает собой способ подключение к основной плате. Первые жесткие диски соединялись при помощи интерфейса PATA. В настоящее же время все большей популярностью является SATA интерфейс.
7. – предназначена для объединения нескольких компьютеров между собой с помощью кабелей (витая пара) с целью обмена данными.
8. Оптический привод (CD-ROM, DVD-RW) назначение привода является считывание и запись данных в зависимости от конфигурации самого привода. Информация записывается на компакт диск в виде дорожек, которые имеют углубления (называемые питами) и промежутки (называемые лендами). Считывание данных осуществляется за счет лазера.
Также следует отметить, что существует так называемый оптический носитель Blue ray Disc (что в переводе означает – синий луч). Отличается от предыдущих носителей тем, что запись и чтение осуществляется за счет синего лазера, а также возможностью увеличения объема записанной информации.
9. Другие устройства
– здесь можно перечислить такие устройства, которые предназначены для выполнения дополнительных задач (вебкамера, TV- тюнер, микрофон и др.)
На этом данный урок я завершаю, надеюсь информация в этом уроке для Вас была полезной и Вы узнали из каких компонентов состоит Ваш компьютер! До встречи в следующем уроке!
Из каких компонентов состоит ноутбук, Вы узнаете в этом видео
