Основное устройство сердце пк. Основные устройства компьютера, их назначение и взаимосвязь

Хотите научиться разбираться в компьютерных комплектующих без помощи специалистов и проводить усовершенствование своего компьютера самостоятельно? Для этого вам понадобятся базовые знания внутреннего устройства ПК, которые вы получите, прочитав эту статью.

В эпоху 90-х, когда рынок персональных компьютеров в России только начинал зарождаться, те немногие фирмы, осуществлявшие продажу компьютерной техники, в основном предлагали покупателям уже собранные системные блоки. Собирались они в большинстве своем, там же в офисе, на «коленках», под заказ покупателя из комплектующих, что бог послал, а качество этой самой пресловутой сборки напрямую зависело от прямых рук сборщика. Но разве в то время на это кто-то обращал внимание? Брендовых решений на рынке практически не было, а даже такой кустарный вариант домашнего компьютера был явлением редким и очень дорогим.

На рубеже веков ситуация в компьютерной индустрии кардинально изменилась. Активное развитие IT-технологий привело к бурному росту высокотехнологичного производства в Азии. На рынок хлынул большой поток всевозможных комплектующих и периферии, создав условия здоровой конкуренции, которая привела к существенному снижению цен на компьютерное железо, а это в свою очередь дало мощный толчок к массовому распространению ПК. Компьютерные магазины стали плодиться как грибы, привлекая покупателей все новыми видами услуг, среди которых, одной из самых популярных, была сборка ПК на заказ. Суть ее заключалась в том, что покупатель сам выбирал комплектующие для своего будущего компьютера и уже через час, полтора забирал его из магазина в собранном виде.

Наиболее же продвинутые пользователи пошли еще дальше. Именно в этот период стала активно практиковаться сборка системного блока своими руками, благо всевозможных сопутствующих этой тематике изданий было достаточно. Такой способ обзавестись вожделенным домашним компьютером был существенно дешевле, чем покупка готового решения (как минимум не надо было платить за сборку). Еще одним плюсом «самосбора» является возможность подобрать комплектующие определенного производителя и качества, не привязываясь к ассортименту одного магазина. Собрав компьютер самостоятельно, в дальнейшем можно было беспрепятственно осуществлять его апгрейд (усовершенствование) или просто заменять/добавлять какие-либо комплектующие не боясь потери гарантии, так как она в таком случае была на каждую деталь по-отдельности. А вот при покупке готового «системника» все комплектующие внутри него опечатывались стикерами, надрыв которых, как правило, был поводом для отказа вам в исполнении гарантийных обязательств, в случае возникновения каких-либо неисправностей.

В последнее время вопрос сборки компьютера своими руками как-то отходит на задний план. Во-первых, частично виной тому является массовое распространение ноутбуков, нетбуков и моноблоков, мобильность которых в глазах многих пользователей предпочтительнее громоздких десктопов. А во-вторых, в нынешнее время готовые решения вместе с предустановленной операционной системой сейчас зачастую стоят дешевле, чем «самосбор» и отдельная коробка с ОС. Особенно это касается, наиболее массовых, нижнего и среднего сегментов рынка.

Так нужно ли вообще современному пользователю компьютерной техники знание ее внутренностей? Для того, чтобы ответить на этот вопрос, я приведу несколько ситуаций, в которых знание устройства ПК, на мой взгляд, вам бы сильно пригодилось:

- Самостоятельная покупка нового компьютера. Думаю, то, что это достаточно ответственный момент, объяснять не надо. И если вы не хотите быть обманутым или как минимум разочарованным своей будущей покупкой, то хотя бы поверхностные знания начинки компьютера категорически рекомендуются. Помните, что фразы: «Мне нужен компьютер для интернета, просмотра фильмов, прослушивания музыки и что бы поиграть иногда» явно не достаточно для продавца, что бы он смог подобрать для вас оптимальное решение. Как правило, таким требованиям будет удовлетворять достаточно большое количество предложений и выбирать из них, в таком случае, получается, будет продавец-консультант, а не вы. А раз так, вы сильно рискуете приобрести то, что совершенно не будет соответствовать вашим ожиданиям.

Наверняка перед покупкой, у вас будет желание изучить текущие цены на компьютерную технику, чтобы хотя бы приблизительно понимать, какие затраты вас ожидают. Предварительно изучая ассортимент готовых решений в магазине, на ценниках, в прайс-листах или интернет каталогах, название тех или иных устройств скорее всего вам будет представлены например в следующем виде:

Системный блок Core i5-2310/S1155/H61/4Gb DDR3-1333/1024Mb HD6770/HDD 500Gb-7200-16Mb/DVD+-RW/Sound 7.1/GLAN/ATX 450W

Ноутбук15.6”/i7-2630QM(2.00)/4Gb/GTX460M-1Gb/750Gb/DVD-RW/WiFi/BT/Cam/W7HP64

Если вы еще не знакомы с внутренним устройством компьютера, то я практически уверен, что в этих названиях, содержащих важнейшие характеристики устройств, вы ровным счетом ничего не поняли. Дочитав эту статью до конца, вы спокойно сможете понять, что же означает эта абракадабра.

Самостоятельный апгрейд и покупка комплектующих (усовершенствование компьютера путем добавления или частичной замены деталей компьютера). В полной мере эта возможность применима только к системным блокам, так как в мобильных устройствах возможности апгрейда ограничиваются лишь двумя подсистемами: оперативной памятью и жестким диском. Поэтому при покупке ноутбуков, нетбуков или моноблоков необходимо сразу четко определиться с требуемой вам производительностью устройства, что при отсутствии знаний внутреннего устройства, сделать практически невозможно. В десктопах вы в любой момент при желании сможете что-то заменить или добавить, а старые железки продать на каком-нибудь интернет-аукционе. Вообще, самостоятельная покупка комплектующих в магазинах, а так же их продажа и обмен через различные «железячные» барахолки на просторах интернета, могут существенно снизить ваши расходы, направленные на модернизацию компьютера. Но и здесь есть свои подводные камни.

Неправильный выбор комплектующих при покупке нового системного блока, может привести к тому, что модификация вашего компьютера будет практически невозможна. А если и возможна, то только путем замены практически всех компонентов, что как вы понимаете, апгрейдом уже не назовешь. Да и названия комплектующих, так же как и готовых компьютеров, не менее запутаны и трудны для восприятия несведущему покупателю.

- Самостоятельный мелкий ремонт. Здесь, как и в случае с апгрейдом, знание внутреннего устройства ПК в полной мере пригодится только владельцам стационарных компьютеров. Например, у вас дома случился скачок напряжения, что не такая уж большая редкость. Последствием этого события нередко является частичный выход вашего компьютера из строя. В целях экономии денежных средств, ваших нервов, времени и сил, при определенных знаниях, замену сгоревших комплектующих без труда можно произвести прямо у себя дома. Тем более в таких случаях везти ваш компьютер на гарантийное обслуживание практически бесполезно, так как такого рода повреждения под гарантию не попадают. Даже если ваших знаний не хватит для осуществления замены, вышедших из строя деталей, как минимум, вы сможете оценить их стоимость на рынке и купить самостоятельно по более выгодной цене, чем вам предложат в сервисном центре. Таким образом возможно не только снизить затраты на ремонт, но и избежать несанкционированной установки деталей, бывших в употреблении, выдаваемых за новые.

МЕТОДИКА

Наш ознакомительный процесс с устройством ПК мы начнем с описания основных его компонентов. В современных настольных компьютерах и ноутбуках их насчитывают семь:

• Системная плата
• Центральный процессор
• Оперативная память
• Видеокарта
• Жесткий диск
• Оптический привод
• Блок питания и корпус

О каждом из них мы поговорим подробно, а в конце описания будем рассматривать примеры реальных названий комплектующих из каталогов фирм-продавцов компьютерного железа. Таким образом, полученные теоретические знания, мы будем сразу учиться применять на практике. В завершении обзора, для полноты картины, коротко рассмотрим дополнительные устройства, устанавливаемые в мобильные и настольные ПК для расширения их функциональных возможностей.

ЦЕНТРАЛЬНЫЙ ПРОЦЕССОР (ЦП или центральное процессорное устройство ЦПУ) - главная часть аппаратного обеспечения компьютера и его вычислительный центр. По сути, он является исполнителем машинных инструкций и предназначен для выполнения сложных компьютерных программ. У ЦПУ есть несколько главных характеристик, но для обычного обывателя важны лишь две - тактовая частота и количество ядер. Первые массовые многоядерные процессоры для настольных ПК были выпущены в начале 2006 года и на данный момент почти полностью вытеснили одноядерные.

Для значительного ускорения вычислений, любой современный процессор оснащен встроенной памятью с очень быстрым доступом, которая предназначена для хранения данных, которые могут быть запрошены процессором с наибольшей вероятностью. Называется этот буфер кэшем и может быть первого (L1), второго (L2) или третьего (L3) уровня. Самой быстрой памятью и по сути, неотъемлемой частью процессора, является кэш первого уровня, объем которого совсем невелик и составляет 128 Кб (64x2). Большинство современных ЦПУ без кэша L1 функционировать не могут. Вторым по быстродействию следует L2-кэш и в объеме может достигать 1-12 Мб. Ну и самым медленным, но зато и самым внушительным по размеру (может быть более 24 Мб) является кэш третьего уровня и имеется далеко не у всех процессоров.

Еще одним немаловажным моментом является понятие процессорного разъема или гнезда процессора, называемого сокетом (Socket), в который этот самый процессор устанавливается. Различные поколения или семейства ЦПУ, как правило, устанавливаются в свои уникальные разъемы и этот факт необходимо учитывать при подборе связки материнская плата - процессор.

Из-за сложности и высокотехнологичности производства, высочайшим требованиям к качеству продукции, конкурентоспособных компаний выпускающих центральные процессоры не так уж и много, а для рынка настольных ПК так и всего две - Intel и AMD. Их давнее соперничество началось еще в начале 90-ых, правда за эти 20 лет доля продаваемых процессоров компанией AMD, всегда была значительно ниже доли Intel. Тем не менее, продукция Advanced Micro Devices всегда отличалась привлекательным соотношением производительность/цена при достаточно демократичной розничной стоимости своей продукции, что дает ей возможность достаточно уверенно удерживать свою долю рынка, равной около 19% от общемировой доли.

Для удобства позиционирования на рынке, каждый производитель разделяет свою продукцию на различные семейства, в зависимости от возможностей и производительности процессоров. В рамках данной статьи мы познакомимся только с теми линейками компаний, которые актуальны на данный момент и находятся в розничной продаже.

• Sempron - самый низкобюджетный процессор для настольных ПК и мобильных устройств являющийся прямым конкурентом процессорам Celeronкомпании Intel. Основной нишей данного процессора являются простые приложения для повседневной работы.
• PhenomII - многоядерное семейство высокопроизводительных процессоров, предназначенных для решения любых задач. Является флагманской линейкой для настольных компьютеров и содержит в себе процессоры с количеством ядер от 2 до 6.
• AthlonII - многоядерное семейство процессоров, созданное как очень бюджетная альтернатива более дорогим процессорам серии Phenom II. Предназначен для решения повседневных задач и ориентирован как вариант для "бюджетных" игровых систем и ПК с весьма приличной производительностью.
• A- Series- новейшее четырехъядерное семейство процессоров, являющееся на данный момент последней разработкой компании AMD, поступившей в продажу. Отличительной чертой данной серии служит встроенная в ядро процессора, графическая видеокарта Radeon.

• Celeron - большое семейство низкобюджетных процессоров, предназначенное для использования в домашних и офисных компьютерах начального уровня.
• PentiumDual-Core - устаревшее семейство бюджетных двухъядерных процессоров для недорогих домашних и офисных систем. Не смотря на то, что процессоры этой серии до сих пор повсеместно продаются, большинство пользователей в нынешнее время делает свой выбор в пользу более актуального и рентабельного Core i3.
• Core i3 - новое поколение двухъядерных процессоров начального и среднего уровня цены и производительности. Призваны заменить морально устаревшие Pentium Dual-Core на архитектуре старого поколения Intel Core 2. Имеют встроенный графический процессор и встроенный контроллер памяти.
• Core i5 - семейство процессоров среднего уровня цены и производительности. ЦПУ данной серии могут содержать 2 или 4 ядра и в большинстве своем встроенную графическую карту. Отличное решение для «игровых» и мультимедийных систем. Поддерживают технологию TurboBoost, которая заключается в автоматическом разгоне процессора под нагрузкой.
• Core i7 - флагманская линейка процессоров от компании Intel. Устанавливаются в высокопроизводительные системы, предназначенные для решения задач любой сложности. Поддерживает Turbo Boost, с которой процессор автоматически увеличивает производительность тогда, когда это необходимо.

Таблица основных характеристик семейств процессоров для настольных ПК компаний Intel и AMD

Заканчивая эту тему, напоследок, давайте заглянем в прайс-лист любой компьютерной компании и попробуем разобраться в какой-нибудь позиции из каталога процессоров, применив только что полученные знания. Например, расшифруем запись вида:

«Процессор Socket 1155 Intel Core i5 G620 (2.6GHz, L3 3Mb) BOX».

• Socket 1155 - процессор устанавливается в разъем типа LGA 1155
• Intel Core i5 - процессор относится к семейству Core i5 и произведен компанией Intel
• G620 - модель процессора
• 2.6GHz - тактовая частота процессора (чем она выше, тем процессор быстрее)
• L3 3Mb - процессор имеет кэш третьего уровня, который равен 3 мегабайтам
• BOX - означает, что процессор идет в комплекте с вентилятором и имеет фирменную трехлетнюю гарантию (OEM - без вентилятора и гарантия 1 год)

ОПЕРАТИВНАЯ ПАМЯТЬ (оперативное запоминающее устройство ОЗУ)- важнейшая часть системы, отвечающая за временное хранение данных и команд, необходимых процессору для выполнения различных операций. Основными характеристиками памяти являются ее тактовая частота, от которой зависит ее пропускная способность и объем.

Не менее важным показателем для памяти является поколение, к которому оно относится. Естественно, что память разных поколений имеет совершенно разные характеристики (напряжение питания, энергопотребление, тактовую частоту, пропускную способность, латентность и т.д.). В рамках этого обзора, мы не будет на этом подробно останавливаться, единственное, что вам необходимо помнить, что разъемы для установки модулей памяти для разных поколений различны, и это необходимо учитывать при выборе связки оперативная память - материнская плата.

В современных настольных и мобильных ПК в основном используется память типа DIMM (двухсторонний модуль памяти) DDR (синхронная динамическая память с произвольным доступом и удвоенной скоростью передачи данных) трех разных поколений. Номер поколения всегда отражается в названии модуля памяти. Нужно отметить, что на данный момент память первого поколения DDR является уже сильно устаревшей и встретить ее можно только в компьютерах четырех, пятилетней давности, а ОЗУ второго поколения DDR2 на данный момент активно замещается DDR3.

Теперь давайте посмотрим, как выглядит название модуля памяти в реальном каталоге компьютерной компании, и попытаемся в нем разобраться. Например:

«Оперативная память 4Gb PC3-10600 1333MHz DDR3 DIMM» .

• 4Gb - объем модуля памяти
• PC3 - 10600 - максимальная пропускная способность памяти (пиковый объем данных, которым оперативная память может за секунду обмениваться с процессором). В данном случае она равна 10667 Мб/сек.
• 1333MHz - тактовая частота памяти
• DDR3 - поколение памяти
• DIMM- форм фактор модуля ОЗУ

Иногда оперативная память продается в комплекте по 2 или 3 модуля, например: «Оперативная память 4Gb (2x2Gb) PC3-10600 1333MHz DDR3 DIMM». Для чего это делается? Дело в том, что в современных компьютерах используется двухканальный (гораздо реже трехканальный) режим работы памяти, который на практике повышает пропускной режим работы памяти до 70%, что, несомненно, повышает общую производительность системы. Чтобы этот режим включился, на компьютере модули оперативной памяти должны устанавливаться парами (тройками), а эта пара (тройка) должна иметь одинаковые характеристики.

Двухканальный режим Трехканальный режим

Именно поэтому производители уже на заводе отбирают попарно (по три) модули памяти и тестируют их на предмет безошибочной совместной работы. Прошедшие тест модули упаковываются вместе и продаются уже комплектом. Но это не означает, что модули, которые продаются по отдельности, не смогут нормально работать вместе. Просто вероятность возникновения каких-либо ошибок все же существует, хотя она очень мала. Всегда старайтесь задействовать многоканальный режим работы памяти для повышения производительности, устанавливая модули только парами (тройками). Запомните это.

ВИДЕОКАРТА (графический адаптер, графическая карта, видеоадаптер) - устройство, которое формирует графический образ и выводить его на экран монитора. В эпоху зарождения настольных ПК графические адаптеры выполняли лишь функцию вывода на экран уже сформированного процессором изображения. Нынешнее же поколение графических карт занимается не только выводом изображения, но и самостоятельно формирует его.

Современные видеоадаптеры могут быть встроенными (интегрированными) в системную плату компьютера или являться платой расширения, которая вставляется в специальный разъем для видеокарт PCI-Express (ранее таким разъемом был AGP, который сейчас устарел) на материнской плате. Первая группа адаптеров, как правило, используется в бюджетных решениях для работы с офисными приложениями, где речи не идет о формировании сложных трехмерных изображений и вообще требования к графической составляющей невелики. И хотя последнее время многие интегрированные решения уже позволяют пользователям смотреть видео высокой четкости (HD) и наслаждаться трехмерной (3D) графикой начального уровня, их возможности не идут ни в какое сравнение с возможностями видеокарт, которые выпускаются, как самостоятельные решения.

По сути, видеоадаптер, являющийся самостоятельной платой расширения - это еще один компьютер в вашем компьютере. Он имеет собственный графический процессор (GPU) или даже два, видеопамять (GDDR), систему охлаждения, систему питания, видеоконтроллер и цифроаналоговый преобразователь. Столь сложное устройство видеокарты обусловлено очень высокими требованиями к вычислительным ресурсам для построения реалистичной и динамичной трехмерной картинки в реальном времени. Поэтому для того, чтобы насладиться в полной мере красотами современных 3D-игр, необходимо, что бы ваш компьютер был оснащен графической картой самого высокого уровня.

Основными характеристиками видеокарты являются тактовые частоты видеопроцессора и видеопамяти, количество работающих исполнительных блоков внутри графического процессора, ширина шины видеопамяти (влияет на количество передаваемых памятью данных за один такт) и объем видеопамяти. Как правило, современные графические адаптеры имеют несколько выходов с одинаковыми или разными графическими интерфейсами для подключения разнообразных мониторов и телевизоров. Сейчас наиболее распространенными являются аналоговый интерфейс VGA и цифровые: DVI, HDMI (miniHDMI), DisplayPort (miniDP). Последние два, помимо видеоряда передают и звук.

Производством плат видеокарт на данный момент занимается достаточно много компаний, но как не странно весь рынок графических адаптеров поделен всего на два основных конкурирующих лагеря. Дело в том, что графический процессор определяет практически все основные характеристики карты, от которых зависит ее производительность и является ее ключевым компонентом. Ну а в проектировании и выпуске графических чипов, как и в случае с центральными процессорами, с середины 90-х ведут яростную борьбу за потребителей два непримиримых соперника - канадская компания ATI, купленная и ныне принадлежащая AMD и калифорнийская NVIDIA. Стоит отметить, что за все эти годы ни одной из них так и не удалось склонить чащу весов в свою пользу и на сегодняшний день их доли на рынке видеопроцессоров можно оценивать как 50 на 50. Все видеокарты для широкого применения (для домашних ПК), произведённые на основе графических чипов от компании ATI (AMD) имеют название Radeon, а выпущенные на логике NVIDIA - называются GeForce. Есть у этих компаний и профессиональные решения для рабочих станций. Называются эти линейки Quadro от NVIDIA и FireGL от ATI (AMD).

Сегодня на прилавках компьютерных магазинов можно встретить видеоадаптеры, построенные на графических чипах сразу двух поколений, а в некоторых случаях даже трех. У NVIDIA это семейства GeForce GT 2XX, GT 4XX (морально устаревшие линейки и сейчас в продаже в основном остались только бюджетные модели), GTX 5XX и GTX 6XX, а у AMD (ATI) Radeon HD 5XXX, HD 6XXX и HD 7XXX. Принцип формирования модельного ряда графических карт у обеих компаний схож. Как правило, модели серии отличаются тактовыми частотами видеочипа и памяти, разным количеством отключенных исполнительных блоков и шириной шины памяти. В зависимости от сочетаний вышеупомянутых характеристик, формируется общая производительность видеокарты и ее стоимость. Думаю, не стоит объяснять, что чем выше производительность и возможности видеоадаптера, тем больше его цена. Ниже приведена сводная таблица наиболее популярных графических процессоров и их бюджетное позиционирование на рынке.

Бюджетное позиционирование графических процессоров

Далее стоит упомянуть о таких важных технологиях, как SLI (3-Way SLI) от NVIDIA и CrossFire (CrossFire X) от AMD (ATI), позволяющих объединять вычислительную мощность двух, трех и даже четырех видеокарт установленных в один компьютер. Одновременное использование нескольких видеокарт в одной системе может быть интересно в тех случаях, когда необходимо получить суперпроизводительную видеосистему, превышающую по мощности любую из существующих одиночных видеокарт. Нередки и такие случаи, когда установка двух видеоадаптеров среднего (производительного) класса экономически выгоднее, чем установка одной видеокарты той же производительности. Для реализации этих технологий необходимо наличие на материнской плате двух и более слотов для видеокарт PCI-Express, а так же поддержка этих самых технологий чипсетом системной платы.

Для того чтобы упростить жизнь разработчикам игр и мультимедиа приложений, компанией Microsoft был придуман независимый программный комплекс DirectX, который избавляет их от написания программ под каждую отдельную видеокарту и дает возможность использовать уже готовые решения из этой библиотеки. В свою очередь видеокарты со своей стороны тоже должны поддерживать ту или иную версию библиотеки DirectX, влияющей на способность адаптера выполнять определенный набор функций на аппаратном уровне. Чем более позднюю версию DirectX поддерживает видеокарта, тем больше набор функций и, соответственно, шире ее возможности по созданию специальных эффектов. В случае, когда игра была создана с использованием новой версии DirectX, а видеокарта ее не поддерживает, вы не сможете в полной мере насладиться всеми видеоэффектами, предусмотренными разработчиками.
Современные видеокарты поддерживают версию 11. Но нужно учесть, что DirectX 11 работает только под Windows Vista или Windows 7, если у вас Windows XP - придется ограничиться версией 9.0c.

Ну и напоследок, давайте рассмотрим пару примеров названий видеокарт из реального компьютерного каталога и разберем их по полочкам:

Пример 1: «Видеокарта 1536 Mb GTX580, PCI- E, 2 xDVI, HDMI, DisplayPort OEM»

• 1536Mb - объем видеопамяти, установленный на видеокарте в мегабайтах
• GTX580 - тип графического процессора видеокарты, по которому легко определяется и компания производитель этого самого процессора (в данном случае это NVIDIA)
• 2xDVI, HDMI, DisplayPort - имеет два выхода DVI, один HDMI и один DisplayPort для подключения различных устройств вывода (мониторы, ЖК телевизоры, плазма)
• OEM - видеокарта продается без коробки

Пример 2: «Видеокарта 2048Mb HD6950, PCI-E, VGA, DVI, HDMI, 2хmini DP Retail »

• 2048Mb - объем видеопамяти, установленный на видеокарте в мегабайтах
• HD6950 - тип графического процессора видеокарты, в данном случае произведенный компанией AMD (ATI)
• PCI-E - тип разъема в который устанавливается видеокарта
• VGA, DVI, HDMI, 2хminiDP - перечисление имеющихся выходов на видеокарте
• Retail - видеокарта продается в красочной упаковке

ЖЕСТКИЙ ДИСК (HDD) - устройство хранения данных, основанное на принципах магнитной записи. Основное устройство в вашем компьютере, на котором располагается вся информация, начиная с установленной операционной системы и заканчивая вашими личными файлами.

Основными характеристиками этого устройства являются:

Емкость - количество данных, которые могут храниться на накопителе. Еще недавно весь модельный ряд жестких дисков укладывался в диапазон от 80 до 1000 Гигабайт. Но уже сейчас современные накопители, благодаря технологии перпендикулярной записи, имеют размеры в 3 Терабайта (3000 Гб).

Физический размер . Накопители, имеющие ширину 3,5 дюйма (редко 2,5 дюйма) используются в настольных компьютерах, а 2,5 или 1,8 дюйма - в мобильных устройствах (ноутбуки или нетбуки).

Скорость вращения шпинделя . Важная характеристика, от которой зависят время доступа и средняя скорость передачи данных. Чем больше скорость вращения, тем быстрее жесткий диск. Измеряется в оборотах в минуту и в основном имеет значения: 5400 об/мин (в основном ноутбуки или высокоемкостные диски шириной 3,5”), 7200 об/мин (настольные ПК, реже ноутбуки), 10000 и 15000 об/мин (высокопроизводительные ПК или серверы). Любителям тишины следует помнить, что уровень шума накопителя сильно возрастает на высоких оборотах и при сборке тихой системы выбирать диск со скоростью выше 7200 об/мин не рекомендуется.

Интерфейс подключения - тип разъема и шины, которые используются для подключения и обмена данными с жестким диском. Долгое время, самым распространённым интерфейсом в настольных и мобильных компьютерах являлся Parallel ATA (он же IDE, ATA, Ultra ATA, UDMA 133) с максимальной пропускной способностью 133 Мбайт/сек, в котором использовался принцип параллельной передачи данных. Из-за этого разъем подключения был достаточно широким и имел 40 контактов, а громоздкие 80-жильные кабели подключения всегда мешались в корпусе и мешали нормальному охлаждению. И хотя многие современные системные платы до сих пор оснащаются разъемом IDE, дни этого интерфейса сочтены, а на смену ему уже давно пришел новый стандарт - Serial ATA (SATA), использующий последовательный интерфейс передачи данных. Пропускная способность современной 3-ей ревизии SATA III составляет 600 Мбайт/сек и превышает возможности PATA в 4,5 раза. Более того, SATA использует миниатюрный 7-контактный разъем, и соответственно, кабель гораздо меньшей площади, чем IDE, за счёт чего уменьшается сопротивление воздуху, обдувающему комплектующие компьютера и упрощается разводка проводов внутри системного блока.

Время произвольного доступа - среднее время, за которое осуществляется позиционирование головки чтения/записи на произвольный участок магнитного диска. Как правило, у дисков, предназначенных для установки в настольные и портативные компьютеры, оно составляет от 8 до 16 миллисекунд и является основным тормозом скорости работы магнитного накопителя. Для сравнения, у новомодных твердотельных накопителей (SSD) оно равно 1 мсек.

Буфер - промежуточная память (кэш), предназначенная для сглаживания различий скорости чтения/записи и передачи по интерфейсу. В современных носителях варьируется от 8 до 64 Мб.

Для любопытных пользователей в подробных описаниях жестких дисков можно встретить и дополнительные их параметры, такие как: уровень шума, надежность, потребление энергии, время ожидания, сопротивление ударам и скорость передачи данных с внутренней и внешней зоны диска.

Совсем недавно на современном рынке магнитных накопителей вся продукция была представлена четырьмя производителями: крупнейшими в мире Western Digital (WD) и Seagate, а так же Hitachi и Samsung. Но в 2011 году ситуация изменилась, WD приобрела подразделение компании Hitachi по производству жестких дисков, а Seagate купила подразделение Samsung. Таким образом, к двум сегментам компьютерного рынка (производство центральных и графических процессоров), прибавился третий (производство жестких дисков), где разработкой и производством продукции занимаются только две конкурирующие компании.

Заканчивая описание жестких дисков, мы как обычно, рассмотрим пример названия накопителя из компьютерного каталога и попытаемся понять, что же там написано.

Жесткий диск 3.5" 1 Tb 7200rpm 64Mb cache Western Digital Caviar Black SATA III (6Gb/ s)

• 3.5” - жесткий диск имеет ширину 3,5 дюйма и предназначен для установки в настольный ПК
• 1 Tb- емкость жесткого диска, составляющая в данном случае 1 терабайт (1000 Гигабайт)
• 7200rpm- скорость вращения шпинделя, в данном случае 7200 оборотов в минуту
• 64Mb cache - размер буфера в мегабайтах (здесь он максимален)
• Western Digital - фирма производитель
• Caviar Black - семейство, к которому относится жесткий диск. Black - семейство самых производительных дисков компании WD
• SATA III - интерфейс подключения жесткого диска
• 6Gb/s - максимальная пропускная способность интерфейса, в данном случае равная 6 Гбит/сек (600 Мбайт/сек).

Надеюсь здесь все понятно и мы можем двигаться дальше.

ОПТИЧЕСКИЙ ПРИВОД - устройство, предназначенное для считывания, записи и перезаписи информации с оптических носителей информации в виде пластикового диска (CD, DVD, BD).

В начале 90-x, самым распространённым оптическим носителем был компакт диск (CD), на котором можно было разместить 700 Мбайт различных данных. Именно поэтому первые оптические приводы умели только читать и только CD и назывались CD-ROM. Следующим, активно развивающимся форматом стал и сейчас наиболее распространённый DVD. На диски этого стандарта можно было записать уже 4,7 Гбайт информации, что почти в 7 раз больше, чем на CD. Компьютерные приводы, призванные проигрывать DVD-диски назвали DVD-ROM, при этом возможность считывания на этом устройстве обычных CD-дисков сохранилась. В это же время на рынке стали появляться первые устройства записи на носители CD, которые получили название CD-RW. Затем появились комбинированные оптические приводы (ComboDriveили «комбайн»), которые умели читать CD и DVD, а записывать только CD. На этом прогресс, конечно, не остановился и следующим логическом шагом стало появление на рынке записывающих DVD-приводов, которые могли и читать и записывать любые диски. Правда изначально они были очень дороги и довольно долгое время наиболее популярным оптическим устройством, устанавливаемым в домашние компьютеры, был именно комбо-привод из-за своей ценовой доступности. Но со временем DVD-RW приводы подешевели, и до сих пор этот класс оптических устройств является самым распространённым на всех видах компьютеров.

На сегодняшний день максимальная емкость DVD диска составляет 8,5 Гбайт (двухслойный диск). Но с появлением мультимедиа контента высокой четкости (HD), для его хранения и распространения этого объема оказалось недостаточно, и поэтому весной 2006 года на рынке появился новый формат оптических носителей - Blu-Ray. Однослойный диск Blu-Rayможет хранить 25 Гбайт цифровых данных, включая видео и аудио высокой четкости, двухслойный может вместить 50 Гбайт, трехслойный 100 Гб, а четырехслойный 128 Гб (BDXL). Современные оптические приводы Blu-Ray (BD-ROM) умеют читать, записывать и перезаписывать не только диски нового формата (BD), но и предшествующих - DVD и CD.

Основными характеристиками оптических приводов являются скорости чтения, записи и перезаписи данных в различных форматах. Ранее указывались непосредственно в самом названии привода, но из-за увеличения поддержки различных форматов дисков, теперь указываются только в подробном описании устройства. Приятным бонусом может стать наличие технологии маркировки специально подготовленных дисков, позволяющая получать изображение на его обратной поверхности. Как и жесткие диски, оптические приводы могут иметь два интерфейса подключения, устаревший IDE и современный SATA.

Пример названия оптического привода выглядит довольно лаконично и содержит минимум информации: Привод Blu-ray Pioneer BDR-206DBK, Black, SATA, OEM

• Blu-ray - привод поддерживает все существующие форматы оптических носителей, включая, новейший Blu-Ray
• Pioneer - фирма производитель оптического привода
• BDR-206DBK- модель привода
• Black- цвет привода
• SATA - интерфейс подключения привода
• OEM- привод продается без красочной коробки и дополнительных аксессуаров (винтов крепления и кабеля подключения)

Как видите, здесь все просто, но в тоже время, для понимания всех возможностей привода необходимо изучить его подробное описание.

Теперь, познакомившись с основными комплектующими, входящими в состав компьютера, пришло время рассмотреть деталь, которая все это объединяет в единое целое.

МАТЕРИНСКАЯ ПЛАТА (системная плата, мать, главная плата, материнка) - это сложная многослойная печатная плата, на которой устанавливаются основные компоненты персонального компьютера (центральный процессор, контроллер ОЗУ и собственно оперативная память, графический адаптер, контроллеры подключения жестких дисков и оптических приводов, контроллеры базовых интерфейсов ввода-вывода, звуковая и сетевая карта). Как правило, системная плата так же содержит разъёмы (слоты) для подключения дополнительных плат и устройств по шинам USB, PCI и PCI-Express.

В рамках данного материала, для упрощения восприятия, мы будем рассматривать лишь материнские платы для настольных ПК, не забивая себе голову изделиями для мобильных компьютеров. Тем более для общего понимания вопроса этого будет вполне достаточно.

Основные компоненты материнской платы

Ключевым компонентом материнской платы является чипсет (набор системной логики) - набор микросхем, который обеспечивает подключение ЦПУ к оперативной памяти, графическому контроллеру и контроллерам периферийных устройств. Именно набор системной логики определяет все ключевые особенности системной платы, то, какие устройства могут к ней подключаться и, по сути, все будущие возможности вашего компьютера.

Все системные платы можно разделить на два основных лагеря - материнки для процессоров Intel и материнки для процессоров AMD. Соответственно и наборы системной логики для своих процессоров выпускаются ими же. Внутри этих двух основных групп, дальнейшее разделение, удобно вести по процессорным разъемам (сокетам). Для процессоров компании Intel, на сегодняшний день, выпускаются системные платы с четырьмя разновидностями сокетов, а для AMD - тремя. Для каждого сокета у разработчиков существуют несколько наборов системной логики, ориентированных на разные бюджетные сегменты рынка.

Как видно из блок-схемы, разновидностей чипсетов, а значит и материнских плат, построенных на них и их модификациях, достаточно много. Давайте посмотрим, на какие же основные характеристики компьютера может влиять та или иная модификация чипсета и на что стоит обращать внимание в первую очередь:

• Тип центрального процессора
• Тип оперативной памяти (DDR, DDR-II, DDR-III), ее пропускную способность и возможный максимальный объем
• Наличие или отсутствие встроенного видеоадаптера, а при его наличии, возможный интерфейс подключения (VGA, DVI, HDMI)
• Возможность установки нескольких видеокарт для задействования технологий SLI и CrossFire
• Количество и ревизию разъемов SATA для поключения жестких дисков и оптических приводов
• Наличие или отсутствие поддержки технологии RAID (возможность создание массива из нескольких жестких дисков, воспринимаемых системой как единое целое)
• Количество и ревизию разъемов USBдля подключения периферийных устройств
• Тип звуковой карты (2, 5 или 7 каналов) и наличие ее цифровых выходов
• Количество сетевых интерфейсов
• Наличие дополнительных выходов (e-SATA, FireWire) для подключения цифровых периферийных устройств
• Количество и типы разъемов для подключения плат расшерений (звуковые и сетевые карты, модемы, тв-тюнеры, платы аналогового и цифрового видеозахвата и т.д.)
• Наличие устаревших разъемов и соответствующих интерфейсов FDD и LPT

На последок стоит упомянуть о еще одной немаловажной харктеристике системной платы - форм-фактор. Это стандарт оперделяющий ее размеры, места крепления к корпусу компьютера и всю ее разводку (расположение на ней интерфейсов, портов, слотов и типов разъемов для подключения питания). Современными и наиболее распространенными стандартами являются ATX (доминирующий формат), micro-ATX и mini-ITX.

Как и следовало ожидать, названия материнских плат в прайс-листах выглядят очень громоздко и наиболее сложны к восприятию, так как включают в себя достаточно множество характеристик устройства. Давайте на примере разберем одно из них: Материнская плата ASUS P8P67 DELUXE (B3), Socket 1155, Intel P67, 4xDDR3, 3xPCI-E 16x, 2xPCI-E 1x, 2xPCI, 4xSATA II+4xSATA III, RAID0/1/5/10, 7.1 Sound, Glan, USB3.0, ATX, Retail

• ASUS P8P67 DELUXE (B3) - фирма производитель, модель и ревизия (указывается нечасто)
• Socket 1155 - тип разъема для установки центрального процессора
• Intel P67 - название чипсета
• 4xDDR3 - на плате имеется 4 разъема (слота) для установки модулей оперативной памяти третьего поколения
• 3xPCI-E 16x - на плате есть целых три разъема для видеокарт, а значит, есть возможность использовать технологии SLI (3-WaySLI) от NVIDIA и CrossFire(CrossFireX) от AMD (ATI)
• 2xPCI-E 1x - на плате есть два разъема типа PCI-EX1 для установки дополнительных плат расширения (звуковых и сетевых карт, модемов, тв-тюнеров и т.д.)
• 2xPCI - на плате имеется два разъема PCIдля установки дополнительных плат расширения (звуковых и сетевых карт, модемов, тв-тюнеров и т.д.)
• 4xSATA II+4xSATA III - на плате распаяно 4 интерфейсных разъема SATAвторой ревизии и четыре третей для подключения жестких дисков и оптических приводов.
• RAID0/1/5/10 -материнская плата поддерживает технологию объединения нескольких жестких дисков и дает возможность создавать массивы 0-ого, 1-ого, 5-ого и 10-ого уровня
• 7.1 Sound - имеется встроенная 7-канальная звуковая карта
• Glan - на системной плате присутствует гигабитная сетевая карта
• USB 3.0 - на плате есть разъемы нового стандарта USB3.0
• АТХ - форм-фактор материнской платы
• Retail- системная плата продается в коробке и укомплектована соединительными кабелями, программным обеспечением и инструкцией по установке

Итак, самое сложное позади и мы выходим на финишную прямую.

БЛОК ПИТАНИЯ И КОРПУС

Блок питания (БП) - предназначен для снабжения узлов компьютера электрической энергией постоянного тока, а также преобразования сетевого напряжения до необходимых значений. В некоторой степени блок питания может выполнять функции стабилизации и защиты компонентов компьютера от незначительных скачков напряжений.

Основной характеристикой БП является его мощность, которая в современных изделиях варьируется от 300 до 1500W (Ватт). Как правило, для офисного компьютера достаточно мощности в 400 - 450W, а вот для продвинутых игровых систем с установленными несколькими видеокартами может потребоваться очень мощный блок питания, так как в пиковой нагрузке энергопотребление такой системы может достигать от 700 - 1000 Вт.

Необходимо учитывать тот факт, что выбирать мощность блока питания стоит с запасом от расчетной пиковой нагрузки, потому как в таком случае он будет меньше греться, а значит, и его система охлаждения будет работать тише. Щадящий режим благоприятно скажется и на сроках эксплуатации. Не стоит забывать и то, что со временем в силу различных фактов, показатели мощности БП могут упасть на 15 -20% от номинальной.

Как правило, чем мощнее блок питания, тем больше разъемов и их модификаций для питания различных компонентов компьютера он содержит. Правда, в большинстве случаев количество этих самых разъемов избыточно, а что бы уложить компактно большой объем проводов в корпусе, приходится потратить немало усилий. Именно поэтому многие производители выпускают БП с отстёгивающимися кабелями, где вы можете подключить только необходимые вам разъемы.

Остерегайтесь покупки дешевых некачественных блоков питания от неизвестных производителей. Все компоненты компьютера питаются низким напряжением (+3, + 5 и +12 В) и для того что бы вывести из строя какую-нибудь плату, достаточно разряда статического электричества от наэлектризованного свитера. Что уж говорить о том, если блок питания пропустит даже незначительный скачек напряжения сквозь себя или будет выдавать ненормативные их значения. Не высоки и потребительские качества этих устройств. Как показывает практика, реальное значение мощности таких изделий, гораздо ниже заявленных на этикетках, а срок их службы недолог.

Как правило, в каталогах комплектующих названия блоков питания одни из самых емких и коротких, например: Блок питания ATX 1000W OCZ Z1000M-UN

• ATX - стандарт разъема питания материнской платы, являющийся основным для настольных ПК
• 1000W - мощность блока питания
• OCZ - фирма производитель БП
• Z1000M-UN - модель блока питания

Вот так все просто, но не стоит думать, что выбор источника питания является тривиальной задачей. Как раз наоборот, это тот случай, когда в названии практически не содержится полезной информации и необходимо обязательно изучать его подробное описание, где вы сможете узнать о количестве различных разъемов питания, его эффективности (КПД), наличие защиты от перенапряжения, перегрузки и многое другое. Правильный выбор хорошего источника питания - залог долгой и бесперебойной работы железных компонентов вашего компьютера.

Несколько слов скажем и о блоках питания для ноутбуков. Они, как правило, применяются для зарядки аккумуляторных батарей, а так же для обеспечения ноутбука питанием в обход аккумулятора. По типу исполнения БП ноутбука является внешним блоком. Выпускаются источники питания для мобильных устройств под конкретную модель (серию), имеют разные характеристики и разъемы питания, и поэтому на них нет единого стандарта, а сами БП обычно не взаимозаменяемы. В случае покупки нового блока для ноутбука, у вас нет никаких вариантов, кроме как приобретать именно тот источник питания, который предназначен для вашей модели мобильного устройства.

Корпус (системный блок) - защищает внутренние элементы компьютера от внешних воздействий и механических повреждений, поддерживает внутренний температурный режим и экранирует электромагнитные излучения. Основными характеристиками являются его тип (вертикальный Tower или горизонтальный Desktop) и размер (маленький Mini, средний Midi, большой Big). Самым распространенным форматом является Midi Tower, потому как такие корпуса предназначены для установки материнских плат самого популярного форм-фактора - ATX. Так же при выборе корпуса следует учитывать количество и расположение внешних USB портов, аудио-выходов, наличие выходов FireWire на внешней панели, количество внутренних вентиляторов и их размер.

Корпуса и блоки питания для настольных ПК могут продаваться как раздельно, так и вместе, комплектом. Как правило, для офисных решений, начального и среднего сегмента домашних компьютеров, выгоднее покупать комплект. Правда, тогда вам, скорее всего, придется мириться с заурядным дизайном корпуса и средненьким блоком питания. Ну а если вы решили собрать мощную систему или компьютер с уникальным дизайном, то подбирать эти компоненты нужно только раздельно, сообразуясь с аппетитами подобранного железа и своими вкусами.

ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

Вот мы и рассмотрели все основные компоненты, из которых состоит настольный компьютер. Конечно это неполный список комплектующих, которые могут находиться внутри системного блока, а лишь те, которые в обязательном порядке установлены в любом компьютере. Для полноты картины, давайте все же коснемся остальных компонентов, но только вкратце:

Флоппи-дисковод (FDD) - привод для дискет физическим размером 3.5 дюйма. С приходом флешь накопителей, данные носители практически полностью потеряли свою актуальность, а сами приводы можно встретить лишь на очень стареньких компьютерах.

Картридер - устройство для чтения всевозможных карт памяти, использующихся в цифровых и мобильных устройствах. Как правило, в современных компьютерах устанавливается вместо флоппи-дисковода.

ТВ-тюнер - устройство, предназначенное для приема, воспроизведения и записи телевизионного сигнала на домашнем компьютере. Большинство современных тюнеров так же могут принимать и сигнал FM-радиостанций. По способу подключения к компьютеру разделяются на внутренние (для настольных ПК подключение через разъемы PCIи PCI-Eх1, для ноутбуков через разъем CardBus) и внешние (USBи FireWire).

Контроллеры - платы, расширяющие интерфейсные возможности материнской платы. В случае необходимости, с помощью карты контроллера можно добавить дополнительные USB, SATA, FireWire, IDEи LPTинтерфейсы (разъемы). Устанавливаются, как правило, в слоты PCIи PCI-Ex1.

Звуковая карта - дополнительное оборудование, для персонального компьютера позволяющее обрабатывать и выводить звук. Предоставляют пользователю дополнительные возможности и качество по сравнению с интегрированными решениями. Могут быть как внутренними устройствами (устанавливаются в слоты PCIи PCI-Ex1), так и внешними (подключаются к USB, а для ноутбуков PCMCIA).

Сетевой адаптер - устройство, предоставляющее компьютеру возможность взаимодействовать с другими устройствами в сети. Могут быть проводными (Ethernet) или беспроводными (Wi-Fi). По способу подключения к компьютеру так же делятся на внешние и внутренние. На всех современных системных платах проводной сетевой адаптер уже встроен и поэтому как дополнительное оборудование практически больше не используется.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Теперь давайте вернемся к началу статьи, где в качестве примера были приведены реальные названия компьютерной техники (системного блока и ноутбука), с которыми вы можете столкнуться в любом компьютерном магазине. Определенно, без базовых знаний устройства ПК понять хоть что-то в них практически не возможно. Но если вы внимательно прочитали предыдущий материал, то теперь понять эти аббревиатуры не составит труда. Давайте это проверим. Начнем с описания системного блока:

Системный блок Core i5-2310/ S1155/ H61/4 Gb DDR3-1333/1024 Mb HD6770/ HDD 500 Gb-7200-16 Mb/ DVD+- RW/ Sound 7.1/ GLAN/ ATX 450 W

Если вы внимательно посмотрите на эту надпись, то можно догадаться, что через косую черту указаны различные компоненты системного блока, какие именно, попытайтесь сначала определить самостоятельно, ну а потом уже можно свериться с нашим ответом.

• Core i5-2310 - Процессор от компании Intelсемейства Corei5. По номеру его модели (2310) можно узнать, что его тактовая частота равна 2.9 ГГц.
• S1155 - процессорный разъем на материнской плате типа Socket 1155
• H61 - чипсет материнской платы от компании Intel.
• 4Gb DDR3-1333 - объем установленной оперативной памяти третьего поколения 4 Гб. Тактовая частота памяти 1333 MHz.
• 1024Mb HD6770 - видеокарта Radeonот компании AMD/ATI (понятно из индекса HD) с объемом видеопамяти 1024 Мб. Индекс 6770 говорит нам о том, что графический адаптер относится к среднему классу.
• HDD 500Gb-7200-16Mb - жесткий диск имеет емкость 500 Гб, скорость вращения шпинделя 7200 об/мин и 16 Мб буфер.
• DVD+-RW - в компьютере установлен оптический привод с возможностью чтения, записи и перезаписи CD и DVDдисков.
• Sound 7.1 - имеется встроенная семиканальная звуковая карта
• GLAN - имеется проводная встроенная сетевая карта со скоростью передачи данных 1Гбит.
• ATX 450W - корпус предназначенный для установки материнской платы форм-фактора ATX и блоком питания, мощностью 450 Ватт.

Посмотрите, насколько много информации о продукте можно почерпнуть из его названия при определенном знании компьютерного железа. Теперь, для закрепления материала, давайте расшифруем типовое название ноутбука. И хотя в его названии есть некоторые значения, которые вам могут быть непонятны, после нашей расшифровки вы будете во всеоружии.

Ноутбук 15.6”/ i7-2630 QM(2.00)/4 Gb/ GTX460 M-1 Gb/750 Gb/ DVD- RW/ Wi- Fi/ BT/ Cam/ W7 HP64

• 15.6” - размер экрана ноутбука по диагонали.
• i7-2630QM(2.00) - Вот эта запись должна уже быть вам понятна. Процессор от компании Intelсемейства Corei7 с тактовой частотой 2 ГГц (указана в скобках). Правда тактовую частоту и прочие характеристики процессора можно всегда определить, зная его модель, которая указывается всегда после семейства. В нашем случае это 2630QM.
• 4Gb - объем оперативной памяти. Как видите, здесь он указан без каких либо подробностей о типе памяти и ее пропускной способности.
• GTX460M-1Gb - видеокарта GeForceс графическим процессором компании nVidia(это можно понять и аббревиатуры GTX) и видеопамятью 1 Гб. По модели ГП (GTX460) видим, что данный графический адаптер принадлежит к классу производительных решений. Буква “M” в названии видеочипа говорит о том, что он произведен для мобильных устройств.
• 750Gb - жесткий диск, емкостью 750 Гб.
• DVD-RW - в ноутбуке установлен оптический привод с возможностью чтения, записи и перезаписи CDи DVDдисков.
• Wi-Fi - в ноутбуке установлен беспроводный сетевой адаптер.
• BT - ноутбук оборудован технологией беспроводной связи BlueTooth (блютус), используемой сейчас в основном для подключения периферийных устройств (мыши, наушники и т. д.) и мобильных телефонов.
• Cam- ноутбук имеет встроенную веб-камеру - цифровую видео и фотокамеру, способную в реальном времени фиксировать изображения, предназначенные для дальнейшей передачи по сети.
• W7HP64 - как правило в конце конфигурации ноутбука указывается предустановленная на нем операционная система. В данном случае это Windows 7 Home Premium 64 bit.

На этом разрешите закончить наш ликбез по внутреннему устройству персональных компьютеров. Надеюсь этот материал будет для вас не только познавательным, но и хорошим подспорьем, в случае самостоятельной покупки нового компьютера и комплектующих или осуществления модернизации домашнего ПК.

Что такое компьютер . Компьютер, как следует из его названия (на английском слово computer произошло от слова compute – считать, вычислять) – это вычислительное устройство . На самом деле, кроме как считать, считать много и быстро компьютер ничего более и не умеет. Различные периферийный устройства вывода, такие как монитор, принтер, аудио аппаратура, веб-камера и т.п. просто способны по-разному результаты этих вычислений преобразовывать в понятные нам сигналы. Различные устройства ввода (клавиатура, манипуляторы, планшеты и т.д.) занимаются обратной задачей: преобразованием внешних воздействий в понятные компьютеру наборы команд и данных. То, без чего компьютер просто не может существовать – это центральный процессор и запоминающее устройство (память компьютера). Первое умеет считать, а второе – хранить исходные данные и результаты вычислений. Компьютер производит вычисления по заранее заложенной в него программе. Программы пишут люди, а дело компьютера – их выполнять. Об этом чуть более подробно в конце материала, а сейчас вкратце о том, в каком виде компьютер воспринимает информацию.

Часть 1. Особенности представления информации в компьютере

Минимальной единицей информации для компьютера является один бит , который может принимать два значения. Одно из значений считают равным 1, а другое 0. На уровне “железа” (аппаратной части компьютера) единица информации представлена триггерами – классом электронных устройств, которые обладают возможностью длительно оставаться в одном из двух состояний. Значение выходного напряжения таких электронных устройств может иметь два значения, одно из которых ассоциируют с нулем, а другое с единицей. Если бы на базе полупроводников можно было легко и эффективно создавать электронные устройства, способные подолгу находиться, например, в трех или четырех состояниях, то и битом тогда считали бы единицу информации, принимающую три и более разных значений. Поскольку все же современные компьютеры построены на базе триггеров, то и система счисления в них используется двоичная.

Что такое система счисления . Система счисления – это способ представления числовой информации, определяемый набором символов. Для нас привычной является десятичная система счисления, представленная набором цифр от 0 до 9. Компьютеру для представления информации достаточно двух символов: 0 и 1. Почему это так - я попытался ответить чуть выше, когда описывал природу триггеров – аппаратной основы современных компьютеров. Как представляются числа в различных системах счисления, я покажу на примере десятичной, двоичной и шестнадцатеричной систем. Последняя широко используется в низкоуровневом программировании, поскольку более компактна, чем двоичная, а числа, представленные в 16-ричной легко перевести в 2-ю и наоборот.

Десятичная система счисления “СИ10”: {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9}. Двоичная система счисления “СИ2”: {0,1} Шестнадцатеричная система счисления “СИ16”: {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F} (для обозначения чисел 10, 11, 12, 13, 14 и 15 используются символы A, B, C, D, E и F)

Итак, пример: рассмотрим, как представляется число 100 с использованием этих систем.

“СИ10”: 100=1*100 +0*10+0*1 “СИ2” : 01100100=0*128+1*64 +1*32 +0*16+0*8+1*4 +0*2+0*1 “СИ16”: 64=6*16+4*1

Все это различные позиционные системы счисления с разным основанием . Позиционными системами счисления называют те системы, в которых вклад в общую сумму от каждого разряда определяется не только значением этого разряда, но и его позицией. Примером не позиционной системы счисления является римская система с ее L,X,V,I. Получаем, что значение числа, которое обозначается в позиционной системе счисления с определенным основанием, вычисляется следующим образом:

N=D 0 *B 0 +D 1 *B 1 +…+D n-1 *B n-1 +D n *B n , где D i – величина разряда на i-м месте, начиная с 0, а B – основание системы счисления. Не забываем, что B 0 =1.

Как перевести число из шестнадцатеричной системы в двоичную и наоборот . Все просто, каждый разряд в 16-ричной системы переводите в 4 разряда двоичной системы и записывайте результат последовательно хоть слева направо, хоть справа налево. Наоборот: разбиваете двоичное число на тетрады (по 4 разряда строго справа налево) и каждую тетраду отдельно заменяете на один из символов 16-ричной системы счисления. Если последняя тетрада оказалась неполной, до дополняете ее нулями слева. Пример:

1010111100110 -> 0001(1).0101(5).1110(14).0110(6) -> 15E6

Для того, чтобы быстро умножить или разделить число на основание системы счисления, достаточно просто сдвинуть все разряды влево (умножение) и вправо (деление). Умножение на 2 в двоичной системе счисления называют сдвигом влево (в конце добавляется 0), а целочисленное деление на 2 – сдвигом вправо (последний символ убирается). Пример:

11011(27) > 1101(13)

Единицы информации компьютера . С минимальной единицей информации в вычислительной технике разобрались – это бит. Но минимальным адресуемым набором информации является не бит, а байт – набор информации, представленный 8-ю битами и, как следствие, способный хранить 256 (2 8) различных значений. Что значит минимальный адресуемый набор информации ? Это значит, что вся память компьютера поделена на участки, каждый из которых имеет свой адрес (порядковый номер). Минимальный размер такого участка – байт. Я, конечно, упрощаю картину, но на данный момент такого представления достаточно. Почему именно 8 бит? Так сложилось исторически, а впервые 8-ми битовая (байтовая) адресация была применена в вычислительных машинах компании IBM. Наверное, сочли удобным, что единицу информации легко представить ровно двумя символами шестнадцатеричной системы счисления. А теперь развеем мифы насчет объемов данных, обозначаемых практически всем знакомыми словами килобайт , мегабайт , гигабайт , терабайт и т.д.

1 килобайт (кб) = 2 10 байт = 1024, а не 1000 байт. 1 мегабайт (мб) = 2 20 байт = 1048576 байт = 1024 килобайт, а не 1000.000 байт. 1 гигабайт (гб) = 2 30 байт, 1 терабайт (тб) = 2 40 байт и т.д.

Часть 2. Устройство компьютера

Как устроен компьютер . Или из чего состоит компьютер . Дальнейшее повествование будет построено следующим образом. Описание устройства компьютера будет представлено на различных уровнях. На первом уровне я обозначу основные составляющие современного компьютера, на втором и последующих уровнях буду более детально описывать каждую его часть. Для быстрого поиска нужной вам информации пользуйтесь следующей навигацией.

Уровень 1. Общее устройство компьютера

Системный блок

Системный блок компьютера – это тот самый ящик, из которого торчит шнур питания, к которому подключены монитор, клавиатура, мышь и принтер, и в который вставляют компакт диски, флешки и прочие внешние устройства. Можно сказать, что все устройства, которые подключены к системному блоку извне являются периферийными устройствами – выполняющими второстепенные задачи компьютера. Ну а в самом системном блоке находится все самое ценное и необходимое: блок питания, системная материнская плата и центральное процессорное устройство (центральный процессор) - “мозги” компьютера. А также, модули управления периферийными устройствами (контроллеры), видео и звуковая карты, сетевая карта и модем, транспортные магистрали для передачи информации (шины) и много еще чего полезного. Тем не менее, все это в первую очередь справедливо для домашних и офисных компьютеров. Например, глядя на ноутбук, сложно сказать, где у него заканчивается системный блок, и начинаются периферийные устройства. Все это деление условно, тем более что есть еще и коммуникаторы, планшетные компьютеры и прочие портативные вычислительные устройства.

К этой категории относят все устройства, которые позволяют вводить информацию в компьютер. Например, клавиатура, мышь, джойстик, веб камера и сенсорный экран позволяют это делать человеку, а устройство чтения компакт-дисков или карты памяти просто считывает информацию с внешнего носителя автоматически. К устройствам ввода чаще относят только средства ввода информации человеком, а все остальные называют приводами внешних носителей данных .

Это устройства, которые предназначены для вывода результатов вычислений компьютера. Монитор выводит информацию в графическом электронном виде, принтер делает практически то же самое, но на бумаге, а аудио система воспроизводит информацию в виде звуков. Все это средства обратной связи с человеком в ответ на ввод им информации через устройства ввода.

Прочие устройства

К этой категории можно отнести любые подключаемые к компьютеру устройства от флеш карт и портативных жестких дисков, до модемов (в том числе wi-fi), роутеров и т.п. Классифицировать устройства – дело неблагодарное, поскольку делать это можно абсолютно по-разному, и всегда можешь оказаться прав. Например, встроенный модем сложно отнести к периферийным устройствам, хотя внешний модем выполняет абсолютно те же функции. Модем – это устройство для организации связи между компьютерами, и абсолютно не важно, где он находится. То же самое можно сказать про сетевую карту. Жесткий диск – это, прежде всего, энергонезависимое запоминающее устройство, которое может быть как внутренним, так и внешним. Приведенная выше классификация оборудования компьютера опирается в первую очередь на физическое месторасположения того или иного устройства в классическом персональном компьютере и только потом на его назначение. Это всего лишь один из способов классификации и не более того.

Уровень 2. Начинка системного блока современного компьютера

Для начала пару слов о быстродействии компьютера . Это свойство характеризуется тактовой частотой и производительностью системы. Чем они выше – тем быстрее работает компьютер, но это не синонимы. Производительность любого компонента системы – это количество выполняемых им элементарных операций в секунду. Тактовая частота – это частота синхронизирующих импульсов, подаваемых на вход системы генератором тактовых импульсов, что, в свою очередь, и определяет количество выполняемых последовательно операций за единицу времени. Но производительность можно увеличить, обеспечив возможность выполнять элементарные операции параллельно при той же тактовой частоте, примером чего является многоядерная архитектура центрального процессора. Таким образом, нужно оценивать не только тактовую частоту, с которой работает процессор, но и его архитектуру.

Теперь о компонентах компьютера. С корпусом и блоком питания, я думаю, все понятно и без комментариев. Системная материнская плата и центральный процессор – это сердце компьютера и именно они занимаются управлением процессами вычислений. О них более подробный рассказ чуть ниже. Шины – это средство передачи информации между различными устройствами компьютера. Шины делятся на шины управления , которые передают коды команд; адресные шины , которые, как следует из их названия, служат для передачи адреса определенного контекстом команды набора аргументов или адреса, куда следует поместить результат; и шины данных , которые передают, непосредственно, сами данные - аргументы и результаты выполнения команд. Контроллеры – это микропроцессорные устройства, предназначенные для управления жесткими дисками, приводами внешних носителей информации и прочими видами устройств. Контроллеры – это посредники между инфраструктурой центрального процессора и конкретным устройством, подключенным к компьютеру. Жесткий диск – это энергонезависимое устройство хранения информации. Энергонезависимость запоминающего устройства – это его способность не утрачивать информацию после отключения питания. Помимо пользовательских данных, жесткий диск содержит программный код операционной системы, включая драйверы различных устройств. Драйвер устройства – это программа, управляющая его контроллером. Операционная система, например, Microsoft Windows, управляет всеми устройствами посредством драйверов, которые имеют понятный ей программный интерфейс. Драйверы, как правило, разрабатываются поставщиками комплектующих компьютера отдельно для каждого вида операционной системы. Также, системный блок не может обойтись без системы охлаждения и панели управления, позволяющей включать и выключать компьютер.

Уровень 3. Как работает компьютер

Как в компьютере представлены данные . Все данные для компьютера – это набор чисел. Как хранятся положительные целые числа , я рассказал в самом начале. Данные, которые могут быть как положительными, так и отрицательными, в первом разряде (в 1-м бите) хранят знак (0-плюс, 1-минус). Про особенности хранения вещественных чисел рассказывать подробно не буду, но следует знать, что вещественные числа в компьютере представляются с помощью мантиссы и экспоненты . Мантисса - это правильная дробь (числитель меньше знаменателя), у которой первый знак после запятой больше нуля (в двоичной системе это означает, что после запятой первый разряд - 1). Значение вещественных чисел вычисляется по формуле D=m*2 q , где m – мантисса, а q -экспонента, равная log 2 (D/m). В памяти компьютер хранит не саму мантиссу, а ее значащую часть - знаки после запятой. Чем больше разрядов (битов) выделено под мантиссу, тем выше точность представления вещественных данных. Пример:

Число ПИ в десятичной системе счисления выглядит примерно так: ПИ=3,1415926535... Приведем число к виду правильной дроби, умноженной на 10 в соответствующей степени: ПИ=3,1415926535 = 0.31415926535*10 1 =m*10 q , где m=0.31415926535, q=1.

Таким образом, мы представили вещественное число в виде двух целых чисел, поскольку для хранения мантиссы достаточно хранить только знаки после запятой (31415926535). Нужно учитывать, что и мантисса и экспонента могут быть как положительными, так и отрицательными числами. Если число отрицательное, то и мантисса отрицательная. Если число меньше одной десятой, то экспонента отрицательная (в десятичной системе счисления). В двоичной системе счисления экспонента отрицательная, если число меньше 0.5. Теперь попробуем проделать то же самое в двоичной системе счисления.

Немного округлим исходное число: ПИ 10 =3.1415=3+0.1415 Итак, 3 в двоичной системе это 11. Теперь разберемся с дробной частью. 0.1415=0 *0.5+0 *0.25+1 *0.125+…= 0 *2 -1 +0 *2 -2 +1 *2 -3 +… В итоге получим примерно следующее: ПИ 2 =11,001001000011=0.11001001000011*2 2 =m*2 q , где m=0.11001001000011, а q=2.

Теперь должно стать понятным, что я имел в виду под точностью представления вещественных чисел. На мантиссу потрачено 14 разрядов, а для числа ПИ удалось сохранить только лишь несколько знаков после запятой (в десятичной системе счисления). Также, работая на компьютере, можно столкнуться со следующей формой записи числа:

6,6725E-11 Это не что иное, как 6,6725*10 -11 Текст – это последовательность символов, а каждый символ имеет свой числовой код. Кодировок текста существует несколько. Наиболее известные и широко применяемые кодировки текста – это ASCII и UNICODE. Графика – это последовательность точек, каждая из которых соответствует определенному цвету. Каждый цвет представлен 3-мя целыми числами: составляющей красного (red), зеленого (green) и синего (blue) цветов RGB палитры. Чем больше разрядов отводится под хранение цвета, тем большим спектром цветов вы можете оперировать. Видео – это просто последовательность статических кадров. Существуют технологии сжатия видео, которые, к примеру, отдельные участки видео хранят как один кадр и последовательность дельт – отличий последующих кадров от предыдущего. При условии, что соседние кадры отличаются не абсолютно всеми точками (например, мультипликация), такой подход позволяет сэкономить на общих объемах материала. Звук – это сигнал, который из аналогового представления можно перевести в цифровое путем дискретизации и квантования (оцифровки). Естественно, что оцифровка приведет к потере качества, но такова цена цифрового звучания.

Как организован процесс вычислений . Материнская плата – это печатная плата, на которой установлен центральный процессор (ЦП ). Также, через специальные разъемы к материнской плате подключены модули оперативной памяти, видеокарта, звуковая карта и прочие устройства. Материнская плата – это агрегирующее звено в архитектуре современного компьютера. Материнская плата снабжена системным контроллером (северный мост ), обеспечивающим связь центрального процессора с оперативной памятью и графическим контроллером, а также, периферийным контроллером (южный мост ), отвечающим за связь с контроллерами периферийных устройств и постоянным запоминающим устройством. Северный и Южный мост вместе образуют чипсет материнской платы - ее базовый набор микросхем. Оперативная память или оперативное запоминающее устройство (ОЗУ ) – это энергозависимая память компьютера, в которой хранятся исполняемый и сами данные программы. Объем оперативной памяти влияет на производительность компьютера, поскольку именно ОЗУ определяет объем обрабатываемой в каждый момент времени информации. Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ ) – это энергоне зависимая память компьютера, которая хранит самую важную для него информацию, в том числе программу первоначальной загрузки компьютера (до загрузки операционной системы) – BIOS (basic input/output system - базовая система ввода-вывода). Данные ПЗУ обычно записывает производитель материнской платы. Видеокарта – это самостоятельная плата со своим процессором и своей оперативной памятью (видеопамять), предназначенная для быстрого преобразования графической информации в тот вид, который можно напрямую вывести на экран. Процессор видеокарты оптимизирован для работы с графикой, в том числе, для обработки трехмерной графики. Тем самым, процессор видеокарты разгружает центральный процессор от такого вида работ. Чем выше объем видеопамяти, тем быстрее и чаще компьютер способен обновлять данные на экране, и тем шире может быть спектр используемых цветов. Центральное процессорное устройство (ЦПУ) может состоять из нескольких процессоров, каждый из которых способен параллельно остальным выполнять свою программу. Раньше процессор и ядро процессора были синонимами. Сейчас ЦПУ может состоять из нескольких процессоров, а каждый процессор из нескольких ядер. Ядро микропроцессора – это арифметико-логическое устройство (АЛУ ), контроллер ядра и набор системных регистров . АЛУ, как следует из его названия, умеет выполнять с числами, загруженными в регистры . Набор регистров служит для хранения адреса текущей команды (команды хранятся в оперативной памяти, а регистр IP (Instruction Pointer) указывает на текущую команду), адресов загружаемых для выполнения команды данных и самих данных, включая результат выполнения команды. Ядро, собственно, и управляет всем этим процессом, выполняя низкоуровневые команды процессора. К таким командам относятся загрузка данных в регистры, выполнение арифметических операций, сравнение значений двух регистров, переход к следующей команде и т.д. Сам микропроцессор обменивается данными с оперативной памятью посредством контроллера оперативной памяти. Хотя время доступа к оперативной памяти намного меньше, чем, к примеру, время доступа к информации на жестком диске, но при интенсивных вычислениях всех же это время становится заметным. Для организации хранения данных, время доступа к которым должно быть минимальным, служит сверхоперативная память (кэш память).

Кто или что управляет процессом вычислений . Процессом вычислений, как я уже сказал в начале, управляет компьютерная программа. Программы пишутся на различных языках программирования и чаще всего на . Основными высокого уровня являются: объявление переменных различных типов, выполнение арифметических и логических операций, условные операторы и циклы. Человеку, программирующему на языке высокого уровня не нужно задумываться, как обрабатываемая им информация представляется в компьютере. Все вычисления, в основном, описываются в привычной для него десятичной системе счисления. Программист определяет в том виде, в котором ему удобно. В его распоряжении серьезный арсенал уже готовых программных компонентов, решений и технологий программирования: , средства организации , сервисы работы с и т.д. и т.п. Далее, специальные программы, называемые компиляторами, переводят текст программы в машинный код – на язык команд, понятный центральному процессору компьютера. Как выглядит программа на языке программирования высокого уровня можно, к примеру, посмотреть на страницах этого сайта, а как выглядит программа на языке низкого уровня, приближенного к машинному коду (), смотрите ниже (эта программа всего лишь выводит сообщение “Hello, world”).

386 .model flat, stdcall option casemap:none include \masm32\include\windows.inc include \masm32\include\kernel32.inc includelib \masm32\lib\kernel32.lib .data msg db "Hello, world", 13, 10 len equ $-msg .data? written dd ? .code start: push -11 call GetStdHandle push 0 push OFFSET written push len push OFFSET msg push eax call WriteFile push 0 call ExitProcess end start

Один оператор на языке высокого уровня трансформируется в десятки, а то и сотни строк машинного кода, но поскольку это происходит автоматически, то переживать по этому поводу не стоит. В момент запуска программы, операционная система выделяет ей отдельный , загружает машинный код в оперативную память, инициализирует регистры (в регистр IP помещает адрес самой первой инструкции), и вычислительный процесс начинается.

Считаю, что в рамках этого материала рассказ о том, как устроен современный компьютер, можно закончить. Теперь вы знаете в общих чертах, из чего он состоит и как работает, а детали без труда найдете в интернете.

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!

Основные устройства компьютера «живут» в системном блоке. К ним относятся: материнская плата, процессор, видеокарта, оперативная память, жесткий диск. Но за его пределами, обычно на столе, «проживают» также не менее важные устройства компьютера. Такие как: монитор, мышь, клавиатура, колонки, принтер.

В этой статье мы рассмотрим, из чего состоит компьютер , как эти устройства выглядят, какую функцию выполняют и где они находятся.

Системный блок.

В первой категории мы разберём те устройства, или их еще называют комплектующие, которые «прячутся» в системной блоке. Они наиболее важны для его работы. Кстати, сразу можете заглянуть в системник. Это не сложно. Достаточно открутить два болта сзади системного блока и отодвинуть крышку в сторону, и тогда нам откроется вид важнейших устройств компьютера, по порядку которые, мы сейчас рассмотрим.

Материнская плата – это печатная плата, которая предназначена для подключения основных комплектующих компьютера. Часть из них, например, процессор или видеокарта устанавливается непосредственно на саму материнскую плату в предназначенный для этого разъем. А другая часть комплектующих, к примеру, жесткий диск или блок питания, подключается к материнской плате с помощью специальных кабелей.

Процессор – это микросхема и одновременно «мозг» компьютера. Почему? Потому что он отвечает за выполнение всех операций. Чем лучше процессор тем быстрее он будет выполнять эти самые операции, соответственно компьютер будет работать быстрее. Процессор конечно влияет на скорость работы компьютера, и даже очень сильно, но от вашего жесткого диска, видеокарты и оперативной памяти также будет зависеть скорость работы ПК. Так что самый мощный процессор не гарантирует большую скорость работы компьютера, если остальные комплектующие уже давно устарели.

3. Видеокарта.

Видеокарта или по-другому графический плата, предназначена для вывода картинки на экран монитора. Она также устанавливается в материнскую плату, в специальный разъем PSI-Express. Реже видеокарта может быть встроена в саму материнку, но её мощности чаще всего хватает только для офисных приложений и работы в интернете.

Оперативная память – это такая прямоугольная планка, похожа на картридж от старых игровых приставок. Она предназначена для временного хранения данных. К примеру, она хранит буфер обмена. Копировали мы какой-то текст на сайте, и тут же он попал в оперативку. Информация о запущенных программах, спящий режим компьютера и другие временные данные хранятся в оперативной памяти. Особенностью оперативки является то, что данные из неё после выключения компьютера полностью удаляются.

Жесткий диск, в отличие от оперативной памяти, предназначен для длительного хранения файлов. По-другому его называют винчестер. Он хранит данные на специальных пластинах. Также в последнее время распространились SSD диски.

К их особенности можно отнести высокую скорость работы, но тут же есть сразу минус – они дорого стоят. SSD диск на 64 гигабайта обойдется вам в цене также как винчестер на 750 гигабайт. Представляете сколько будет стоить SSD на несколько сотен гигабайт. Во, во! Но не стоит расстраиваться, можно купить SSD диск на 64 ГБ и использовать его в виде системного диска, то есть установить на него Windows. Говорят, что скорость работы увеличивается в несколько раз. Система стартует очень быстро, программы летают. Я планирую перейти на SSD, а обычные файлы хранить на традиционном жестком диске.

Дисковод нужен для работы с дисками. Хоть уже и гораздо реже используется, все-же на стационарных компьютерах он пока что не помешает. Как минимум дисковод пригодится для установки системы.

6. Системы охлаждения.

Система охлаждения – это вентиляторы, которые охлаждают комплектующие. Обычно установлено три и более кулеров. Обязательно один на процессоре, один на видеокарте, и один на блоке питания, а далее уже по желанию. Если будет что-то тепленьким, то желательно охлаждать. Устанавливаются также вентиляторы на жесткие диски и в самом корпусе. Если кулер в корпусе установлен на передней панели, то он забирает тепло, а кулеры установленные на заднем отсеке подают в системних холодный воздух.

Звуковая карта выводит звук на колонки. Обычно она встроена в материнскую плату. Но бывает, что она либо ломается, и поэтому покупается отдельно, либо же изначально качество стандартной владельца ПК не устраивает и он покупает другую звуковуху. В общем звуковая карта также имеет право быть в этом списке устройств для ПК.

Блок питания нужен для того, чтобы все вышеописанные устройства компьютера заработали. Он обеспечивает все комплектующие необходимым количеством электроэнергии.

8. Корпус

А чтобы материнскую плату, процессор, видеокарту, оперативную память, жесткий диск, дисковод, звуковую карту, блок питания и возможно какие-то дополнительные комплектующие было куда-то засунуть, нам понадобится корпус. Там все это аккуратно устанавливается, закручивается, подключается и начинает ежедневную жизнь, от включения до выключения. В корпусе поддерживается необходимая температура, и все защищено от повреждений.

В итоге мы получаем полноценный системный блок, со всеми важнейшими устройствами компьютера, которые нужны для его работы.

Периферийные устройства.

Ну а чтобы полноценно начать работать на компьютере, а не смотреть на «жужжащий» системный блок, нам понадобятся Периферийные устройства. К ним относятся те компоненты компьютера, которые за пределами системника.

Монитор само собой нужен, чтобы видеть то, с чем мы работаем. Видеокарта подает изображение на монитор. Между собой они подключены кабелем VGA или HDMI.

Клавиатура предназначена для ввода информации, ну само собой какая работа без полноценной клавиатуры. Текст напечатать, в игры поиграть, в интернете посидеть и везде нужна клавиатура.

3. Мышь.

Мышь нужна чтобы управлять курсором на экране. Водить его в разные стороны, кликать, открывать файлы и папки, вызывать различные функции и много другое. Также, как и без клавиатуры, без мыши никуда.

4. Колонки.

Колонки нужны в основном чтобы слушать музыку, смотреть фильмы и играть в игры. Кто еще сегодня использует колонки больше, чем ежедневно их воспроизводят обычные пользователи в этих задачах.

Принтер и сканер нужен чтобы печатать и сканировать документы и всё, всё необходимое в области печатанья. Или МФУ, многофункциональное устройство. Пригодится всем тем, кто часто что-то печатает, сканирует, делает ксерокопии и совершает много других задач с этим устройством.

В этой статье мы лишь кратко рассмотрели основные устройства компьютера , а в других, ссылки на которые вы видите ниже, мы подробно рассмотрим все наиболее популярные периферийные устройства, а также компоненты, которые входят в состав системного блока, то есть комплектующие.

Приятного чтения!

По своему назначению компьютер - это универсальный прибор для работы с информацией. По принципам своего устройства компьютер - это модель человека, работающего с информацией.

Персональный компьютер (ПК) - это компьютер, предназначенный для обслуживания одного рабочего места. По своим характеристикам он может отличаться от больших ЭВМ, но функционально способен выполнять аналогичные операции. По способу эксплуатации различают настольные (desktop), портативные (laptop и notebook) и карманные (palmtop) модели ПК.

Аппаратное обеспечение. Поскольку компьютер предоставляет все три класса информационных методов для работы с данными (аппаратные, программные и естественные), принято говорить о компьютерной системе как о состоящей из аппаратных и программных средств, работающих совместно. Узлы, составляющие аппаратные средства компьютера, называют аппаратным обеспечением. Они выполняют всю физическую работу с данными: регистрацию, хранение, транспортировку и преобразование как по форме, так и по содержанию, а также представляют их в виде, удобном для взаимодействия с естественными информационными методами человека.

Совокупность аппаратных средств компьютера называют его аппаратной конфигурацией.

Видео YouTube

Программное обеспечение. Программы могут находиться в двух состояниях: активном и пассивном. В пассивном состоянии программа не работает и выглядит как данные, содержательная часть которых - сведения. В этом состоянии содержимое программы можно «читать» с помощью других программ, как читают книги, и изменять. Из него можно узнать назначение программы и принцип ее работы. В пассивном состоянии программы создаются, редактируются, хранятся и транспортируются. Процесс создания и редактирования программ называется программированием.

Когда программа находится в активном состоянии, содержательная часть ее данных рассматривается как команды, согласно которым работают аппаратные средства компьютера. Чтобы изменить порядок их работы, достаточно прервать исполнение одной программы и начать исполнение другой, содержащей иной набор команд.

Совокупность программ, хранящихся на компьютере, образует его программное обеспечение. Совокупность программ, подготовленных к работе, называют установленным программным обеспечением. Совокупность программ, работающих в тот или иной момент времени, называют программной конфигурацией.

Устройство компьютера. Любой компьютер (даже самый большой)состоит из четырех частей:

устройства ввода информации

устройства обработки информации

устройства хранения

устройства вывода информации.

Конструктивно эти части могут быть объединены в одном корпусе размером с книгу или же каждая часть может состоять из нескольких достаточно громоздких устройств

Базовая аппаратная конфигурация ПК . Базовой аппаратной конфигурацией персонального компьютера называют минимальный комплект аппаратных средств, достаточный для начала работы с компьютером. С течением времени понятие базовой конфигурации постепенно меняется.

Чаще всего персональный компьютер состоит из следующих устройств:

Системный блок

Монитор

Клавиатура

Мышь

Дополнительно могут подключатся другие устройства ввода и вывода информации, например звуковые колонки, принтер, сканер...

Системный блок - основной блок компьютерной системы. В нем располагаются устройства, считающиеся внутренними. Устройства, подключаемые к системному блоку снаружи, считаются внешними. Для внешних устройств используют также термин периферийное оборудование.
Монитор - устройство для визуального воспроизведения символьной и графической информации. Служит в качестве устройства вывода. Для настольных ПК в настоящее время наиболее распространены мониторы, основанные на электронно-лучевых трубках. Они отдаленно напоминают бытовые телевизоры.
Клавиатура - клавишное устройство, предназначенное для управления работой компьютера и ввода в него информации. Информация вводится в виде алфавитно-цифровых символьных данных.
Мышь - устройство «графического» управления.

Внутренние устройства персонального компьютера.
Внутренними считаются устройства, располагающиеся в системном блоке. Доступ к некоторым из них имеется на лицевой панели, что удобно для быстрой смены информационных носителей, например гибких магнитных дисков. Разъемы некоторых устройств выведены на заднюю стенку - они служат для подключения периферийного оборудования. К некоторым устройствам системного блока доступ не предусмотрен - для обычной работы он не требуется.

Процессор. Микропроцессор - основная микросхема персонального компьютера. Все вычисления выполняются в ней. Основная характеристика процессора - тактовая частота (измеряется в мегагерцах, МГц). Чем выше тактовая частота, тем выше производительность процессора. Так, например, при тактовой частоте 500 МГц процессор может за одну секунду изменить свое
состояние 500 миллионов раз. Для большинства операций одного такта недостаточно, поэтому количество операций, которые процессор может выполнить в секунду, зависит не только от тактовой частоты, но и от сложности операций.

Единственное устройство, о существовании которого процессор «знает от рождения», - оперативная память - с нею он работает совместно. Оттуда поступают данные и команды. Данные копируются в ячейки процессора (они называются регистрами), а потом преобразуются в соответствии с содержанием команд. Более полную картину того, как процессор взаимодействует с оперативной памятью, вы получите в главах, посвященных основам программирования.

Оперативная память. Оперативную память можно представить как обширный массив ячеек, в которых хранятся числовые данные и команды в то время, когда компьютер включен. Объем оперативной памяти измеряется в миллионах байтов - мегабайтах (Мбайт).

Процессор может обратиться к любой ячейке оперативной памяти (байту), поскольку она имеет неповторимый числовой адрес. Обратиться к индивидуальному биту оперативной памяти процессор не может, так как у бита нет адреса. В то же время, процессор может изменить состояние любого бита, но для этого требуется несколько действий.

Материнская плата. Материнская плата - это самая большая плата персонального компьютера. На ней располагаются магистрали, связывающие процессор с оперативной памятью, - так называемые шины. Различают шину данных, по которой процессор копирует данные из ячеек памяти, адресную шину, по которой он подключается к конкретным ячейкам памяти, и шину команд, по которой в процессор поступают команды из программ. К шинам материнской платы подключаются также все прочие внутренние устройства компьютера. Управляет работой материнской платы микропроцессорный набор микросхем - так называемый чипсет.

Видеоадаптер. Видеоадаптер - внутреннее устройство, устанавливаемое в один из разъемов материнской платы. В первых персональных компьютерах видеоадаптеров не было. Вместо них в оперативной памяти отводилась небольшая область для хранения видеоданных. Специальная микросхема (видеоконтроллер) считывала данные из ячеек видеопамяти и в соответствии с ними управляла монитором.

По мере улучшения графических возможностей компьютеров область видеопамяти отделили от основной оперативной памяти и вместе с видеоконтроллером выделили в отдельный прибор, который назвали видеоадаптером. Современные видеоадаптеры имеют собственный вычислительный процессор (видеопроцессор), который снизил нагрузку на основной процессор при построении сложных изображений. Особенно большую роль видеопроцессор играет при построении на плоском экране трехмерных изображений. В ходе таких операций ему приходится выполнять особенно много математических расчетов.

В некоторых моделях материнских плат функции видеоадаптера выполняют микросхемы чипсета - в этом случае говорят, что видеоадаптер интегрирован с материнской платой. Если же видеоадаптер выполнен в виде отдельного устройства, его называют видеокартой. Разъем видеокарты выведен на заднюю стенку. К нему подключается монитор.

Звуковой адаптер. Для компьютеров IBM PC работа со звуком изначально не была предусмотрена. Первые десять лет существования компьютеры этой платформы считались офисной техникой и обходились без звуковых устройств. В настоящее время средства для работы со звуком считаются стандартными. Для этого на материнской плате устанавливается звуковой адаптер. Он может быть интегрирован в чипсете материнской платы или выполнен как отдельная подключаемая плата, которая называется звуковой картой.
Разъемы звуковой карты выведены на заднюю стенку компьютера. Для воспроизведения звука к ним подключают звуковые колонки или наушники. Отдельный разъем предназначен для подключения микрофона. При наличии специальной программы это позволяет записывать звук. Имеется также разъем (линейный выход) для подключения к внешней звукозаписывающей или звуковоспроизводящей аппаратуре (магнитофонам, усилителям и т.п.).

Жесткий диск. Поскольку оперативная память компьютера очищается при отключении питания, необходимо устройство для длительного хранения данных и программ. В настоящее время для этих целей широко применяют так называемые жесткие диски.
Принцип действия жесткого диска основан на регистрации изменений магнитного поля вблизи записывающей головки.

Основным параметром жесткого диска является емкость, измеряемая в гигабайтах (миллиардах байтов), Гбайт. Средний размер современного жесткого диска составляет 80 - 160 Гбайт, причем этот параметр неуклонно растет.

Дисковод гибких дисков . Для транспортировки данных между удаленными компьютерами используют так называемые гибкие диски. Стандартный гибкий диск (дискета) имеет сравнительно небольшую емкость 1,44 Мбайт. По современным меркам этого совершенно недостаточно для большинства задач хранения и транспортировки данных, но низкая стоимость носителей и высокая степень готовности к работе сделали гибкие диски самыми распространенными носителями данных.

Для записи и чтения данных, размещенных на гибких дисках, служит специальное устройство - дисковод. Приемное отверстие дисковода выведено на лицевую панель системного блока.

Дисковод CD-ROM. Для транспортировки больших объемов данных удобно использовать компакт-диски CD-ROM. Эти диски позволяют только читать ранее записанные данные - производить запись на них нельзя. Емкость одного диска составляет порядка 650-700 Мбайт.

Для чтения компакт-дисков служат дисководы CD-ROM. Основной параметр дисковода CD-ROM- скорость чтения. Она измеряется в кратных единицах. За единицу принята скорость чтения, утвержденная в середине 80-х гг. для музыкальных компакт-дисков (аудиодисков). Современные дисководы CD-ROM обеспечивают скорость чтения 40х - 52х.
Основной недостаток дисководов CD-ROM - невозможность записи дисков - преодолен в современных устройствах однократной записи - CD-R. Существуют также устройства CD-RW, позволяющие осуществлять многократную запись.

Принцип хранения данных на компакт-дисках не магнитный, как у гибких дисков, а оптический.

Коммуникационные порты . Для связи с другими устройствами, например принтером, сканером, клавиатурой, мышью и т. п., компьютер оснащается так называемыми портами. Порт - это не просто разъем для подключения внешнего оборудования, хотя порт и заканчивается разъемом. Порт - более сложное устройство, чем просто разъем, имеющее свои микросхемы и управляемое программно.

Сетевой адаптер. Сетевые адаптеры необходимы компьютерам, чтобы они могли обмениваться данными между собой. Этот прибор следит за тем, чтобы процессор не подал новую порцию данных на внешний порт, пока сетевой адаптер соседнего компьютера не скопировал к себе предыдущую порцию. После этого процессору дается сигнал о том, что данные забраны и можно подавать новые. Так осуществляется передача.

Когда сетевой адаптер «узнает» от соседнего адаптера, что у того есть порция данных, он копирует их к себе, а потом проверяет, ему ли они адресованы. Если да, он передает их процессору. Если нет, он выставляет их на выходной порт, откуда их заберет сетевой адаптер очередного соседнего компьютера. Так данные перемещаются между компьютерами до тех пор, пока не попадут к адресату.

Сетевые адаптеры могут быть встроены в материнскую плату, но чаще устанавливаются отдельно, в виде дополнительных плат, называемых сетевыми картами.