Устройство компьютера центральная система. Основные устройства компьютера, их назначение и взаимосвязь

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.

Настоящая книга посвящена рассмотрению железа – так в народе называют веществен­ную составляющую компьютеров (или Hardware - аппаратное обеспечение), в отличие от программной части функционирования компьютеров (или Software - программное обеспе­чение). Стандартная комплектация домашнего персонального компьютера показана на рисунке ниже.

Из чего состоит аппаратная часть персонального компьютера? Прежде всего, из сис­темного блока, внутри которого расположены внутренние устройства и внешних уст­ройств , подключаемых к системному блоку с помощью информационных кабелей или устанавливающих с ним связь по беспроводным информационным каналам (с помощью инфракрасного излучения, радиоволн и т.д.).

К внешним устройствам относятся те, которые находятся вне системного блока. К ним относятся: клавиатура, мышь, дисплей, могут быть и другие устройства: принтер, внешний модем, сканер и другие устройства.

К внутренним устройствам относятся системная плата (в народе называемая материн­ская или просто «мать»), центральный процессор, оперативная память, блок питания, жесткий диск, ранее устанавливался накопитель на гибких дисках, накопитель на CD -ROM дисках и (или) накопитель на DVD дисках, звуковая плата, видеоплата, динамик, а также некоторые другие дополнительные устройства, вставляемые в так называемые слоты расширения - сетевые карты, телевизионные карты и т.д. На рисунке ниже показано стандартное расположение внутренних устройств в системном блоке.

Материнская плата, процессор, оперативная память, видеоплата, звуковая плата, карты расширения, жест­кий диск и динамик находятся внутри системного блока, не видны пользователю, точнее, не имеют выхода на переднюю панель системного блока.

Внутренние устройства.

Корпус компьютера используется для установки в нем основных устройств, предо­хранения их от пыли и других внешних воздействий, а также в некоторой степени защи­щает пользователя от электромагнитного излучения компонентов, которые в нем нахо­дятся. На передней панели помещены индикаторы и кнопки, на нее лицевой стороной вы­ходят также некоторые внутренние устройства (накопители для гибких дисков, DVD -RW дисков).

Блок питания предназначен для преобразования переменного электрического тока напряжением 220 вольт в постоянный ток меньшего напряжения и питания им устройств, находящихся внутри системного блока. Как правило, этот блок поставляется вместе с сис­темным блоком, но его можно купить и отдельно. Системный блок имеет на задней сто­роне разъемы для подключения к источнику питания (электророзетке или сетевому фильтру), в некоторых моделях - разъем для подключения электропитания к монитору на 220 вольт (если монитор имеет электронно-лучевую трубку) и переключатель на разное входное напряжение – 110 или 220 вольт. Внутри системного корпуса расположены провода, которые выходят из блока питания и подклю­чаются к внутренним устройствам.

Материнская плата служит для взаимосвязи информационных потоков между раз­личными компонентами компьютера. На ней установлены центральный процессор, оперативная память, микросхема Bios , в ряде случаев – собственный вентилятор для охлаждения центрального процессора, а также разнообразные разъемы (для подключения внешних для платы вентиляторов, подключения последовательных и параллельных портов, плат расширения и так далее). Кроме того, в последнее время на материнскую плату стали монтировать встроенные сетевые, звуковые и видео – подсистемы, а также собственный динамик - пищалку.

Центральный процессор. Процессор, который можно назвать мозгом компьютера, выполняет основные операции. Процессоры могут быть: 86, 286, 386, 486 (серии х86), Pentium , Pentium ММХ, Pentium Pro , Pentium II , Pentium III , Pentium IV , Atom , Pentium Dual 2 Core , Pentium i 3, Pentium i 5, Pentium i 7 – производства фирмы Intel , а также других компаний, например, AMD – Athlon XP , Athlon 64 и др. Раз­личие между ними состоит в производительности. Чем выше у процессора тактовая час­тота, тем выше производительность вашего компьютера (хотя не всегда, например, на производительность влияет объем кэш-памяти первого и второго уровней, а также струк­тура обработки информации, к примеру, технология эмуляции вто­рого процессора Hyper -Threading ). На производительность также влияет наличие ядер; двух или трехядерный процессор работают намного быстрее, чем одноядерный.

Тактовая частота определяет, сколько операций в се­кунду может выполнять процессор. Для более ранних видов процессоров (например, 286) одна команда выполнялась за несколько тактов. В современных за один такт выполняется несколько операций.

Оперативная память . После включения компьютера, данные с жесткого диска пере­носятся в оперативную память, и процессор работает с ними. Если бы не было этого вида памяти, то процессор работал бы только с жестким диском и каждое данное приходилось бы записывать и считывать с него. При этом скорость работы резко бы снизилась, так как система находилась бы в ожидании операций ввода/вывода. При наличии оператив­ной памяти, которая работает со скоростью, близкой к скорости обработки данных про­цессором, производительность компьютера повышается. Чем больше размер памяти, тем меньше обращений к диску, тем быстрее будет работать компьютер.

Главной характеристикой памяти является ее размер, который измеряется в гигабай­тах. Может быть установлено 0,5, 1, 2, 3, 4 и т. д. гигабайт в системе. Часто для повышения производительности дешевле увеличить размер оперативной памяти, чем менять процессор на более высокую частоту.

Для того чтобы ускорить вычисления и не ждать, пока данные придут из оперативной памяти или необходимо записать в нее данные, в процессоре имеется более производительная кэш-память , которая различается объемом. Наличие кэш-памяти может довольно значи­тельно увеличить производительность компьютера.

В системном блоке также находится динамик , который обычно поставляется вместе с корпусом. Основная функция динамика – подача звуковых сигналов после включения компьютера и в случае его неисправности. Как правило, в других случаях он используется довольно редко. Для работы со звуком предназначена звуковая плата.

Звуковая плата. Эта плата обрабатывает звуковые данные, которые поступают из оперативной памяти. Данные могут поступать также из устройства считывания DVD -ROM дисков при проигрывании музыки. После обработки данные пересы­лаются на динамики, магнитофон или другие устройства.

Видеоплата обрабатывает данные для дисплея (монитора). Для программ, которые ра­ботают с двухмерными или трехмерными изображениями, обработку видеоданных для дисплея может взять на себя специальный процессор, находящийся на видеоплате, что разгрузит основной процессор. Качество изображения при этом обычно резко повыша­ется.

Одной из главных характеристик является размер видеопамяти платы. Он может иметь 1, 2, 4, 8…. 64, 128, 256 512 1024 и более мегабайт (обычно 0.5 – 1 Гигабайт). Чем больше памяти, тем быстрее проводится обработка данных.

Жесткий диск. Данные в компьютере хранятся на жестком диске. При выключении электропитания информация на жестком диске сохраняется. Одним из основных парамет­ров является ёмкость диска, которая измеряется в гигабайтах (Один гигабайт равен при­мерно одному миллиарду байт. В байте хранится один символ). Диск может иметь ём­кость от 8 гигабайт до 4 терабайт (1 терабайт равен 1024 гигабайт). Более старые диски имеют ём­кость, измеряемую в мегабайтах (один мегабайт равен примерно одному миллиону байт).

Теперь рассмотрим устройства, выходящие на переднюю поверхность системного блока (см. рис.ниже).

Накопители на гибких дисках. На переднюю панель корпуса компьютера, как пра­вило на устаревших компьютерах, лицевой стороной выходит устройство для работы с гибкими дисками размером 3,5 дюйма (рисунок справа). Дискеты 5 1/4 дюйма давно вышли из употребления и нами практически рассматри­ваться не будут, хотя многие принципы их работы такие же, как и для 3,5 дюймовых. От­метим, что в современных компьютерах уже давно отказались от исполь­зования и 3.5 дюймовых накопителей ввиду незначительного объема записываемой информации.

Гибкий диск 3,5 дюйма (далее просто дискета, дискетка) имеет внешний вид, показан­ный на рисунке выше. Данные, записанные пользователем на дискете, можно перемещать от одного компьютера к другому, так как практически на лю­бом компьютере ранее имелось такое же устройство для считывания с гибких дискет.

.

Условный вид накопителя показан на рисунке выше. Взяв дис­кету, вставьте ее в отверстие для дискеты до упора так, чтобы металлическая пластина была впереди, а стрелка на корпусе дискеты была сверху, и ее острие было направлено внутрь устройства. После этого защитная крышка считывающего устройства встанет на свое первоначальное место. Чтобы вынуть дискету, необходимо нажать на кнопку, распо­ложенную на передней панели накопителя. При этом дискета выйдет из устройства при­мерно на 1/3 ее длины, после чего ее можно вынуть рукой.

На рисунке левый угол дискеты скошен. Это сделано для того, чтобы система могла определить, какой стороной вставлена дискета. Если попробовать вставить дискету обратной стороной, то дискета не будет вставляться в устройство. В этом случае не нужно применять силу, а перевернуть дискету.

На дискете имеется два окошка. На правом окошке с задней стороны расположен переключатель. Если переключатель закрывает окошко, то на дискету можно записывать информацию и считывать ее. Если же защелка открыта, то данные можно только считывать. Обычно переключатель используется для того, чтобы при хранении важных данных случайно на них не записать другую информа­цию, что приведет к их уничтожению, или в качестве защиты от вирусов.

На рисунке выше показан внешний вид передней панели накопителя для флоппи-дисков. Кнопка используется, как уже указывалось, для того, чтобы вынуть дискету. Индикатор начинает светиться, когда с дискетой выполняются операции ввода/вывода, то есть данные записываются на дискету или с нее считываются.

Накопитель для CD (DVD) - дисков работает с CD , DVD дисками разных типов. Внешний вид этих дисков, которые также называются компакт-дисками, одинаков и показан на рисунке справа. CD -ROM (DVD -ROM ) диски изготавливаются промышленным способом и на них записать дополнительную информацию нельзя. CD -R (DVD -R , DVD +R ) диски позволяют записать на них информацию, но только один раз, хотя можно информацию дозаписать, если на диске имеется свободное место. CD -RW (DVD -RW , DVD +RW ) диски позволяют не только записывать на них информацию, но и стирать предыдущую, что позволяют использовать их многократно.

После того, как диск был положен в лоток, снова нажмите кнопку для выдвижения лотка и лоток войдет в устройство. CD (DVD ) - диски обычно находятся в коробке или в бумажном пакетике. Откройте коробку. Чтобы достать диск, подведите указательный палец к центру диска и выньте его большим и средним пальцами, после чего положите на лоток рабочей поверхностью вниз, соответ­ственно, название будет наверху. Для того чтобы вставить CD (DVD )-диск, необходимо нажать кнопку на передней панели нако­пителя при работающем компьютере (см. рис.выше.). При этом автоматически выдвинется лоток, на который можно поло­жить диск. В лотке имеется два углубления, так как существуют два формата дисков. Один из них, поменьше, используется редко, хотя иногда показывается в фантастических фильмах. Диски такого формата вставляются в меньшее углубление. Диск второго типа, наиболее распространенный, кладется в большую выемку, рабочей поверх­ностью вниз, а нарисованным изображением - сверху. После того, как диск был положен в лоток, снова нажмите кнопку для выдвижения лотка и лоток войдет в устройство.

Иногда при нажатии на кнопку, лоток остается на месте. Для того, чтобы выдвинуть лоток, можно воспользоваться отверстием для принудительного открытия лотка. Для этого, разогните скрепку, конец ее вставьте в это отверстие и немного нажмите. Лоток выйдет из накопителя.

На тыльной стороне диска находится его название или другая информация. Противопо­ложная сторона является рабочей и ее нежелательно трогать руками. При очистке CD (DVD ) -дисков от пыли тряпочкой мягко проводят перпендикулярно дорожкам записи от внут­реннего отверстия к внешнему краю.

CD (DVD )-диски бывают двух типов. Первый – это диски с записью текстовой, графической и другой информации, как правило, с программами или текстом. Второй тип - музыкальные диски, используемые в лазерных аудиопроигрывателях и их также можно использовать для проигрывания на устройстве считывания CD (DVD )- дисков (далее устройств CD ) на компь­ютере. Звук при этом можно прослушивать через наушники или из колонок. Штекер на­ушников вставляют в специальное отверстие на лицевой поверхности накопителя. Для увеличения/уменьшения громкости наушников используется регулятор, который распо­ложен около отверстия для штекера. Световой индикатор работает при считывании ин­формации с диска. Так как считывание происходит скачками, то индикатор может мигать.

Внешний вид DVD-накопителей аналогичен накопителю считывания с CD -ROM дисков. Передняя панель накопителя CD -RW показана на рисунке выше.

Кнопки на системном блоке . Кроме вышеуказанных устройств, на передней панели системного блока, как правило, находятся клавиши Reset, Power, как показано на рисунке выше, на устаревших блоках может быть – клавиша Turbo, замок для ключа и индикатор. В последнее время про­изошел переход на стандарт АТХ, в котором отсутствуют замок для ключа, кнопка Turbo и индика­тор системной частоты. Таким образом на современном системном (и в моноблоке), как правило, находится только кнопка включения и, часто, индикатор работы жестких дисков.

Кнопка Power предназначена для включения компьютера. При ее нажатии электриче­ский ток подается к основным компонентам внутри системного блока, производится их тестирование и далее - загрузка программ операционной системы в зависимости от того, какая из них установлена на компьютере: UNIX или Windows 9х. В более старых компью­терах эта кнопка размещалась на задней стенке системного корпуса, потом сбоку, однако вот уже лет десять устанавливается на передней панели. Около переключателя обычно расположена надпись типа Power или On и Off. Для того, чтобы выключить компьютер обычно при выходе из операционной системы путем нажатия на конпку Завершение работы из панно Пуск , компьютер автоматически выключается. Однако, в некоторых случаях, например, при зависании системы требуется выключить компьютер принудительно. Для этого нужно нажать кнопку Power и подержать ее нажатой несколько секунд.

Кнопка Reset (в старых компьютерах) служит для перезапуска компьютера. При ее нажатии произво­дится перезагрузка операционной системы, как и при включении компьютера в самом начале работы.

В каких случаях используется эта кнопка? Время от времени происходят сбои сис­темы. Чем более сложная и неотлаженная программа, тем больше в ней ошибок. Со вре­менем, с выходом более современных и соответственно более отлаженных версий количе­ство ошибок уменьшается, но полностью от них избавиться невозможно в силу сложности программ. Существуют даже стандарты, определяющие количество ошибок в больших системах.

Говорят, компьютер «завис», когда система не реагирует на нажатие на клавиши кла­виатуры, либо программа начинает выдавать на экран непонятные символы, либо при на­жатии на одну клавишу происходит действие, свойственное нажатию на другую. В этом случае желательно перезагрузить компьютер. Однако если выключить питание компью­тера, а затем нажать на клавишу Power, включив таким образом компьютер, то все сис­темы испытывают как бы шок. При большом количестве включений и выключений уве­личивается вероятность выхода из строя микросхем (тот же принцип, что и при включе­нии электролампочки). Для этих случаев предусматривается клавиша Reset, которая по­зволяет перезагрузить компьютер без отключения электрического тока.

Если вы все-таки решили выключить и включить компьютер при помощи клавиши Power, то между выключением и включением подождите 40-50 секунд. Таким образом вы удлините срок службы вашей системы. Кроме ошибок в матобеспечении, зависание ком­пьютера может происходить из-за действий программ-вирусов. В этом случае желательно перезагрузиться с системной дискеты.

Не все системные блоки имеют кнопку Reset . В некоторых блоках кнопка Reset может располагаться внутри кнопки Power (неподвижной ее части) или около нее.

Клавиша Turbo в настоящее время практически используется. Если она у вас есть, то лучше всего ее включить (то есть на индикаторе появится большее по значению число или слово High) и больше не трогать. Эта клавиша появилась в компьютере, когда при появлении более быстрых процессоров возникала потребность в уменьшении мощности, чтобы могли работать старые программы. Ныне программы сами определяют производитель­ность компьютера и могут замедлить работу компьютера (в основном это используется в игровых программах), так что клавиша Turbo не используется.

Индикаторы . Как правило, на компьютере они четырех видов.

Индикатор частоты (в старых компьютерах) работы процессора показывает на табло числовое значение час­тоты. Эти значения могут быть численными и текстовыми. Численных значений обычно два, первое - тактовая частота вашего процессора, второе - пониженная частота его ра­боты. Текстовых значений тоже два: High (повышенная) и Low (низкая), что означает ра­боту процессора на нормальной (High) или низкой (Low) частоте. Если ваш компьютер был модифицирован или был куплен в фирме, где компьютер там и был собран, то на ин­дикаторе может быть показано иное значение, чем на самом деле работает процессор. Для того чтобы определить частоту работы процессора, лучше воспользоваться тестовыми программами. При работе с компьютером индикатор ныне практически не используется. На современных компьютерах этот индикатор не используется.

Индикатор обращения к жесткому диску зажигается при выполнении операций ввода/вывода к жесткому диску. Около него может располагаться значок .

Индикатор включения электропитания зажигается при включении компьютера. Около индикатора находится название Power или значок .

Индикатор Turbo (в старых компьютерах) зажигается при режиме Turbo, то есть повышенной мощности или той, на которую рассчитан центральный процессор. Около него находится надпись Turbo или значок . При работе в современных компьютерах практически не используется.

Дополнительно , на передней панели или сбоку от нее могут находиться разъемы USB и аудиовход и аудовыход.

Внешние устройства .

Кроме системного блока в состав персонального компьютера входит дисплей (также называется монитором ), на кото­рый выводится текстовая и графическая информация. Внешне он напоминает телевизор, что видно из рисунка ранее. Имеется два типа мониторов: цветной и монохромный (черно-белый, уже практически не используется). Основными харак­теристиками являются частота вывода строк на экран (чем она больше, тем лучше для глаз), разрешение , которое может быть 480х640, 600х800, 768х1024 и т. д. (чем больше это значение, тем лучше), размер экрана по диагонали в дюймах (может быть 14, 15, 17, 19 и другие).

Следующим компонентом является клавиатура (рисунок ниже), с помощью которой вводится текстовая информация и производится управление компьютером с помощью функциональных клавиш. Фактически она очень похожа на пишущую машинку, но имеет дополнительные клавиши и, кроме того, позволяет работать с разными наборами симво­лов, например, с кириллицей (русским) и латинским (английским) набором.

Рядом с клавиатурой находится устройство типа мышь , которое позволяет управлять курсором (рисунок справа). Она стала стандартным указательным устройством, используется практически во всех компьютерах и внешне действительно похожа на мышь – небольшая, с длинным хвостиком, то есть кабелем, который подключается к системному блоку. Здесь и далее мы будем для удобства называть это устройство просто мышь или мышка.

В нижней части устройства находится шарик (или светодиодное устройство), который позволяет при движении мыши по коврику пере­мещать курсор на экране дисплея. Можно попробовать работать и без коврика, но так как сцепление между ковриком и шариком мыши выше, чем на поверхности стола, то лучше иметь коврик, тем более что стоит он недорого. Мышь имеет две или три кнопки, однако в практической работе используются две из них: левая и правая. В последних моделях мыши вместо третьей кнопки расположено колесико, позволяющее «прокручивать» выво­димый на экране текст.

Часто компьютеры имеют устройство вывода информации на бумагу, которое называ­ется принтером . Основными характеристиками принтера являются его вид (игольчатый, струйный, лазерный), размер бумаги, с которой он работает (А4, А3 и т.д.), возможность вывода изображения в цвете, скорость вывода напечатанных листов и т.д.

Компьютер, который может работать со звуком, имеет колонки для воспроизведения звуковой информации. Как правило, их две для обеспечения стереозвучания. Колонки могут быть встроены дисплей.

Кроме того, дополнительно в комплект персонального компьютера могут быть вклю­чены другие внешние устройства – сканер (рисунок ниже), плоттер, джойстик, внешний жесткий диск и др. Однако указанная комплектация является базовой, достаточной для выполнения стандартных наборов программ, называемых пакетами, как например, Microsoft Office и решать некоторые прикладные задачи, в частности, Мультимедиа – работу со звуком и изображением.

Компьютер имеет средства ввода, вывода, обработки информации и устройство, управляющее работой компонентов компьютера. К типовым устройствам ввода информа­ции относятся клавиатура , с которой вводятся символы и подаются команды для функ­ционирования компьютера, мышь , сканер , микрофон , цифровые видеокамера и фотока­мера и другие. К типовым устройствам вывода информации относят дисплей , на экран которого выводится визуальная информация, принтер , звуковые колонки и пр.

Имеются также устройства ввода/вывода, которые не только вводят информацию, но и выводят ее : накопители на гибких дисках , накопители на CD и DVD - дисках , жесткие диски , магнитофоны (или правильнее – стримеры ), модемы и пр.

За последние десятилетия технологии персональных компьютеров шагнули далеко вперёд и продолжают развиваться с поразительной скоростью. Машины, которые когда-то едва умещались в огромных помещениях, сейчас легко расположить у себя на ладони. Они не только уменьшились в размере.

Сегодняшний персональный компьютер несравненно более мощный, чем модель, выпущенная всего несколько лет назад.

Современные компьютеры состоят из множества деталей, которые работают в слаженной системе и создают стабильный эффективный инструмент.

Постоянное развитие оборудования и программного обеспечения делают процесс обучения для работы с компьютером трудновыполнимой задачей, требующей постоянного усовершенствования и вникания. Но некоторые понятия и детали остаются неизменными. Рассмотрим их и станем на шаг ближе к великому знанию о схеме работы персонального компьютера и пониманию того, как устроен компьютер.

Виды персональных компьютеров

Различные компьютерные компании делают свои продукты очень похожими. Каждый из производителей использует одни и те же запчасти для создания компьютера, их можно различить только по наклейке определённой фирмы. Даже компьютеры фирмы Apple, известные своей исключительной конструкцией, по сути, не отличаются от своих конкурентов с точки зрения их технического устройства.

В ноутбуках и стационарных компьютерах также используют подобные функциональные детали. Только ноутбуки создаются из уменьшенных копий тех же частей, что и стационарные компьютеры. Другими словами, если Вы понимаете, как устроен, например, стационарный компьютер, то Вам будет несложно разобраться в работе всех остальных компьютеров, например, разобраться в работе ноутбуков.

Жизненно важные части любого компьютера

Компьютеры состоят из нескольких электронных чипов, каждый из которых имеет определённую функцию. Жизненно важные части, находящиеся в каждом компьютере, включают

• материнскую плату,
• жёсткий диск,
• процессор,
• ОЗУ (оперативное запоминающее устройство),
• видеокарту,
• блок питания и
• другие дополнительные аксессуары,
• например, такие как дисководы и беспроводные сетевые карты.

Материнская плата

Материнская плата – это большая плата (именно плата или, как иногда говорят, печатная плата, используя радиоэлектронную терминологию), к которой присоединяются все остальные детали компьютера.

Материнская плата компьютера

Материнская плата действует как станция управления, которая соединяет и объединяет другие части (отсюда и название – «материнская»).

Например, процессор, оперативная память и видеокарта подключены непосредственно к материнской плате. Также довольно часто встречается конфигурация, когда видеокарта смонтирована прямо на материнской плате. Каждый из перечисленных элементов компьютера имеет дело с различными аспектами обработки информации.

Оперативная память

Оперативная память хранит текущую рабочую информацию на компьютере. При открытии программы, например, Интернет-браузера, некоторая часть из оперативной памяти выделяется для работы этого браузера.

После выключения компьютера вся информация из оперативной памяти автоматически удаляется. Сохранить свои труды (тексты, рисунки и т.п.) пользователь может, например, на жестком диске.

Процессор и видеокарта

Процессор и видеокарта обрабатывают информацию, необходимую для выполнения различных функций в компьютере.

Например, запуск игры на компьютере требует постоянного анализа информации. Выполнение этой задачи ложится на процессор и видеокарту.

Процессор

Процессор получает, обрабатывает и отправляет обработанную информацию в адрес других устройств компьютера. Тогда как видеокарта обеспечивает вывод обработанной информации на экран монитора компьютера (отсюда и название «видео» карта).

Жёсткий диск

Жёсткий диск выступает в качестве памяти для долгосрочного хранения информации. Жесткий диск на компьютероном сленге называют еще

• винчестером,
• иногда – хардом или
• хард-диском.

Последнее название заимствовано из английского языка: Hard Disk.

В оперативной памяти информация хранится только во время работы компьютера (это так называемая энергозависимая память).

А в жестком диске информация хранится и при отключенном компьютере (это так называемая энергоНЕзависимая память).

Информация о компьютере, музыка, фильмы и фотографии хранятся на жёстком диске. Это место также используется для хранения программ, таких, например, как текстовые редакторы или игры.

Блок питания

Наконец, важным элементом компьютера является источник электрического питания, который распределяет необходимую электроэнергию для работы каждой части компьютера. Один из основных шнуров от источника электропитания идёт к материнской плате для питания различных чипов.

Другие шнуры питания используются для работы устройств, смонтированных отдельно от материнской платы, например, для питания жестких дисков, дисководов CD-дисков, вентиляторов охлаждения компьютера и прочих элементов.

Кроме того, ноутбуки имеют аккумуляторную батарею для того, чтобы пользователь мог при необходимости какое-то время работать без подключения зарядного устройства ноутбука к сети 220В.

Аксессуары

Есть много компьютерных частей, которые не являются необходимыми для функционирования системы, но которые являются несомненно важными для пользователей. Эти дополнения включают такие вещи, как CD- и DVD- приводы, беспроводные карты, ТВ-тюнеры, звуковые карты и др.

Различные типы приводов дисководов (CD- DVD- и др.) не подключены непосредственно к материнской плате, а соединяются с ней и с блоком электропитания с помощью нескольких кабелей. Кабель подключения к материнской плате несёт информацию к дисководам и от них, а кабель подключения к источнику электропитания даёт приводу электричество для работы.

Беспроводные интернет карты, ТВ-тюнеры и звуковые карты подключаются непосредственно к материнской плате и не требуют отдельных кабелей для подачи питания от сети. Каждое из этих устройств обеспечивает определённую функцию в компьютере. Например, они дают более высокое качество звука или возможность смотреть программы на мониторе компьютера.

Операционная система

Разные операционные системы

Комбинация аппаратных средств создаёт компьютер, способный к сложным вычислениям и обладающий огромным количеством памяти для хранения информации. Но без пользовательского интерфейса (без возможности использовать это в работе пользователем – человеком) работа компьютера будет бессмысленной.

Именно для этого и предназначена операционная система: для обеспечения доступа к ресурсам компьютера обычным пользователям, то есть, не специально подготовленным программистам или системным администраторам, а простым людям.

Операционная система установлена на жёстком диске Вашего компьютера.

Основные разновидности операционных систем – это

• Windows,
• Android,
• Mac OS или
• Linux.

Операционная система является большой программой, состоящей из большого количества системных файлов. Операционная система создаёт визуальные (наглядные, понятные) интерфейсы для простых и порой неподготовленных пользователей, чтобы позволить этим пользователям получать доступ к информации, иметь возможность навигации на компьютере.

Прикладные программы

Только одной операционной системы мало, чтобы успешно работать на компьютере, она лишь позволяет использовать вычислительные мощности компьютера. Для выполнения «полезной» работы нужны еще и прикладные программы. «Прикладные» – это потому, что они помогают пользователям выполнять вполне прикладные действия, например, редактировать тексты, искать информацию в Интернете, рисовать картинки и чертежи, слушать музыку, смотреть фильмы и т.п.

Для выполнения одних и тех же действий могут применяться несколько разных прикладных программ. Например, редактировать тексты можно с помощью программы Блокнот (Notepad), а можно это делать с помощью приложения Microsoft Office Word. В Блокноте – одни возможности для редактирования текста, в Word – другие, значительно более широкие. Но и та, и другая программа позволяют, в конечном счете, напечатать или отредактировать текст.

Просматривать фильмы также можно с помощью разных программ. Это, например, Flash Player в составе Интернет браузеров, или Windows Media Player в составе операционной системы Windows, или Real Player и т.п. Выбор зависит от многих факторов, в том числе от предпочтений пользователей, от формата просматриваемых видеоизображений, от требований к качеству изображения и звука и пр.

Редактировать и рисовать картинки можно как с помощью достаточно простой программы Paint в составе Windows, так, например, с помощью мощных программ Photo Shop или Corel Draw, имеющих неоспоримо больше возможностей для редактирования изображений, но при этом являющихся значительно более сложными в изучении и в работе.

Искать информацию в Интернете можно также с помощью : Internet Explorer в составе Windows, Mozila Firefox, Google Chrome и др. Выбор зависит от многих факторов. Но в первую очередь на это влияют предпочтения пользователей компьютеров, а также предоставляемые удобства, дополнительные сервисы, возможности настраивать браузеры под задачи пользователя и др.

Операционная система – это скорее данность, которую могут выбирать далеко не все пользователи персональных компьютеров. Хотя известна категория пользователей компьютеров, которые с гораздо большим увлечением переустанавливают и налаживают операционные системы, чем работают с прикладными программами. Но это скорее исключение, подтверждающее основное правило.

В то же самое время, прикладные программы пользователи выбирают себе, как правило, самостоятельно. Выбирают под свои задачи, которые они хотят решать с помощью персональных компьютеров.

Именно с прикладными программами персональный компьютер становится полезным инструментом для работы на нем пользователей. Именно прикладные программы «оживляют» компьютер, делают его незаменимым помощником на работе, дома, в путешествиях, для хобби и пр.

Связываем всё вместе

Подводя итоги сказанному выше, можно констатировать, что компьютеры – это очень удачное и крайне полезное сочетание аппаратной и программной части. На вопрос «Как устроен компьютер?» можно ответить такой формулой:

компьютер = хард + софт,

или то же самое «по-русски»,

компьютер = железо + программы.

Приведенная формула наглядно показывает, что проблемы, которые возникают на компьютере, связаны

• либо с аппаратной частью компьютера (т.е. с «железом»),
• либо с программной частью компьютера (т.е. с операционной системой или с прикладной программой).

Аппаратная часть персонального компьютера – это

• материнская плата с установленными на ней (или подключенными к ней с помощью кабелей) остальными частями компьютера:
  • процессор,
  • оперативная память,
  • жесткие диски,
  • дисководы (приводы) CD- и DVD-,
  • а также прочие устройства, такие как
    • звуковая плата,
    • видео карта,
    • ТВ-тюнер и

Все устройства персонального компьютера заключены в корпус и запитаны от блока электропитания или от аккумуляторной батареи.

Для удобства работы с компьютером к нему подключаются также

• клавиатура,
• монитор,
• звуковые колонки и
• другие полезные устройства.

Программная часть персонального компьютера состоит из

• операционной системы и
• прикладного программного обеспечения.

Операционная система позволяет запустить аппаратный комплекс, добиться его слаженной и четкой работы. Прикладные программы являются самыми полезными и самыми важными частями программно-аппаратного комплекса, поскольку именно с их помощью пользователи компьютеров выполняют свои задачи на персональном компьютере.

Таким образом, если Вы видите и читаете данный текст, это значит, что в Вашем компьютере все вышеперечисленные программные и аппаратные элементы работают слаженно, четко, бесперебойно и взаимосвязанным образом.

Здравствуйте уважаемые посетители блога сайт. Сегодня поговорим об устройствах компьютера, или как обычно говорят «железках», которые можно найти в системном блоке компьютера. Таким образом, вы поймете, из чего состоит компьютер. Аппаратное устройство компьютера или как модно говорить «железо», остается тайной даже для многих опытных пользователей. В данной статье расскажу про аппаратные устройства, тем самым восполним пробел, конечно если он у вас есть , а если вы с ними знакомы, то освежим немного память.

В первую очередь разделим то, что принято называть «компьютер» на две группы:

• Системный блок . Это тот самый большой (или не очень большой) ящик, к которому все подключено.
• Периферийные устройства . О периферийных устройствах можете почитать в моей статье « » Это все остальные устройства, которые помогают работать с компьютером. Их главная особенность – они находятся вне системного блока и подключены к нему снаружи.

Устройство системного блока

Системный блок является главное устройство компьютера. Только взглянув внутрь компьютера, мы сможем разобраться, из чего состоит компьютер.

1. Блок питания.
2. Оперативная память.
3. Накопитель на жестком магнитном диске.
4. Устройство чтения гибких магнитных дисков.
5. Устройство чтения оптических дисков.
6. Дополнительные устройства.

Пункты с 1-го по 5-й являются обязательными, их вы обнаружите в любом системном блоке. Остальных может и не быть или они могут быть в виде периферийных устройств, то есть подключаться снаружи.

Из чего состоит компьютер:

Теперь давайте более детально расскажу про каждую составляющую.

Блок питания

Это устройство компьютера немаловажный компонент в компьютере! Сокращенное название – БП. Основная характеристика – максимальная выходная мощность. Измеряется в Ватах (Вт), по-английски Watt (W). Для домашнего компьютера мощность БП обычно равна 350-450 Вт, для мощного игрового 600 Вт или больше.

Важность данного компонента часто недооценивается. При покупке компьютера вам могут предложить сэкономить, установив менее качественный блок питания. Это делать крайне не рекомендуется, так как БП является источником энергии для всех остальных узлов системы. Некачественный БП при поломке или какой-либо проблеме в электросети может вывести из строя другие узлы системы. К тому же, на дешевых и некачественных моделях часто указаны значения мощности далекие от действительности. Именно поэтому блок питания компьютера должен быть от проверенного производителя и достаточной мощности.

Варианты названия: материнка, мать, главная плата, MotherBoard, MainBoard. Именно к материнской плате подключаются все устройства, которые находятся внутри системного блока. Она является главной платой в системе. Остановимся подробнее на её содержимом:

• Сокет (Socket) – разъём для подключения процессора. В зависимости от того какой сокет содержит ваша материнская плата, вы можете использовать только определенную группу процессоров.
• Слоты для подключения модуля оперативной памяти. В персональных компьютерах их количество разнится от 2-х до 4-х. По типу они бывают: DDR, DDR2 и DDR3. На современных материнских платах возможно наличие слотов сразу двух типов.
• Разъемы для подключения устройств, хранения данных. Для обычных ПК они бывают двух видов: широкий продолговатый разъем с 39-ю штырьками в два ряда и небольшой разъём почти прямоугольной формы с «г» — образной серединой. Первый – это параллельный интерфейс, называемый IDE (Integrated Drive Electronics) второе его название PATA (Parallel ATAttachment). Второй – это последовательный интерфейс SATA (Serial ATAttachment).
• Слоты расширения. Это разъёмы, которые применяются для подключения дополнительных устройств. Они представляют собой продолговатый разъём, расположенный горизонтально в левой нижней части материнской платы. Именно сюда вставляется видеокарта, сетевая карта и другие устройства. Данные разъемы обычно соединяют устройства с материнской платой по интерфейсу PCI (Peripheral component tinterconnect - взаимосвязь периферийных компонентов) или его производными PCI Express и др.
• Чипсет. Это набор микросхем, которые обеспечивают связь компонентов системы между собой. Обычно его можно разделить на, так называемые, северный и южный мост. Северный мост – это контроллер памяти, то есть деталь, которая обеспечивает обмен данных между центральным процессором и оперативной памятью. В современных платформах контроллер памяти может быть интегрирован прямо в центральный процессор. Южный мост – это контроллер ввода-вывода, деталь, которая обеспечивает связь процессора с такими интерфейсами как SATA, IDE, PCI, USB и другие.

Выше перечислены обязательные компоненты материнской платы, они объединяются еще и тем, что видны только изнутри системного блока.

Если взглянуть на системный блок сзади, то можно увидеть множество разъемов, которые физически также находятся на материнской плате. Они расположены в левой части, примерно посередине и заключены в металлическую «рамочку». Обращаю внимание, что в Вашем компьютере может не быть многих из них, это зависит от конкретной модели материнской платы.

• Разъём подключения мышки и клавиатуры. Это два круглых разъёма, один фиолетового (для клавиатуры) и второй зеленого (для мышки) цвета. Этот интерфейс носит название PS/2 (в разговорной речи PS пополам).
• LPT-порт. Данный параллельный интерфейс изобретался в качестве принтерного порта и активно применялся других целей. На сегодняшний день в материнских платах, все реже можно встретить его на борту.
• COM-порт. Еще один устаревающий последовательный интерфейс. Данный порт активно используются как интерфейс для настройки оборудования.
• USB (Universal Serial Bus – универсальная параллельная шина). Это наиболее популярный способ подключения периферийных устройств к современному ПК. Применяется для подключения самых разных девайсов: мышки, клавиатуры, сканера, принтера, переносных винчестеров, флешек и др.
• Видео разъём VGA, DVI. Это интерфейсы для подключения монитора. Если на Вашей материнской плате есть такой разъём, то она имеет встроенный видео адаптер. Его будет вполне достаточно для работы, однако если за компьютером вы намерены играть в игры, то понадобится дискретная (отдельная) видео карта, которая будет вставляться в специальный слот расширения.
• Сетевой разъем RJ-45. Интерфейс применяется для подключения компьютера к локальной вычислительной сети стандарта Ethernet.
• Группа звуковых разъемов Jack 3.5. Применяется для подключения акустической системы и микрофона. Зеленый разъем для подключения колонок и розовый для микрофона.

Теперь предлагаю уточнить один важный момент. Если какой-либо разъём расположен в вертикальной «рамочке» в середине системного блока, то устройство, к которому он относится, встроено в Вашу материнскую плату. Если у вас имеется дискретная видео карта, модем или что-либо еще, то оно подключено к материнской плате через слот расширения и разъем самого устройства будет расположен ниже горизонтально.

Центральное процессорное (обрабатывающее) устройство (ЦПУ), по-английски CPU (Central processing unit). Это микросхема, которая выполняет команды программного обеспечения, производит вычисления, выполняет операции логического сравнения, грубо говоря «думает». Поэтому процессор часто называют «мозгом» компьютера.

Основными характеристиками устройства являются: разрядность, тактовая частота, энергопотребление, количество ядер, архитектура.

Разрядность указывает на количество информации, передаваемой за единицу времени по шине данных. Бывает 8, 16, 32 и 64 бита. Соответственно, чем выше разрядность, тем быстрее работает процессор. Тактовая частота показывает, какое количество тактов (элементарных операций) выполняет ЦП за единицу времени. Энергопотребление указывает, какое количество тепла выделяет процессор при работе.

Некоторое время назад два основных производителя процессоров – Intel и AMD – в своей конкуренции старались как можно больше увеличить тактовую частоту своих процессоров. Но столкнулись с тем, что после преодоления некоторого порога, начинает нелинейно увеличиваться энергопотребление и теплоотдача. Решением были многоядерные процессоры. Это значит, что в одном ЦП располагается несколько кристаллов, которые распределяют вычислительную нагрузку между собой. Самое широкое распространение сейчас имеют 2-х ядерные устройства, хотя это не предел, существуют процессоры из 4-х и более ядер.

Архитектура показывает, как организована работа внутри процессора. Хотя данный параметр не прибавляет желанных гигагерц, но может очень существенно влиять на производительность. Толковая организация труда, как известно, многого стоит.

Оперативная память

Оперативная память – это оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), по-английски – RAM (Random Access Memory – память с произвольным доступом). Эта область памяти является энергозависимой, то есть без «питания» данные в ней не сохраняются. В оперативную память помещается информация, которую должен обработать процессор в реальном времени. Во время работы оперативная память содержит в себе данные операционной системы и работающих программ пользователя.

Актуальными сегодня являются модули оперативной памяти стандарта SDRAM DDR3, до них были SDRAM DDR 2 и SDRAM DDR 1 (их конечно, тоже еще можно встретить). Каждое новое поколение имело ряд серьезных преимуществ перед предшественниками: повышалась пропускная способность, уменьшалось энергопотребление.

Жесткий диск

Накопитель на жестких магнитных дисках, по-английски HDD (Hard Disk Drive) – это постоянное запоминающее устройство (ПЗУ). Данное устройство компьютера также называют винчестер или жесткий диск.

Данный тип памяти не энергонезависимый, то есть данные сохраняются в памяти после отключения питания. Именно это устройство компьютера содержит все данные пользователя: фильмы, музыку, документы и все остальное.

Жесткий диск представляет собой несколько круглых пластин, которые вращаются на шпинделе. Эти пластины покрыты ферромагнитным материалом, разделенным на множество ячеек, каждая из которых хранит в себе один бит двоичной информации. Считывает и записывает информацию специальная головка, которая перемещается в нужное место над поверхностью диска.

Отличаются они по объему хранимой информации, способу подключения, форм-фактору, скорости вращения шпинделя.

Как упоминалось раньше, способ подключения бывает двух видов: IDE и SATA. Первый уже почти не используется, так как последовательный SATA быстрее и удобнее. По форм-фактору HDD бывают 5,25 (прекращено производство) ; 3,5, 2,5 дюйма, 1,8 дюйма, 1,3 дюйма, 1 дюймов и 0,85 дюйма, это размер пластин, которые содержат информацию. В настольных ПК обычно применяются 3,5 HDD, в ноутбуках 2,5. Чем быстрее скорость вращения – тем выше скорость записи и чтения данных. В 3,5 моделях обычно скорость равна 7200 об/мин, в 2,5 — 5400 об/мин, хотя бывают и более быстрые модели винчестеров для ноутбуков.

Дисковод гибких магнитных дисков

Дисковод для чтения гибких магнитных дисков, по-английски FDD (Floppy Disk Driver), также называется Floppy или просто флоппик. Это устройство для чтения дискет. Грубо говоря, дискета представляет собой миниатюрный винчестер, только вместо металлических пластин гибкое пленочное основание, а головка и мотор привода находятся в дисководе. Размер дискет 3,5 дюйма (давно использовались дискеты 5,25 дюйма). Объём дискеты 1,44 Мб. У дискет, кроме небольшого объема, есть серьезный недостаток – они очень не надежны, информация на них может стать не читаемая из-за воздействия магнитных полей или удара. Из-за этого, данный вид носителей почти не используется сегодня.

Привод оптических дисков

Оптические носители представляют собой пластиковые диски, покрытые специальным слоем. Диск освещается лазером, а из отраженного света считывается информация. Оптические диски бывают нескольких видов: CD (Compact Disk), DVD (Digital Versatile Disc – цифровой многоцелевой диск), Blu-ray Disc (от английского Blue Ray – синий луч).CD и DVD диски бывают трех видов: ROM (Read Only Memory – только для чтения), R (Recordable – записываемый), RW (Re-Writable – перезаписываемый).

Приводы (дисководы) для чтения оптических дисков называются, так же как и носители. Причем привод называется аббревиатурой последнего по очереди поколения, которое он способен читать. То есть DVD-ROM привод читает DVD и CD диски, а CD привод читает только CD диски. Также дисководы делятся на те, которые могут только читать (CD/DVD ROM) и дисководы, которые могут читать и записывать диски (CD/DVD RAM).

Объем CD-диска 700 Мб. DVD-диски могут быть однослойными, двухслойными и двухсторонними, объем обычного 4,7 Гб, двухслойного 8,5 Гб, двухстороннего 9,4 Гб, двухстороннего двухслойного 17,08 Гб (последний встречается редко). Blu-ray Disc способен хранить 25 Гб, двухслойный 50 Гб.

Итак, мы только что рассмотрели основные компоненты, из чего состоит компьютер. Но не надо забывать об устройствах, которые не всегда есть в компьютере.

Дополнительные устройства (периферийные устройства)

В качестве дополнительных устройств могут выступать устройства, которые вставляются в материнскую плату. Дискретным (на отдельной плате) может быть видео адаптер, звуковой адаптер, сетевой адаптер,wi-fi, модем, USB-контроллер и многие другие устройства.

Надеюсь, данная статья пояснила вам в полной мере, из чего состоит компьютер. И после её прочтения мир hadware (так называется компьютерное «железо»), станет немного ближе и понятнее для моих читателей.

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!