Системный блок персонального компьютера. Системный блок. Платы расширения и их функционал

Существует огромное количество неправильных терминов, которыми новички пытаются назвать компьютера - это процессор, корпус, железная коробка, расположенная под рабочим столом. Трудно сказать, откуда берутся эти ошибочные названия, но они невероятно живучи. И иногда, даже после разъяснения, продолжают использоваться человеком. Вот уж, действительно, психология - тонкая наука. Мы надеемся, что эта статья еще раз напомнит, что использование правильных терминов не только означает уважение к собеседнику, но и позволяет при покупке или самостоятельной сборке выбрать хороший системный блок компьютера.

Определение

Если обратиться к энциклопедии, то там можно прочесть следующее: системный блок компьютера представляет собой корпус, в котором размещаются все основные узлы вычислительной системы , включая источник электропитания. Он может быть выполнен из металла (сталь, алюминий), полимеров, а также дерева и даже стекла. Другими словами, один лишь корпус не может называться «системный блок компьютера», как и комплектующие, собранные «на коленках», также им не являются. Точно так же, как и колеса без кабины нельзя назвать машиной.

Как самому собрать компьютер

Покупка вычислительной системы - целое событие, ведь от правильного подбора составляющих зависит будущее удобство работы с программами. К примеру, человек, желающий выполнять перекодировку видео и аудиопотоков, но при этом покупающий бюджетный центральный процессор , будет вынужден тратить часы на ожидание завершения операции.

Верно и обратное: если основными задачами, решаемыми на компьютере, являются набор текстов и вывод их на печать, то мощные комплектующие не только ни к чему, но и нежелательны, так как их приобретение сопряжено с излишними финансовыми затратами, а также более ощутимыми электроэнергии. Таким образом, прежде чем купить необходимо определиться с кругом задач, которые будут на нем решаться большую часть времени.

Компоненты

Мы уже упоминали об основных компонентах, из которых состоит компьютер. К ним относятся:

Материнская плата. Является одной из основных частей, так как именно к ее разъемам подключаются все остальные составляющие. Именно ее характеристики определяют, какие комплектующие могут быть использованы в собираемой вычислительной системе.

Эта крупная микросхема выполняет все математические расчеты. Поэтому от производительности данного элемента в огромной степени зависит производительность всей системы в целом. Весь ассортимент условно можно разделить на три группы: бюджетные, характеризующиеся низкой стоимостью, относительно малым быстродействием, достаточным для офисных задач и небольшим уровнем энергопотребления; универсальные; топовые, в которых используется принцип «производительность любой ценой».

Оперативная память. Без этого модуля работа системы невозможна. В современных решениях используются платы стандарта DDR3. При выборе можно пользоваться принципом «чем больше объем, тем лучше».

Накопитель. Чаще всего им выступает жесткий диск , хотя сейчас происходит отказ от них в пользу SSD-решений.

Видеокарта. Служит для вывода изображения на экран. Может быть представлена отдельным устройством , а также встроена в процессор или чипсет.

Блок электропитания.

Чтобы получить доступ к основным компонентам системного системный блок; компоненты блока (многие пользователи его никогда и не видели), понадобится снять его крышку. Но при этом следует быть весьма осторожным и не забывать о правилах безопасности, которые необходимо соблюдать при работе с любыми электроприборами. Кроме того, нужно учитывать, что компьютер, скорее всего, является самым дорогим электронным устройством в доме или офисе, а следовательно, повреждение внутренних компонентов системного блока может стать большой неприятностью.

Открывая крышку системного блока, вы должны ясно представлять себе, что находится у него внутри. В системном блоке расположены системная плата, на которой размещена микросхема процессора, набор микросхем системной логики, называемый чипсетом (chipset), модули оперативной памяти, разъемы для подключения карт расширения внешних устройств и шины, которые соединяют все эти компоненты. Поскольку в персональных компьютерах жесткие диски и приводы компакт-дисков размещены в системном блоке, их часто ошибочно считают частью системного блока, хотя, строго говоря, они к нему не относятся.

Рис.5

Системная плата . Системная плата (ее еще называют главной или материнской платой) является важнейшей частью любого персонального компьютера .системная платаПервоочередная задача системной платы состоит в координации работы плата системнаявсех внутренних компонентов персонального компьютера. Основным элементом системной платы является набор микросхем системной логики - чипсет. чипсетОт его возможностей зависят все характеристики системной платы: тип устанавливаемого процессора, используемые модули памяти, скорость передачи данных, типы подключаемых внешних устройств и т. д. На системной плате (рис. 1.6) расположена также микросхема BIOS (BasicInput/OutputSystem - базовая система ввода-вывода), которая при включении персонального компьютера выполняет тестирование с целью проверить, нормально ли работают его составные части и как производится загрузка операционной системы . Лидерами на рынке чипсетов являются такие компании, как ALi, VIA, Intel, SiS, ATI и nVIDIA.

Рис.6

Ведущих компаний-производителей системных плат несколько больше: AUSTeK, ABit, Gigabyte, FIX, DFI, EliteGroup, Chaintech, Soltek, SuperMicro.

Процессор . Это специальная процессоринтегральная микросхема, расположенная на системной плате, которая выполняет все основные вычислительные операции и операции, связанные с управлением: складывает, вычитает, умножает, делит числа, хранящиеся в памяти компьютера. Процессор функционирует под управлением программных средств , преобразуя входную информацию в выходную. Преобразования осуществляются системой команд, последовательность которых задается программой решения соответствующей задачи. Именно программы сообщают процессору необходимую последовательность операций.

Основными процессор;параметрыпараметрами процессоров являются его рабочая частота, тип ядра и технология производства, частота системной шины, форм-фактор, объем кэш-памяти. Высокая рабочая частота процессора и системной шины обуславливает необходимость использования системы охлаждения. Как правило, в персональных компьютерах применяется воздушная система охлаждения, состоящая из металлического радиатора (устанавливается непосредственно на корпусе процессора) и вентилятора. Именно по наличию вентилятора и радиатора можно определить, где расположена микросхема процессора. На сегодняшний день практически весь рынок процессоров для персональных компьютеров контролируют компании Intel и AMD. Выпускаемые ими процессоры (рис. 1.7) различаются как параметрами, так и ценой, и ориентированы на различные группы пользователей.

Рис.7(а)

Рис.7(b)

Так, компания Intel производит три основные модели: Xeon - для мощных серверных систем, Pentium- для высокопроизводительных персональных компьютеров, Celeron - для настольных компьютеров. Компания AMD для оснащения дорогих персональных компьютеров и графических станций выпускает процессоры Athlon, а для домашних персональных компьютеров - процессор Duron.

Оперативная память . Модули оперативной памяти предназначены для временного хранения команд и данных. Оперативная память, или RAM (RandomAccessMemory - память с произвольным доступом), память;основнаяиспользуется программами для записи и считывания информации. В оперативную оперативная памятьпамять загружаются программы и заносятся все необходимые компьютеру данные. Следует помнить, что находящиеся в оперативной памяти данные, как и программа, с которой вы работаете, после выключения компьютера будут потеряны, если вы не запишете их на дискету или жесткий диск. В настоящее время на компьютеры устанавливаются в основном модули памяти SIMM (SingleIn-lineMemoryModule - модуль с односторонним расположением контактов) и DIMM (DualIn-lineMemoryModule - модуль с двусторонним расположением контактов) объемом от 32 до 512 Мбайт. Кроме того, в современных компьютерах могут применяться и так называемые модули RIMM (RambusInterfaceMemoryModule - модуль памяти с интерфейсом Rambus), пропускная способность которых в два-три раза превышает аналогичную характеристику DIMM-модуля. Оба модуля предназначены для установки в специальные разъемы (слоты) на системных платах, поддерживающих каналы DirectRambus. Таких разъемов может быть несколько, например два или четыре, что зависит от модели системной платы и разрядности системной шины.

Объем памяти компьютера является очень важным параметром, влияющим на работу всех программ. В большинстве компьютеров он измеряется в мегабайтах (Мбайт), а в системах высокого уровня - в гигабайтах (Гбайт). Для нормальной работы операционной системы Windows современных версий необходима оперативная память объемом не менее 128 Мбайт. Основными производителями модулей памяти являются фирмы Samsung, Kingston, Micron и JetRam.

Шины расширения и разъемы . Шины расширения предназначены для подключения внешних компонентов компьютерной системы к ее внутренним компонентам . Для соединения различных составляющих компьютера используются линии проводов, называемые шинами, по которым передаются электрические сигналы. Шины делятся на группы в соответствии с выполняемыми ими действиями. Для каждой группы шин существуют определенные правила функционирования и задаются технические требования к электрическим сигналам.

Системные платы современных персональных компьютеров обеспечивают поддержку большого количества шин расширения, каждой из которых соответствует разъем определенной конструкции. Некоторые из этих разъемов выводятся на заднюю стенку системного блока (см. рис. 1.4) и используются для подключения внешних устройств, таких как принтер, мышь, клавиатура, монитор и т. д.

Накопители на жестких магнитных дисках . Накопитель на жестких дисках (HardDiskDrive, HDD), накопители;нажескихдискахили винчестер, - это устройство, предназначенное для долговременного хранения большого объема информации и объединяющее в одном корпусе сам носитель информации и устройство записи/чтения. Для пользователя большое значение имеют объем данных, которые могут быть записаны на жесткий магнитный диск, и быстродействие такого накопителя. Объем памяти жесткого диска обычно составляет несколько десятков гигабайтов. Не менее важным показателем, определяющим, сколько времени понадобится для передачи считываемых или записываемых данных, является скорость обмена данными.

В настоящее время наибольшее распространение получили накопители на жестких дисках двух типов.

• Накопители на жестких дисках типа ATA . Их часто называют накопителями типа IDE. В основу функционирования этих устройств положен модернизированный способ записи RLL, базирующийся на использовании переменного числа секторов для каждой дорожки (обычно их количество колеблется в пределах от 32 до 45). Схема управления (контроллер) находится внутри накопителя, и изготовитель может настроить ее для конкретного устройства.
• Накопители на жестких дисках типа SCSI . Эти накопители дороже накопителей IDE. Их применяют, как правило, при необходимости встроить в один компьютер более четырех жестких дисков.

В одном компьютере можно дисководы;жесткихдисковустановить не более четырех накопителей с интерфейсом ATA и до семи накопителей с интерфейсом SCSI. Ведущими фирмами-производителями накопителей на магнитных дисках являются Seagate, WesternDigital, Quantum, Maxtor.

Гибкие диски (дискеты) . Дисководы флоппи-дисков (FloppyDiskDrive, FDD) являются самыми дисководы;гибкихдисковстарыми внешними устройствами персональных компьютеров. В качестве носителя информации в них используются дискеты, представляющие собой долговременную (архивную) память персонального компьютера. Записываемые на дискеты данные сохраняются там неограниченно долго, а информация, находящаяся в кратковременной памяти (в оперативном запоминающем устройстве), теряется при выключении компьютера. Дисководы рассчитаны на дискеты диаметром 3,5" и обеспечивают несколько уровней плотности записи (обычную, двойную и высокую).

Прежде чем начинать работать с новой дискетой, ее необходимо отформатировать. Компьютер записывает на дискету информацию, необходимую операционной системе для того, чтобы ориентироваться на ней.

Дисководы компакт-дисков . Компакт-диски (CompactDisc, CD) дисководы;компакт-дисковиспользуются для записи цифровой информации в компьютерных форматах. Стандартные CD представляют собой диски диаметром 120 мм, толщиной 1,2 мм с центральным отверстием диаметром 15 мм. Существует несколько технологий записи информации на компакт-диски, а следовательно, и несколько типов дисков.

Диски CD-ROM (CD-ReadOnlyMemory - память, доступная только для чтения) предназначены лишь для однократной записи информации, считывание которой производится оптическим методом с помощью лазерного луча. Они могут хранить до 680 Мбайт цифровых данных. По важности дисководы CD-ROM занимают второе место (после накопителей на жестких дисках) среди устройств для хранения данных. В настоящее время на компакт-дисках этого типа выпускается основная часть коммерческого программного обеспечения . В виде компакт- дисков распространяются игры, художественные фильмы, справочники, обучающие программы, электронные энциклопедии.

Кроме обычных компакт-дисков для однократной записи, существуют накопители CD-R (CD-Recordable - записываемый компакт-диск), которые позволяют записать (также один раз), а при необходимости и дозаписать информацию в свободные области, а также накопители CD-RW (CD-ReWritable - перезаписываемый компакт-диск), предназначенные для многократной записи и считывания информации. Главным преимуществом CD-RW по сравнению с дисками других типов является возможность многократной записи. Поэтому CD-RW постепенно заменяют в персональных компьютерах приводы всех типов для лазерных дисков и становятся основными устройствами считывания, долговременного хранения и переноса данных. В последние годы производство приводов CD-R практически прекращено, и все они выпускаются как универсальные CD-R/CD-RW. Наиболее качественные устройства производят компании Teak, ASUS и Samsung.

Все большее распространение приобретают сейчас DVD-накопители (DigitalVersatileDisk - цифровой универсальный диск), основное преимущество которых заключается в высокой емкости. Емкость одного DVD может составлять от 4,7 до 17 Гбайт в зависимости от того, является он одно- или двухсторонним, а также одно- или двухслойным. Немаловажное значение имеет тот факт, что на DVD можно записывать полнометражные фильмы с качеством изображения и звука, близким к уровню профессиональных студийных видеозаписей. На рынке уже имеются устройства, которые поддерживают запись одноразовых (DVD-Recordable, DVD-R) и многоразовых (DVD-ReWritable, DVD-RW) дисков данного типа . Однако такие устройства стоят еще достаточно дорого, поэтому мы не рекомендовали бы торопиться с их приобретением. Тем более что в настоящее время еще не принят единый стандарт для формата записи. Представленные на рынке DVD-устройства позволяют воспроизводить не только DVD, но и обычные CD-ROM, CD-R и CD-RW.

Основным параметром дисковода компакт-диска является скорость считывания данных. Для CD-дисководов она определяется как величина, кратная значению 150 Кбайт/с. Кратность скоростей обозначается числами 2x, 4x, 8x, 10x и т. д. Например, запись 40X означает, что теоретически устройство способно считывать данные со скоростью 6000 Кбайт/с. На самом деле скорость считывания значительно ниже максимально возможной. Однократная скорость передачи данных накопителя DVD равна 1350 Кбайт/с. Большинство современных DVD-дисководов позволяют считывать информацию с шестнадцатикратной скоростью. С практической точки зрения не менее важными параметрами дисководов являются также надежность считывания данных и уровень шума.

Видеокарта . Помимо монитора видеокартаграфическая подсистема компьютера включает видеокарту, которая обрабатывает графическую информацию и направляет данные на монитор. Все современные видеокарты имеют собственный графический процессор и локальную видеопамять, предназначенную для хранения обрабатываемых данных. Современные видеокарты снабжены оперативной памятью объемом не менее 32 Мбайт. Но для работы с трехмерной графикой недостаточно установить мощную видеокарту - необходимо иметь быстродействующий процессор и основную память достаточного объема.

Для повышения производительности компьютера компания Intel предложила выделить для передачи видеоданных отдельную шину, получившую название AGP (AcceleratedGraphicsPort - ускоренный графический порт). Эта шина обеспечивает прямое соединение между графической подсистемой и оперативной памятью. Основными производителями видеокарт являются компании ABIT, Matrox, ATI, ASUS, Gigabyte, Gainward и Inno3D.

Блок питания компьютера . Главная задача блока питания заключается в блок питаниякомпьютер;юлокпитанияпреобразовании переменного сетевого напряжения величиной 220–240 Вв постоянное напряжение, необходимое для функционирования элементов компьютера (12 В и 5 B). В современных компьютерах используются малогабаритные импульсные блоки питания, которые помещаются в коробки, снабженные вентиляторами. Вентиляторы бывают двух типов: с постоянной скоростью вращения и терморегулируемые. Пыль, постепенно скапливающуюся в вентиляторе, необходимо удалять путем продувки и отсасывания пылесосом. Учтите, что блоки питания компьютеров не рассчитаны на ремонт. При покупке компьютера обращайте внимание на мощность блока питания - желательно, чтобы она, во-первых, была не ниже 300 Вт, а во-вторых, имела небольшой запас.

Сетевая карта и модем . Для доступа к локальной сети требуется специальная плата расширения, подсоединяемая к одному из слотов расширения компьютера и называемая сетевой картой (NetworkInterfaceCard, NIC). Во многих современных материнских платах это устройство является встроенным.

Наряду с сетевыми платами карта;сетеваядля подключения к сети используются модемы. Модем - это устройство, устанавливаемое между компьютером и линией связи. Чтобы иметь возможность передавать данные с помощью модема, необходимо приобрести сам модем, программное обеспечение и подключиться к линии связи. Основная функция модема - обеспечить передачу сигналов по линиям связи между компьютерами, расположенными на значительном расстоянии. В зависимости от используемых линий связи (проводные, кабельные, оптоволоконные и т. д.) и способа передачи данных модемы подразделяются на кабельные, цифровые и аналоговые. Модем и телефонная линия до сих пор остаются основными средствами доступа к Интернету. Самые первые модемы модем были внешними устройствами, которые подсоединялись к последовательным портам , расположенным на задней стенке системного блока. Современные модемы - это внутренние устройства, которые подключаются к стандартным слотам расширения на системной плате.

Системный блок предназначен для использования в составе персонального компьютера и к нему уже подключаются монитор, устройства ввода и периферийные устройства. Архитектура системного блока модульная, что позволяет, при необходимости, переконфигурировать компьютер добавлять или усиливать компоненты. Внешне все системные блоки похожи,основное отличие это их дизайн и начинка.

Корпус, с установленным в нем блоком питания.

На передней панели корпуса расположена кнопка «Power», которая предназначена для включения и выключения компьютера. Эта кнопка не отключает системный блок от сети переменного питания, а лишь подает сигнал на материнскую плату . Ошибки про¬граммного обеспечения могут привести к тому, что компьютер перестанет реаги¬ровать на однократное нажатие кнопки «Power», то есть, «зависнет». В этом случае следует нажать и удерживать эту кнопку более 4с. При однократном нажатии данной кнопки, при запущенной операционной системе, происходит закрытие активных приложений и завершение работы.
На большинстве блоков имеется кнопка «Reset» (Перезагрузка), которая также служит для перезагрузки компьютера в случае «зависания» операционной системы. Кроме того, на передней панели расположены индика¬тор включения (горит при подаче электропитания), индикатор доступа к жесткому диску (горит при обращении к HDD или оп¬тическому приводу), а также передние панели FDD (дисковода гибких дисков) и оптического привода.
Установленный блок питания обеспечивает преобразование переменного тока сети электропитания напряжением 220В в постоянный ток, необходимый для питания всех компонентов компьютера. Блоки питания, устанавливаемые в компьютеры, могут иметь различные значения мощности (300, 350, 400Вт и более), в зависимости от конфигурации компьютера. В любом случае, запаса мощности должно хватать не только на питания устройств, входящих в комплект при покупке, но и для тех, которые Вы можете добавить впоследствии. При установке компонентов с повышенным энергопотреблением следует проконсультироваться со специалистами.
Для того, чтобы избежать повреждений системного блока или его частей из-за нестабильного электропитания, рекомендуется подключать компьютер через сетевой фильтр , который подавляет кратковременные скачки напряжения, или через источник бесперебойного питания, который обеспечивает работу компьютера в течение некоторого времени даже при полном отключении от электрической сети.

Системная плата.

Самой главной частью системного блока является материнская плата. Она используется для установки и объединения различных компонентов в одно целое. На системной плате расположены микросхемы, образующие так называемый «чипсет». Именно он и определяет ее основные характеристики. На материнской плате находится много специальных разъемов, в которые устанавливаются компоненты. Очень часто на системную плату производители сразу интегрируют такие устройства как: видеоадаптер, сетевой адаптер , звуковой адаптер, адаптер FireWire, WiFi и т.п.

Центральный процессор.

Не секрет, что производительность компьютера зависит от многих факторов и правильного подбора компонентов, но в первую очередь она зависит от вычислительной мощности установленного процессора. В компьютеры чаще всего устанавливают процессоры фирм Intel® или AMD®.
Современные процессоры обладают повышенным тепловыделением и всегда снабжаются системой охлаждения (радиатор + вентилятор). С помощью программных средств вы можете контролировать температуру процессора и изменять скорость вращения вентилятора.

Оперативная память.

Оперативная память или ОЗУ предназначена для хранения программного кода и промежуточных результатов вычислений. Она является энергозависимой, то есть, при отключении питания вся информация, находившаяся в ней, исчезает. В зависимости от модели системной платы может быть установлен абсолютно разный объем модулей. Для увеличения объема оперативной памяти, на большинстве материнских плат располагаются дополнительные слоты. Тип устанавливаемых модулей зависит от модели материнской платы. Установка модулей несовместимого типа может привести к выходу компьютера из строя. Во избежание этого рекомендуем проводить наращивание оперативной памяти в сервисных центрах , которые оказывают предлагают услуги компьютерной помощи и ремонта компьютеров.

Видеоадаптер.

Видеоадаптер служит для вывода изображения на монитор. Кроме того, именно он занимается обработкой трехмерной графики. Производительность ЗD-приложений (в первую очередь, игр) зависит главным образом от типа установленного видеоадаптера. В зависимости от модели компьютера, он может быть интегрированным (установленным непосредственно на системной плате) или выполненным в виде отдельной платы, установленной в разъемы с интерфейсом PCI Express. Некоторые модели компьютера оснащены обоими типами видеоадаптеров.

Звуковой адаптер.

Служит для формирования аудиосигнала и вывода звука на акустические системы (колонки или наушники). В зависимости от модели компьютера возможно подключение разных наборов акустики: отпростой стереосистемы, состоящей из двухколонок, до многоканальных наборов (5.1 или 7.1), использующихся для создания домашнего кинотеатра.

Жесткий диск («винчестер»).

Винчестер или накопитель на жестких магнитных дисках, это устройство для хранения программ и данных. В зависимости от модели приобретенного компьютера могут отличаться объемом и интерфейсом подключения. Объем накопителя может быть от 80 до 500 и более Гбайт. Интерфейс контроллера может быть Parallel ATA (АТА100/133) и/или Serial ATA (I или II).

Оптический привод.

Оптический привод используется для чтения и записи оптических дисков . В зависимости от модели компьютера может быть установлен CD-ROM (для чтения CD-дисков), DVD-ROM (для чтения CD и DVD дисков), Combo DVD/CD-RW (для чтения CD и DVD дисков и записи CD), DVD-RW (Для чтения и записи всех типов дисков).

Накопитель на гибком магнитном диске (FDD).

В некоторые модели компьютеров, по необходимости, устанавливают FDD накопитель 3,5 ". Однако, в последнее время он используется все реже и во многих моделях может отсутствовать или заменяться на картридер - устройство для считывания информации с флеш-карт разных типов.

TV-тюнер.

В некоторых моделях мультимедийных компьютеров может быть установлен TV-тюнер, устройство, предназначенное для приема телевизионного эфирного сигнала и вывода видеоизображения на монитор. Подробно о его подключении и использовании можно прочитать в руководстве пользователя к ТВ-тюнеру.

Прочие устройства.

В зависимости от модели приобретенного компьютера, кроме вышеперечисленных обязательных устройств, в состав системного блока могут входить другие устройства. К ним относится интерфейс IEEE-1394 (FireWire), предназначенный для подключения высокоскоростных внешних устройств (внешние устройства хранения, DV-видеокамера и др.). В некоторых моделях компьютеров может быть установлен модем - устройство, предназначенное для обмена информацией между удаленными компьютерами по телефонным линиям.

Итак, чтобы изучить устройство компьютера и увидеть состав системного блока, необходимо снять боковую крышку.

1. Корпус

3. Блок питания

3. Центральный процессор

4. Корпусный вентилятор (кулер)

5. Модули оперативной памяти

6. Видеокарта (видеоадаптер, видеопроцессор)

7-8. PCI-устройства

9-10. CD/DVD приводы

11. Жесткий диск

12. Материнская плата

Прежде чем приступать к выбору и покупке нового компьютера или начинать модернизацию и апгрейд старого, необходимо знать устройство компьютера, т.е. из чего же состоит и как устроен системный блок. Другими словами нужно знать что мы собираемся покупать или модернизировать.

Компьютер имеет следующие основные блоки:

• Системный блок.
• Монитор.
• Манипуляторы.

Человек существует в "океане" информации, он постоянно получает информацию из окружающего мира с помощью органов чувств, хранит ее в своей памяти, анализирует с помощью мышления и обменивается информацией с другими людьми. Компьютер, так же как и человек, получает информацию, хранит и обрабатывает ее, обменивается ею с другими компьютерами. Компьютер является инструментом, который помогает человеку ориентироваться в этом "океане" информации.

Персональным компьютером (ПК) называют сравнительно недорогой универсальный микрокомпьютер, рассчитанный на одного пользователя. Обмен информацией между отдельными устройствами компьютера производится по магистрали, соединяющей все устройства компьютера.

Персональные компьютеры обычно проектируются на основе принципа открытой архитектуры:

1. Регламентируются и стандартизируются только описание принципа действия компьютера и его конфигурация (определенная совокупность аппаратных средств и соединений между ними). Таким образом, компьютер можно собирать из отдельных узлов и деталей, разработанных и изготовленных независимыми фирмами-изготовителями.

2. Компьютер легко расширяется и модернизируется за счёт наличия внутренних расширительных гнёзд, в которые пользователь может вставлять разнообразные устройства, удовлетворяющие заданному стандарту, и тем самым устанавливать конфигурацию своей машины в соответствии со своими личными предпочтениями.

Системный блок

В системном блоке находится вся электронная начинка компьютера:

• материнская (или системная) плата , которая содержит основные компоненты компьютера, определяющие его архитектуру, а именно:
  • микропроцессор - для выполнения вычислений и общего управления компьютером;
  • математический сопроцессор - для увеличения скорости вычислений с числами большой точности. Математический сопроцессор ускоряет расчеты, использующие операции над числами с плавающей запятой, примерно в 5-15 раз. В процессорах 486DX и PENTIUM сопроцессор уже внедрен в основной процессор и дополнительной установки не требуется.
  • память - для постоянного и временного хранения информации. Выделяют память следующих типов:
    • оперативная память - ОЗУ, RAM (Random Access Memory) для хранения выполняемых программ, исходных данных для обработки, для записи промежуточных и окончательных результатов. При выключении компьютера, перезагрузке, случайных сбоях по питанию все содержимое оперативной памяти стирается. Следовательно, при наборе каких-либо данных, текстов и т.д. надо периодически записывать промежуточные результаты на жесткий диск. Объем памяти измеряется в мегабайтах(Mb) и гигабайтах(Gb).
    • кэш-память - для ускорения доступа к оперативной памяти применяется "сверхбыстрая" статическая память, которая является буфером между очень быстрым процессором и более медленной оперативной памятью.
    • ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) - служит для хранения программ внутреннего тестирования устройств, программы настройки конфигурации (SETUP). Совокупность этих микропрограмм называется BIOS (базовая система ввода-вывода), которая реализована в виде микросхемы на материнской плате.
    • CMOS - часть микросхемы BIOS, которая питается от специального аккумулятора на системной плате. В ней хранятся параметры конфигурации компьютера (ОЗУ, тип винчестера, флоппи-дисководы и т.д.).
  • Chipset - набор сверхбольших микросхем, на которых реализована вся архитектура платы.
  • Слоты (шины) расширения для установки контроллеров и адаптеров
• накопители информации - для ввода/вывода и хранения информации; По способу записи и чтения информации на носитель дисковые накопители можно подразделить на:
  • магнитные (жесткий диск, флоппи-дисковод);
  • оптические (CD-ROM, CD-RW, DVD-ROM, DVD-RW - приводы);
  • магнитооптические.
• контроллеры и адаптеры - устройства, предназначенные для передачи информации от материнской платы к периферийному устройству и обратно; Существует большое количество различных контроллеров и адаптеров. Самыми распространенными из них являются:
  • видеокарта;
  • звуковая карта;
  • сетевая карта;
  • модем.
• блок питания - служит для преобразование напряжения сети 220 В (110 В) в напряжения питания конструктивных элементов компьютера: +12В, +5В и +3,3В.

Основным аппаратным компонентом компьютера является системная плата. На системной плате реализована магистраль обмена информацией, имеются разъемы для установки процессора и оперативной памяти, а также слоты для установки контроллеров внешних устройств.

Характеристиками системной платы являются:

• размер платы (Форм фактор);
• тип поддерживаемых процессоров и соответствующий тип разъема под процессор;
• Chipset - набор сверхбольших микросхем, на которых реализована вся архитектура платы;
• тип и число слотов шины расширения (3xISA, 4xPCI, AGP);
• Тип и объем поддерживаемой динамической памяти и наличие соответствующих разъемов под модули памяти;
• Объем и тип кэш-памяти.

Последние несколько лет одной из наиболее "горячих" тем была тема интеграции МП - нужно ли встраивать видео, звук, и другие возможности в МП. Большинство опытных пользователей решительно выступают против интеграции МП, так как это ограничивает возможность их выбора и считают, что интеграция должна осуществляться на МП, которые поставляются на "массовый рынок". С другой стороны, производители находят интеграцию МП довольно привлекательной, так как это позволяет им представлять пользователю более функциональный продукт и в то же время снизить цену на товар в связи с уменьшением нескольких расширительных гнезд и меньших PCB. Несмотря ни на что, главная задача производителей - предоставить пользователю как можно больше возможностей и функциональности вместе со своим товаром. В конце концов, мы, скорее всего, станем свидетелем того, что будут изобретены специальные гнезда, куда будут вставляться графические чипы и тем самым видео возможности того или иного продукта будут улучшены, примерно то же самое мы проделываем сегодня с процессором. Графическая память будет встроена в графический чип в МП или будет находиться и там и там. Так же будут включены модемы, звуковые и LAN контроллеры. Это позволит производителям устранить ISA слот, а так же большинство PCI слотов. USB и IEEE1394 приборы потихоньку заменят сравнительно медленные серийные, параллельные, IDE и SCSI приборы, которые сейчас наиболее распространены.

Процессор

Процессор аппаратно реализуется на большой интегральной схеме (БИС). Большая интегральная схема на самом деле не является "большой" по размеру и представляет собой, наоборот, маленькую плоскую полупроводниковую пластину размером примерно 20x20 мм, заключенную в плоский корпус с рядами металлических штырьков (контактов).

Использование современных высоких технологий позволяет разместить на БИС процессора огромное количество (42 миллиона в процессоре Pentium 4) функциональных элементов (переключателей), размеры которых составляют всего около 0,18 микрон (1 микрон = 10 -6 метра).

Эти элементы образуют сложную структуру, что позволяет процессору производить обработку информации (например, складывать числа) с очень высокой скоростью. Современные процессоры обладают большим быстродействием, например, процессор Pentium 4 может выполнять обработку информации с частотой в 1,5 ГГц (выполнять 1,5 миллиарда операций в секунду).

Центральный процессор в общем случае содержит в себе:

• арифметико-логическое устройство ;
• шины данных и шины адресов ;
• регистры ;
• счетчики команд ;
• кэш - очень быструю память малого объема (от 8 до 512 Кбайт);
• математический сопроцессор чисел с плавающей точкой

В вычислительной системе может быть несколько параллельно работающих процессоров; такие системы называются многопроцессорными . В характеристиках компьютера процессор ставят на первое место, так как он в наибольшей степени определяет производительность компьютера. Поэтому при покупке вначале выбирают именно его, а потом подбирают остальные устройства: чипсет, оперативную память, системную плату и т.д.

Одной из главных характеристик процессора является тактовая частота . Микропроцессор выполняет определенные операции (запись, чтение, обработку данных) в точно отведенные единицы времени (такты), что необходимо для синхронизации процесса. Обработка информации тем быстрее, чем выше тактовая частота. Измеряется она в МГц (MHz, мегагерцах) и ГГц (GHz, гигагерцах). Различают частоту ядра процессора (внутреннюю) и частоту системной шины (внешнюю).

Внешняя тактовая частота (частота шины процессора) формируется генератором импульсов на системной плате и определяет производительность ядра CPU. По шине процессора производится обмен данными между ЦП, памятью и другими устройствами.

Внутренняя тактовая частота определяет в значительной мере скорость работы процессора. Она указывает, сколько элементарных операций (тактов) микропроцессор выполняет в одну секунду. Данная частота указывается в прайс-листах фирм, продающих процессоры. Эта величина является произведением частоты системной шины, подаваемой от кварцевого резонатора на внутренний коэффициент умножения. Этот коэффициент определяется подачей напряжения на определенные контакты CPU. Например, 266*5=1330 Мгц.

Память

Название "оперативная" эта память получила потому, что она работает очень быстро, однако содержащиеся в ней данные сохраняются только пока компьютер включен. Часто для оперативной памяти используют обозначение RAM (random access memory, то есть память с произвольным доступом). Поскольку элементарной единицей информации является бит, то оперативную память можно рассматривать как некий набор элементарных ячеек, каждая из которых способна хранить один информационный бит.

Оперативная память, предназначенная для хранения информации, изготавливается в виде модулей памяти. Модули памяти представляют собой пластины с рядами контактов, на которых размещаются БИС памяти. Модули памяти могут различаться между собой по размеру и количеству контактов (SIMM или DIMM и DDR RA). Важнейшей характеристикой модулей оперативной памяти является быстродействие, т.е. частота, с которой происходят операции записи или считывания информации из ячеек памяти. Современные модули памяти обеспечивают частоту 133 МГц и выше.

В оперативной памяти элементарная ячейка памяти представляет собой конденсатор, способный в течение короткого промежутка времени сохранять электрический заряд, наличие которого можно ассоциировать с информационным битом. Проще говоря, при записи логической единицы в ячейку памяти конденсатор заряжается, а при записи нуля - разряжается. При считывании данных конденсатор разряжается через схему считывания, и если заряд конденсатора не был нулевым, то на выходе схемы считывания устанавливается единичное значение.

Кроме того, поскольку при считывании конденсатор разряжается, то его необходимо зарядить до прежнего значения. Поэтому процесс считывания сочетается с подзарядкой конденсаторов (регенерацией заряда). Если в течение длительного времени обращения к ячейке не происходит, то за счет токов утечки со временем конденсатор разряжается и информация теряется. Вследствие этого память на основе массива конденсаторов требует постоянного периодического подзаряда конденсаторов (поэтому ее и называют динамической).

Для компенсации утечки заряда применяется регенерация, основанная на периодическом циклическом обращении к ячейкам памяти, поскольку каждое такое обращение восстанавливает прежний заряд конденсатора. Регенерация в микросхеме происходит одновременно по всей строке матрицы при обращении к любой из ее ячеек, то есть достаточно циклически перебрать все строки.

Каждый элемент памяти определяется своим адресом . Элементы памяти объединяются в корпусе микросхемы , а последние, в свою очередь, размещаются на специальных небольших печатных платах (модулях). Эти платы вставляются в специально предназначенные для них слоты на материнской плате так называемые банки (Banks). Под банком понимают один или несколько разъемов, объединенных в логическую единицу.

Основными характеристиками оперативной памяти являются:

• пропускная способность;
• вид структуры(технология реализации) памяти;
• разновидность модуля(форм-фактор, конструктив) памяти.
• объем(размер) ОЗУ модуля памяти;

Главной характеристикой памяти является ее пропускная способность , то есть максимальное количество данных, которое можно считать из памяти или записать в память в единицу времени. Именно эта характеристика прямо или косвенно отражается в названии типа памяти.

Оперативная память компьютера состоит из большого количества ячеек, в каждой из которых может храниться определенный объем информации. В современных персональных компьютерах количество ячеек памяти достигает десятков миллионов.

Важнейшей характеристикой компьютера в целом является его производительность, т.е. возможность компьютера быстро обрабатывать большие объемы информации. Производительность компьютера во многом определяется быстродействием процессора, а также объемом оперативной памяти и скоростью доступа к ней. M), по быстродействию, по информационной емкости и т.д.

Кеш(cashe)-память

Для ускорения доступа к оперативной памяти в современных быстродействующих компьютерах применяется специальная "сверхбыстрая" ("сверхоперативная") память, которая называется кэш-памятью и является как бы буфером между очень быстрым процессором и достаточно медленной оперативной памятью. Ее начали использовать начиная с 486 компьютеров и сейчас используют во всех современных моделях ПК.

Кэш-памятью управляет специальное устройство - контроллер , который, анализируя выполняемую программу, пытается предвидеть, какие данные и команды вероятнее всего понадобятся в ближайшее время процессору, и подкачивает их в кэш-память. При этом возможны как "попадания", так и "промахи". В случае попадания, то есть, если в кэш подкачаны нужные данные, извлечение их из памяти происходит без задержки. Если же требуемая информация в кэше отсутствует, то процессор считывает её непосредственно из оперативной памяти. Соотношение числа попаданий и промахов определяет эффективность кэширования.

Современные микропроцессоры имеют встроенную кэш-память, так называемый кэш первого уровня (внутренняя кеш-память), которая обозначается L1(Level 1) и имеет размер порядка 64-128 Кбайт. Ее назначение - согласование скорости работы процессора и внешней кэш-памяти.

Кроме того, существует кэш второго уровня(внешняя кеш-память), которая обозначается L2(Level 2) и имеет ёмкость от 128 Кбайт до 256 Кбайт и выше. Главная задача внешней кэш-памяти - организовать обмен данными между процессором и памятью с наименьшим количеством тактов ожидания. В настоящее время существует три схемы размещения кэш L2:

• Кэш L2 вынесен на системную плату и подключен к шине памяти так же как и основная память. Это самый медленный вариант - кэш работает на внешней частоте ЦП.
• Кэш L2 подключен к отдельной шине, называемой шиной кэша (Back Side Bus - BSB). Выигрыш по сравнению с предыдущим вариантом более чем в 2 раза, т.к шина кэша более скоростная, чем шина памяти. Шины кэша и памяти действуют независимо друг от друга. Такое решение впервые применено корпорацией Intel в ЦП Pentium II и названо ею Dual Independent Bus (DIB) - двойная независимая шина. Данное решение реализуется небольшой процессорной платой, на которой размещаются ЦП, кэш L2 и BSB. Плата вставляется в слот системной платы аналогично картам устройств. Такое решение используется в ЦП Intel Pentium II/III.
• Кэш L2 встроен в ЦП и работает на полной внутренней частоте ЦП (шина BSB встроена в ЦП и близость L2 и ЦП дает возможность поднять частоту кэша до внутренней частоты ЦП). Впервые это решение было реализовано Intel в ЦП Celeron.

Постоянная память

Постоянная память (ПЗУ, англ. ROM, Read Only Memory- память только для чтения) - энергонезависимая память, используется для хранения данных, которые никогда не потребуют изменения. Содержание памяти специальным образом "зашивается" в микросхеме BIOS при его изготовлении для постоянного хранения. Из ПЗУ можно только читать.

BIOS (Basic Input/Output System) - это базовая система ввода-вывода. BIOS представляет собой сложную систему, состоящую из большого количества утилит, предназначенных для автоматического распознавания установленного на компьютер оборудования, его настройки и проверки функционирования.

В состав этой системы входят различные программы ввода-вывода, которые обеспечивают взаимодействие между операционной системой, прикладными программами с одной стороны и устройствами, входящими в состав компьютера (внутренними и внешними) с другой.

Первоначально BIOS предназначалась для осуществления тестирования компьютера при включении - так называемых POST(Power On Self Test) или BIST(Built In Self Test)-процедур, и обеспечивания последующей загрузки ОС. Это справедливо для ПК семейств i8086, i8088 и для значительной части семейства 80286.

В настоящее время BIOS представляет собой сложную систему, состоящую из большого количества утилит, предназначенных для автоматического распознавания установленного на компьютер оборудования, его настройки и проверки функционирования. Вызов программ BIOS, как правило, осуществляется через программные или аппаратные прерывания. При включении питания компьютера BIOS тестирует (POST - Power-On-Self-Test) компоненты системы - процессор, память, приводы дисков (как жестких, так и флоппи-дисководов), клавиатуру т.д.

BIOS реализован в виде микросхемы, установленной на материнской плате компьютера. Заметим, что название ROM BIOS в настоящее время не совсем справедливо, ибо "ROM" предполагает использование постоянных запоминающих устройств (Read Only Memory), а для хранения кодов BIOS в настоящее время применяют в основном перепрограммируемые запоминающие устройства. Наиболее перспективной для хранения системы BIOS является флэш-память (сменные карты памяти). Она позволяет модифицировать функции для поддержки новых устройств, подключаемых к компьютеру.

Носители, использующие флэш-память, составляют самый многочисленный класс портативных носителей цифровой информации и применяются в подавляющем большинстве современных цифровых устройств. Различные типы карт флэш-памяти все чаще используются в цифровых камерах, карманных компьютерах, аудиоплеерах, мобильных телефонах и других портативных электронных системах.

Использование чипов флэш-памяти позволяет создавать миниатюрные и очень легкие энергонезависимые сменные карты памяти, обладающие к тому же низким энергопотреблением. Важным достоинством карт на основе флэш-памяти является также их высочайшая надежность, обусловленная отсутствием движущихся частей, что особенно критично в случае внешних механических воздействий: ударов, вибраций и т.п.

Основные недостатки таких носителей - довольно большая цена самих карт флэш-памяти и высокая удельная стоимость хранимых на них данных, хотя в настоящее время наблюдается тенденция к значительному снижению цен на сменные карты флэш-памяти.

Самыми распространенными типами флэш-карт сегодня являются CompactFlash (CF), SmartMedia (SM), Securе Digital (SD), MultiMediaCard (MMC) и Memory Stick (MS), которые отличаются друг от друга интерфейсами, габаритами, скоростью чтения/записи и максимально возможной емкостью.

На физическом уровне у флэш-памяти различных стандартов много общего, и в первую очередь это архитектура массива памяти и устройство самой ячейки памяти. Принципиальное отличие флэш-памяти от RAM-памяти заключается в том, что это энергонезависимая память, способная в течение неограниченного времени сохранять информацию при отсутствии внешнего питания.

В принципе, существует несколько типов энергонезависимой памяти, и в этом смысле флэш-память - лишь одна из ее разновидностей. Система BIOS неразрывно связана с СMOS RAM (CMOS - Complementary Metal Oxide Semiconductor).

CMOS(полупостоянная память) - небольшой участок памяти для хранения параметров конфигурации компьютера, который регулируется с помощью утилиты CMOS Setup Utility. Обладает низким энергопотреблением. Содержимое CMOS-памяти не изменяется при выключении электропитания компьютера, поскольку для ее электропитания используется специальный аккумулятор.

Видеопамять

Видеопамять - разновидность оперативного ЗУ, в котором хранятся закодированные изображения. Это ЗУ организовано так, что его содержимое доступно сразу двум устройствам - процессору и дисплею. Поэтому изображение на экране меняется одновременно с обновлением видеоданных в памяти.

Скорость, с которой информация поступает на экран, и количество информации, которое выходит из видеоадаптера и передается на экран - все зависит от трех факторов:

• разрешения вашего монитора;
• количества цветов, из которых можно выбирать при создании изображения;
• частота, с которой происходит обновление экрана;

Разрешение определяется количеством пикселов на линии и количеством самих линий. Поэтому на дисплее с разрешением 1024х768, типичном для систем, использующих ОС Windows, изображение формируется каждый раз при обновлении экрана из 786,432 пикселов информации.

Обычно частота обновления экрана измеряется в герцах (Hz), или циклах в секунду. Следствием мерцания экрана является зрительное напряжение и усталость глаз при длительном наблюдении за изображением. Для уменьшения усталости глаз и улучшения эргономичности изображения значение частоты обновления экрана должно быть не менее 75 Hz.

Число допускающих воспроизведение цветов, или глубина цвета - это десятичный эквивалент двоичного значения количества битов на пиксел. Так, 8 бит на пиксел эквивалентно 2 8 или 256 цветам, 16-битный цвет, часто называемый просто high-color, отображает более 65,000 цветов, а 24-битный цвет, также известный, как истинный или true color, может представить 16.7 миллионов цветов. 32-битный цвет с целью избежания путаницы обычно означает отображение истинного цвета с дополнительными 8 битами, которые используются для обеспечения 256 степеней прозрачности. Так, в 32-битном представлении каждый из 16.7 миллионов истинных цветов имеет дополнительные 256 степеней доступной прозрачности. Такие возможности представления цвета имеются только в системах высшего класса и графических рабочих станциях.

Ранее настольные компьютеры были оснащены в основном мониторами с диагональю экрана 14 дюймов. VGA разрешение 640х480 пикселов вполне и хорошо покрывало этот размер экрана. Как только размер среднего монитора увеличился до 15 дюймов, разрешение увеличилось до значения 800х600 пикселов. Так как компьютер все больше становится средством визуализации с постоянно улучшающейся графикой, а графический интерфейс пользователя (GUI) становится стандартом, пользователи хотят видеть больше информации на своих мониторах.

Мониторы с диагональю 17 дюймов становятся стандартным оборудованием для систем на базе ОС Windows, и разрешение 1024х768 пикселов адекватно заполняет экран с таким размером. Некоторые пользователи используют разрешение 1280х1024 пикселов на 17 дюймовых мониторах.

Современной графической подсистеме для обеспечения разрешения 1024x768 требуется 1 Мегабайт памяти. Несмотря на то, что только три четверти этого объема памяти необходимо в действительности, графическая подсистема обычно хранит информацию о курсоре и ярлыках в буферной памяти дисплея (off-screen memory) для быстрого доступа. Пропускная способность памяти определяется соотношением того, как много мегабайт данных передаются в память и из нее за секунду времени. Типичное разрешение 1024х768, при 8-битной глубине представления цвета и частоте обновления экрана 75 Hz, требует пропускной способности памяти 1118 мегабайт в секунду. Добавление функций обработки 3D графики требует увеличения размера доступной памяти на борту видеоадаптера до 4 мегабайт. Дополнительная память сверх необходимой для создания изображения на экране используется для z-буфера и хранения текстур.

Накопители на дисках

Жёсткий диск - винчестер

Жесткие магнитные диски представляют собой несколько десятков дисков, размещенных на одной оси, заключенных в металлический корпус и вращающихся с большой угловой скоростью. За счет гораздо большего количества дорожек на каждой стороне дисков и большого количества дисков информационная емкость жестких дисков может в десятки тысяч раз превышать информационную емкость дискет.

Как и у дискеты, рабочие поверхности платтеров разделены на кольцевые концентрические дорожки, а дорожки - на секторы. Головки считывания-записи вместе с их несущей конструкцией и дисками заключены в герметически закрытый корпус, называемый модулем данных . При установке модуля данных на дисковод он автоматически соединяется с системой, подкачивающей очищенный охлажденный воздух.

Поверхность платтера имеет магнитное покрытие толщиной всего лишь в 1,1 мкм, а также слой смазки для предохранения головки от повреждения при опускании и подъёме на ходу. При вращении платтера над ним образуется воздушный слой, который обеспечивает воздушную подушку для зависания головки на высоте 0,5 мкм над поверхностью диска.

Каждая такая головка состоит из двух элементов: записывающей головки и магниторезистивной считывающей головки. Записывающая головка это миниатюрный электромагнит, состоящий из сердечника и катушки индуктивности. В разрезе между полюсами сердечника создается магнитное поле нужной направленности, которое и намагничивает рабочую поверхность диска, создавая магнитный домен с заданным направлением намагниченности.

Головка чтения представляет собой магниторезистивный (MR) элемент, который меняет свое сопротивление в присутствии магнитного поля. В целях сохранения информации и работоспособности жесткие диски необходимо оберегать от ударов и резких изменений пространственной ориентации в процессе работы.

Накопители на флоппи-дисках

Накопители на флоппи-дисках работают с гибкими магнитными дисками (НГМД) или просто дискетами.

Гибкий диск, дискета (англ. floppy disk) - устройство для хранения небольших объёмов информации, представляющее собой гибкий пластиковый диск в защитной оболочке. Используется для переноса данных с одного компьютера на другой.

Дискета состоит из круглой полимерной подложки, покрытой с обеих сторон магнитным окислом и помещенной в пластиковую упаковку, на внутреннюю поверхность которой нанесено очищающее покрытие. В упаковке сделаны с двух сторон радиальные прорези, через которые головки считывания/записи накопителя получают доступ к диску.

Информация записывается по концентрическим дорожкам (трекам) , которые делятся на секторы . Количество дорожек и секторов зависит от типа и формата дискеты. Сектор хранит минимальную порцию информации, которая может быть записана на диск или считана. Ёмкость сектора постоянна и составляет 512 байтов.

На дискете можно хранить от 360 Килобайт до 2,88 Мегабайт информации. В настоящее время используются дискеты со следующими характеристиками: диаметр 3,5 дюйма (89 мм), ёмкость 1,44/2,88 Мбайт, число дорожек 80, количество секторов на дорожках 18. Ранее также использовались дискеты диаметром 5,25 дюймов, емкость которых была 360 Кбайт или 1,2 Мбайта.

Дискета устанавливается в накопитель на гибких магнитных дисках (англ. floppy-disk drive), автоматически в нем фиксируется, после чего механизм накопителя раскручивается до частоты вращения 360 мин -1 . В накопителе вращается сама дискета, магнитные головки остаются неподвижными. Дискета вращается только при обращении к ней. Накопитель связан с процессором через контроллер гибких дисков.

На сегодняшний день, несмотря на повсеместное распространение 3,5 дюймовых дискет, они постепенно устаревают и в некоторых современных моделях ПК накопители на флоппи-дисках уже не используются.

Накопители на оптических дисках

Лазерные дисководы (CD-ROM и DVD-ROM) используют оптический принцип чтения информации. По внешнему виду как сами дисководы, так и диски для CD-ROM и DVD-ROM практически не различаются.

Принцип действия накопителя на оптическом диске таков: Точно сфокусированный лазерный луч отражается от поверхности пластмассового диска. Информация записывается в виде углублений на спиральной дорожке. Отраженный модулированный свет попадает в фотоприемник и затем преобразуется в стандартный сигнал. На диске данные записываются на очень узкую (в 100 раз тоньше человеческого волоса) спиральную дорожку, полная длина которой составляет 5 км. Любой диск имеет прозрачную поликарбонатную подложку, которая придает ему жесткость, отражающий металлический слой и защитный слой акрилового пластика (на нем печатается этикетка). Технология лазерных дисков развивается в нескольких направлениях. Это CD и DVD-носители.

Информация на лазерном диске записана на одну спиралевидную дорожку (как на грампластинке), содержащую чередующиеся участки с различной отражающей способностью. Лазерный луч падает на поверхность вращающегося диска, а интенсивность отраженного луча зависит от отражающей способности участка дорожки и приобретает значения О или 1. В целях сохранности информации лазерные диски необходимо предохранять от механических повреждений (царапин), а также от загрязнения.

Контроллеры

Контроллер(адаптер) - устройство, которое связывает внутренние и внешние устройства компьютера с центральным процессором, освобождая процессор от непосредственного управления функционированием данного оборудования. Контроллеры существуют для всех устройств, не расположенных на материнской плате. Рассмотрим самые важные и часто используемые контроллеры:

Видеокарта(видеоадаптер, видеоконтроллер) - это электронная плата, которая обрабатывает видеоданные (текст и графику) и управляет работой дисплея: посылает в дисплей сигналы управления яркостью лучей и сигналы развертки изображения.

Видеоконтpоллеp отвечает за вывод изобpажения из видеопамяти, pегенеpацию ее содеpжимого, фоpмиpование сигналов pазвеpтки для монитоpа и обpаботку запpосов центpального пpоцессоpа. Для исключения конфликтов пpи обpащении к памяти со стоpоны видеоконтpоллеpа и центpального пpоцессоpа пеpвый имеет отдельный буфеp, котоpый в свободное от обpащений ЦП вpемя заполняется данными из видеопамяти. Если конфликта избежать не удается - видеоконтpоллеpу пpиходится задеpживать обpащение ЦП к видеопамяти, что снижает пpоизводительность системы; для исключения подобных конфликтов в pяде каpт пpименяется так называемая двухпоpтовая память, допускающая одновpеменные обpащения со стоpоны двух устpойств.

Многие совpеменные видеоконтpоллеpы является потоковыми - их pабота основана на создании и смешивании воедино нескольких потоков гpафической инфоpмации. Обычно это основное изобpажение, на котоpое накладывается изобpажение аппаpатного куpсоpа мыши и отдельное изобpажение в пpямоугольном окне. Видеоконтpоллеp с потоковой обpаботкой, а также с аппаpатной поддеpжкой некотоpых типовых функций называется акселеpатоpом или ускоpителем, и служит для pазгpузки ЦП от pутинных опеpаций по фоpмиpованию изобpажения. Видеокарта состоит из тpех основных устpойств: памяти, ЦАП и ПЗУ.

Видеопамять служит для хpанения изобpажения. От ее объема зависит максимально возможное полное pазpешение видеокаpты - A x B x C, где A - количество точек по гоpизонтали, B - по веpтикали, и C - количество возможных цветов каждой точки. Hапpимеp, для pазpешения 640x480x16 достаточно 256 кб, для 800x600x256 - 512 кб, для 1024x768x65536 (дpугое обозначение - 1024x768x64k) - 2 Мб, и т.д. Поскольку для хpанения цветов отводится целое число pазpядов, количество цветов всегда является степенью двойки (16 цветов - 4 pазpяда, 256- 8 pазpядов, 64k - 16, и т.д.).

ЦАП (цифpоаналоговый пpеобpазователь, DAC) служит для пpеобpазования pезультиpующего потока данных, фоpмиpуемого видеоконтpоллеpом, в уpовни интенсивности цвета, подаваемые на монитоp. Многие совpеменные монитоpы используют аналоговый видеосигнал, поэтому возможный диапазон цветности изобpажения опpеделяется только паpаметpами ЦАП. Большинство ЦАП имеют pазpядность 8x3 - тpи канала основных цветов (кpасный, синий, зеленый, RGB) по 256 уpовней яpкости на каждый цвет, что в сумме дает 16.7 млн. цветов. Обычно ЦАП совмещен на одном кpисталле с видеоконтpоллеpом.

Видео-ПЗУ - постоянное запоминающее устpойство, в котоpое записаны видео-BIOS, экpанные шpифты, служебные таблицы и т.п. ПЗУ не используется видеоконтpоллеpом напpямую - к нему обpащается только центpальный пpоцессоp, и в pезультате выполнения им пpогpамм из ПЗУ пpоисходят обpащения к видеоконтpоллеpу и видеопамяти. ПЗУ необходимо только для пеpвоначального запуска адаптеpа и pаботы в pежиме MS DOS; опеpационные системы с гpафическим интеpфейсом не используют ПЗУ для упpавления адаптеpом.

Аудиокарта

Аудиоадаптер (Аудиокарта или звуковая плата) - это специальная электронная плата, которая позволяет записывать звук, воспроизводить его и создавать программными средствами с помощью микрофона, наушников, динамиков, встроенного синтезатора и другого оборудования.

Аудиоадаптер содержит в себе два преобразователя информации:

• аналого-цифровой , который преобразует непрерывные (то есть, аналоговые) звуковые сигналы (речь, музыку, шум) в цифровой двоичный код и записывает его на магнитный носитель;
• цифро-аналоговый , выполняющий обратное преобразование сохранённого в цифровом виде звука в аналоговый сигнал, который затем воспроизводится с помощью акустической системы, синтезатора звука или наушников.

В аудиоадаптере можно выделить четыpе более-менее независимых блока:

1. Блок цифpовой записи/воспpоизведения, называемый также цифpовым каналом, или тpактом, каpты. Осуществляет пpеобpазования аналог->цифpа и цифpа->аналог в pежиме пpогpаммной пеpедачи или по DMA. Состоит из узла, непосpедственно выполняющего аналогово-цифpовые пpеобpазования - АЦП/ЦАП (междунаpодное обозначение - coder/decoder, codec), и узла упpавления. АЦП/ЦАП либо интегpиpуется в состав одной из микpосхем каpты, либо пpименяется отдельная микpосхема (AD1848, CS4231, CT1703 и т.п.). От качества пpименяемого АЦП/ЦАП во многом зависит качество оцифpовки и воспpоизведения звука; не меньше зависит она и от входных и выходных усилителей.

2. Блок синтезатоpа . Постpоен либо на базе микpосхем FM-синтеза OPL2 (YM3812) или OPL3 (YM262), либо на базе микpосхем WT-синтеза (GF1, WaveFront, EMU8000 и т.п.), либо того и дpугого вместе. Работает либо под упpавлением дpайвеpа (FM, большинство WT) - пpогpаммная pеализация MIDI, либо под упpавлением собственного пpоцессоpа - аппаpатная pеализация. Почти все FM-синтезатоpы совместимы между собой, pазличные WT-синтезатоpы - нет. Большинство WT-синтезатоpов содеpжит встpоенное ПЗУ со стандаpтным набоpом инстpументов General MIDI (128 мелодических и 37 удаpных инстpументов), а также ОЗУ для загpузки дополнительных оцифpованных звуков, котоpые будут использоваться пpи исполнении музыки.

3. Блок MPU . Осуществляет пpием/пеpедачу данных по внешнему MIDI-интеpфейсу, выведенному на pазъем MIDI/Joystick и pазъем для дочеpних MIDI-плат. Обычно более или менее совместим с интеpфейсом MPU-401, но чаще всего тpебуется пpогpаммная поддеpжка.

4. Блок микшеpа . Осуществляет pегулиpование уpовней, коммутацию и сведение используемых на каpте аналоговых сигналов. В состав микшеpа входят пpедваpительные, пpомежуточные и выходные усилители звуковых сигналов.

Сетевая карта (сетевой адаптер) - это плата расширения, вставляемая в разъем материнской платы компьютера, которая служит для подключения компьютера к сети. Сетевые платы характеризуются своей:

• Разрядностью : 8 бит (самые старые), 16 бит и 32 бита.
• Шиной данных , по которой идет обмен информацией между материнской платой и сетевой картой: ISA, PCI, USB, PCMCIA и др.
• Микросхемой контроллера или чипом , на котором данная плата изготовлена, и который определяет тип используемого совместимого драйвера, разрядность, тип шины и т.д. Примеры современных чипов - Realtek, D-Link, Compex.
• Поддерживаемой сетевой средой передачи данных(network media) , т.е. установленными на карте разъемами для подключения к определенному сетевому кабелю. BNC для сетей на коаксиальном кабеле, RJ45 для сетей на витой паре или разъемы для подключения к волоконной оптике.
• Скоростью работы (пропускной способностью) . Различают Ethernet 10 Mbit/c, Fast Ethernet 100 Mbit/c, Gigabit Ethernet 1000 Mbit/c.
• MAC- адресом . Используется для определения точки назначения пакетов (frames) в сети Ethernet. Это уникальный серийный номер присваиваемый каждому сетевому устройству Ethernet для идентификации его в сети. MAC-адрес присваивается адаптеру его производителем, но может быть изменен с помощью программы.

Модем

Модем (образовано от слов МОДулятор/ДЕМодулятор) - это устройство приема и передачи информации по телефонным линиям связи.

Принцип действия: Как нам известно, данные в компьютере хранятся в цифровом виде. А телефонные линии, по которым происходит обмен данными в большинстве своем являются аналоговыми. Таким образом, чтобы преобразовать цифровые данные в аналоговые модем использует специальные цифро-аналоговые и аналого-цифровые преобразователи(модуляторы/демодуляторы). Режим работы, когда передача данных осуществляется только в одном направлении, называется полудуплексным (half duplex). Оба компьютера могут одновременно обмениваться информацией в обе стороны. Этот режим работы называется полным дуплексом, или просто дуплексом (full duplex).

Аналоговые сигналы подвергаются модуляции, т.е. изменению свойственных им характеристикам (частоте, фазе, амплитуде). Такой модулируемый сигнал называется несущей(carrier). Скорость модуляции измеряется в единицах бод в секунду, а количество переданной информации (скорость соединения) - в битах в секунду(BPS - Bits Per Second). По современным стандартам за одну модуляцию передаются до 4 бит информации, а у цифровых каналов связи число бод равно числу бит в секунду. Единицу же информации, переданную за одну модуляцию, называют символом(character). Для увеличения количества передаваемой информации используется фазовая и амплитудная модуляции. Отсюда появилась еще одна единица измерения информации - количество переданных символов в секунду(CPS), т.е. количество переданной полезной информации.

Все современные модемы строятся по одной функционально похожей схеме. Они состоят из основного процессора, оперативного запоминающего устройства, постоянного запоминающего устройства, модулятора/ демодулятора, схемы согласования с телефонной линией и встроенного динамика.

Основной процессор отвечает за выполнение команд, буферизацию и обработку данных(кодирование/декодирование, сжатие/распаковку и т.д.), а также за управление сигнальным процессором. Цифровой сигнальный процессор(DSP - Digital Signal Processor) вместе с модулятором/демодулятором занимается операциями с сигналом, разделением частот и т.п. В ПЗУ хранятся наборы микрокоманд для основного и сигнального процессоров(firmware).

В современных модемах используется многократно программируемое ПЗУ, что позволяет оперативно менять прошивки при появлении новых возможностей. ОЗУ используется в качестве временной памяти при работе основного и сигнального процессоров. В схемах согласования с линией применяются трансформатор, специальное устройство для опознавания сигнала звонка, реле линии и номеронабирающего реле(в последнее время реле заменяют бесшумные электронные ключи). Для защиты модема от перенапряжений линий каждый модем оборудован входным устройством аттенюатора. Встроенный динамик служит для аудиоконтроля состояния при наборе номера и соединении.

Существуют внешние и внутренние модемы. Внутренний модем(софт-модем) - это плата, вставляемая внутрь системного блока и располагающаяся в слотах ISA, PCI, AMR, CNR. Внутренний модем питается от системной платы компьютера и использует ресурсы компьютера(процессор, память и т.д.), поэтому он стоит дешевле внешнего модема. Внутренние модемы делятся на WinModem, где функции контроллера выполняются специальным драйвером и SoftModem, в котором помимо контроллера отсутствует и цифровой сигнальный процессор.

Внешний модем - периферийное устройство, которое подключается к COM или USB-порту. Такие модемы имеют собственный источник питания, а также различные регуляторы и индикаторы. Подавляющее большинство внешних модемов подключается к компьютеру через последовательный интерфейс, называемый RS-232C или USB. Для этого нужно подсоединить кабель к последовательному порту (COM-порт) компьютера.

Кроме обычных модемов сейчас достаточно распространены и факс-модемы , которые помимо основных функций выполняют также прием и отправку факсов, т.е. передачу или прием графических и текстовых черно-белых изображений по телефонным линиям.

Блок питания

Блок питания преобразует переменное напряжение электросети в постоянное напряжение различной полярности и величины, необходимое для питания системной платы и внутренних устройств. Основной характеристикой БП является мощность . Стандартная мощность блока питания современного компьютера составляет 300 Вт или 400 Вт.

Задача блока питания - это преобразование напряжения сети 220 Вт (110 Вт) в напряжения питания конструктивных элементов компьютера: +12 В при токе 3,5 –10 А для питания двигателей устройств (флоппи-дисковода, винчестера, CD-ROM и др.) и +5 В при токе от 10А до 20А для питания всех электронных цепей компьютера. Блок питания стандарта АТХ значительно отличается от обычных АТ блоков по электрическому интерфейсу. Блок АТХ выдает дополнительно +3,3В для питания процессоров и модулей ОЗУ. Также имеется дополнительный "дежурный" маломощный источник с током нагрузки до 10 мА с напряжением +5В.

Блок питания содержит вентилятор , создающий циркулирующие потоки воздуха для охлаждения системного блока. В свете растущих высокими темпами мощностей ПК практически каждая плата или микросхема стали иметь вентиляторы и радиаторы. Для процессора же вентилятор и радиатор (cooler) давно стали стандартом. Электропитание из единого блока питания подводится ко всем схемам и устройствам системного блока.

Порт - это разъём, через который можно соединить системную плату компьютера с внешним устройством. Порты для подключения внешних устройств. Для подключения периферийного оборудования, а также связи с другими компьютерами на системном блоке имеются разъемы различных портов.

Последовательные порты передают электрические импульсы, несущие информацию в машинном коде, последовательно один за другим. Обозначаются последовательные порты как СОМ1 и COM2, а аппаратно реализуются с помощью 25-контактного и 9-контактного разъемов, которые выведены на заднюю панель системного блока. К последовательным портам обычно подключаются мышь и модем.

Параллельный порт передает одновременно 8 электрических импульсов, несущих информацию в машинном коде. Обозначается параллельный порт как LPT, а аппаратно реализуется в виде 25-контактного разъема на задней стенке системного блока. Параллельный порт реализует более высокую скорость передачи информации, чем параллельные порты, и используется для подключения принтера.

Порт USB . В последние годы широкое распространение получил порт USB (Universal Serial Bus - универсальная последовательная шина), который обеспечивает высокоскоростное подключение к компьютеру сразу нескольких периферийных устройств (сканеры, цифровые камеры и др.).

SCSI адаптеры . Для подключения к компьютеру дополнительных устройств могут использоваться также Small Computer System Interface (интерфейс малых вычислительных систем). SCSI адаптеры устанавливаются в слоты расширения системной платы и обеспечивают высокоскоростное подключение до 7 различных устройств (винчестеров, сканеров, CD-ROM дисководов и др.). Для подключения джойстиков, предназначенных для управления играми, используется специальный Game-порт (игровой порт), который обычно размещается на звуковой плате.

Монитор

Монитор является универсальным устройством вывода информации и подключается к видеокарте, которая устанавливается в слот расширения системной платы в системном блоке.

Изображение в компьютерном формате (в виде последовательностей нулей и единиц) хранится в видеопамяти, размещенной на видеокарте. Изображение на экране монитора формируется путем считывания содержимого видеопамяти компьютера и отображения его на экран.

Частота считывания изображения влияет на стабильность изображения на экране. В современных мониторах обновление изображения происходит обычно с частотой 75 и более раз в секунду, что обеспечивает комфортность восприятия изображения пользователем компьютера (человек не замечает мерцание изображения). Для сравнения можно напомнить, что частота смены кадров в кино составляет 24 кадра в секунду.

В настольных компьютерах обычно используются мониторы на электронно-лучевой трубке (ЭЛТ) . Качество изображения, получаемого на экране монитора, зависит от параметров электронно-лучевой трубки (ЭЛТ) и управляющих ею электронных схем. К основным параметрам относятся: размеры экрана и "зерна" и связанное с ними оптическое разрешение, определяющее количество отображаемой информации и возможную степень ее детализации; скорость обновления изображения (частота кадровой развертки), определяющая степень подавления мерцания. На восприятие изображения оказывает существенное влияние и то, насколько экран черный (от этого зависит контрастность) и плоский (выше естественность, шире угол обзора, меньше бликов).

Изображение на экране монитора на ЭЛТ создается пучком электронов, испускаемых электронной пушкой. Этот луч (пучок электронов) разгоняется высоким электрическим напряжением (десятки киловольт) и падает на внутреннюю поверхность экрана, покрытую люминофором (веществом, светящимся под воздействием пучка электронов). Система управления пучком заставляет его пробегать построчно весь экран (создает растр), а также регулирует его интенсивность (соответственно, яркость свечения точки люминофора). Пользователь видит изображение на экране монитора, т.к. люминофор излучает световые лучи в видимой части спектра.

Чтобы электроны беспрепятственно достигали экрана, из трубки откачивается воздух, а между пушками и экраном создаётся высокое электрическое напряжение, ускоряющее электроны . Перед экраном на пути электронов ставится маска - тонкая металлическая пластина с большим количеством отверстий, расположенных напротив точек люминофора. Маска обеспечивает попадание электронных лучей только в точки люминофора соответствующего цвета. Мониторы могут иметь различный размер экрана. Размер диагонали экрана измеряется в дюймах (1 дюйм = 2,54 см) и обычно составляет 14, 15, 17 и более дюймов.

Однако монитор является также источником высокого статического электрического потенциала, электромагнитного излучения и радиации, которые могут оказывать неблагоприятное воздействие на здоровье человека. Необходимой характеристикой мониторов является их соответствие санитарно-гигиеническим требованиям, которые зафиксированы в международном стандарте безопасности (MPR II). При установке компьютера полезно помнить, что электромагнитное и другие излучения наиболее интенсивны в области задней части корпуса монитора.

В портативных и карманных компьютерах применяют плоские мониторы на жидких кристаллах (ЖК). В последнее время такие мониторы стали использоваться и в настольных компьютерах. Преимущество ЖК мониторов состоит в отсутствии вредных для человека электромагнитных излучений и в компактности.

Жидкие кристаллы - это особое состояние некоторых органических веществ, в котором они обладают текучестью и свойством образовывать пространственные структуры, подобные кристаллическим. Жидкие кристаллы могут изменять свою структуру и светооптические свойства под действием электрического напряжения. Меняя с помощью электрического поля ориентацию групп кристаллов и используя введённые в жидкокристаллический раствор вещества, способные излучать свет под воздействием электрического поля, можно создать высококачественные изображения, передающие более 15 миллионов цветовых оттенков.

В LCD-мониторах изображение формируется с помощью матрицы пикселов, состоящих из жидких кристаллов. Отсюда и происходит аббревиатура LCD (Liquid Crystal Display), которая расшифровывается как жидкокристаллический дисплей. Применение жидких кристаллов в качестве основного элемента изображения не случайно: они способны изменять направление поляризации проходящего через них света. И если к кристаллу приложить внешнее напряжение, то направление поляризации изменится. Это позволяет управлять интенсивностью прошедшего света. С обеих сторон от кристалла устанавливаются поляризаторы, причем так, чтобы их оси были расположены под прямым углом друг к другу. Пучок света, пройдя через первый из них, станет линейно поляризованным.

Затем в жидкокристаллической ячейке плоскость поляризации света повернется на определенный угол, величина которого будет зависеть от приложенного напряжения. Наконец, роль второго поляризатора заключается в регулировке количества пропускаемого из лучения, если угол между направлением его оси и плоскостью поляризации света постепенно изменять от О до 90 ° , то поглощение излучения будет увеличиваться. Таким образом можно управлять интенсивностью света (яркостью пикселов). Как известно, для формирования цветного изображения необходимо наличие пикселов трех цветов: красного, зеленого и синего. Поскольку жидкие кристаллы абсолютно прозрачны, то они не могут влиять на цветовые характеристики излучения. Для этой цели применяются фильтры, выделяющие из "белого" излучения ламп подсветки необходимые спектральные компоненты.

Служит для ввода информации в компьютер и подачи управляющих сигналов. Она содержит стандартный набор алфавитно-цифровых клавиш и некоторые дополнительные клавиши - управляющие и функциональные, клавиши управления курсором, а также малую цифровую клавиатуру.

Курсор - светящийся символ на экране монитора, указывающий позицию, на которой будет отображаться следующий вводимый с клавиатуры знак. Все символы, набираемые на клавиатуре, немедленно отображаются на мониторе в позиции курсора.

Наиболее распространена сегодня 101-клавишная клавиатура c раскладкой клавиш QWERTY (читается "кверти"), названная так по клавишам, расположенным в верхнем левом ряду алфавитно-цифровой части клавиатуры:

Такая клавиатура имеет 12 функциональных клавиш , расположенных вдоль верхнего края. Нажатие функциональной клавиши приводит к посылке в компьютер не одного символа, а целой совокупности символов.

Функциональные клавиши могут программироваться пользователем. Например, во многих программах для получения помощи (подсказки) задействована клавиша F1 , а для выхода из программы - клавиша F10 .

Управляющие клавиши имеют следующее назначение:

• Enter - клавиша ввода;
• Esc (Escape - выход) клавиша для отмены каких-либо действий, выхода из программы, из меню и т.п.;
• Ctrl и Alt - эти клавиши самостоятельного значения не имеют, но при нажатии совместно с другими управляющими клавишами изменяют их действие;
• Shift (регистр) - обеспечивает смену регистра клавиш (верхнего на нижний и наоборот);
• Insert (вставлять) - переключает режимы вставки (новые cимволы вводятся посреди уже набранных, раздвигая их) и замены (старые символы замещаются новыми);
• Delete (удалять) - удаляет символ с позиции курсора;
• Back Space удаляет символ перед курсором;
• Home и End - обеспечивают перемещение курсора в первую и последнюю позицию строки, соответственно;
• Page Up и Page Down - обеспечивают перемещение по тексту на одну страницу (один экран) назад и вперед, соответственно;
• Tab - клавиша табуляции, обеспечивает перемещение курсора вправо сразу на несколько позиций до очередной позиции табуляции;
• Caps Lock - фиксирует верхний регистр, обеспечивает ввод прописных букв вместо строчных;
• Print Screen - обеспечивает печать информации, видимой в текущий момент на экране.
• Scroll Lock - включает режим скролирования(прокрутки) документов.
• Pause Break - включает режим паузы при выполнении какого-то процесса.
• WIN - предназначена для открытия и закрытия Главного меню Windows. Используется также в комбинации с другими клавишами.
• Menu - вывод на экран контекстного меню Windows.
• Длинная нижняя клавиша без названия - предназначена для ввода пробелов.
• Клавиши - "стрелки" служат для перемещения курсора вверх, вниз, влево и право на одну позицию или строку.

Малая цифровая клавиатура используется в двух режимах - ввода чисел и управления курсором. Переключение этих режимов осуществляется клавишей Num Lock . Клавиатура содержит встроенный микроконтроллер , который выполняет следующие функции:

• последовательно опрашивает клавиши, считывая введенный сигнал и вырабатывая двоичный скан-код клавиши;
• управляет световыми индикаторами клавиатуры;
• проводит внутреннюю диагностику неисправностей;
• осуществляет взаимодействие с центральным процессором через порт ввода-вывода клавиатуры.

Клавиатура имеет встроенный буфер - промежуточную память малого размера, куда помещаются введённые символы. В случае переполнения буфера нажатие клавиши будет сопровождаться звуковым сигналом - это означает, что символ не введён (отвергнут).

Работу клавиатуры поддерживают специальные программы, "зашитые" в BIOS, а также драйвер клавиатуры , который обеспечивает возможность ввода русских букв, управление скоростью работы клавиатуры и др.

Большое распространение сейчас также получили беспроводные клавиатуры. Как следует из названия, беспроводные клавиатуры передают в компьютер информацию не по кабелю, а по радиоволнам или с помощью инфракрасного излучения. Помимо очевидных преимуществ беспроводные клавиатуры обладают и недостатками, к которым относится например, необходимость использования автономного источника питания.

Манипуляторы

Манипуляторы - это специальные устройства, которые используются для удобного управления курсором. К манипуляторам относятся следующие устройства:

1. имеет вид небольшой коробки, полностью умещающейся на ладони. Мышь связана с компьютером кабелем через специальный блок - адаптер, и её движения преобразуются в соответствующие перемещения курсора по экрану дисплея. В верхней части устройства расположены управляющие кнопки (обычно их три, причем часто роль третьей кнопки исполняет колесо прокрутки или скроллинга), позволяющие задавать начало и конец движения, осуществлять выбор меню и т.п.

Классификации мышей:

• По способу подключения
  • Кабельное подключение
    • COM-порт. Устаревшее медленное соединение, без горячего подключения, с обязательной ручной установкой драйверов
    • PS/2-порт. Основной способ подключения мышей. Горячего подключения нет, драверы ставить надо, зато при помощи PS/2 Rate можно изменять частоту опроса мыши.
    • USB-порт. Самый быстрый порт. С горячим подключением, автоматической установкой, стандартно большая частота опроса порта. Но часто таковые возможности для работы мыши не требуются.
  • Беспроводное подключение
    • Радио-связь. Весьма надежный вид общения, не требует визуального контакта, слабо чувствителен к помехам.
    • Инфракрасный порт. Работает только при условии прямой видимости на расстоянии не более 2 метров, чувствителен к помехам в виде света.
• По способу действия
  • Механические. У них снизу имеется шарик, при движении он вращает ролики, на них стоят зубчатые колесики, положение последних определяют опто-пары. Плюсы: относительная простота и дешевизна. Минусы: чувствительность к грязи, неизбежные для любого механического устройства люфт и износ.
  • Оптические . Более развитые. Имеют снизу микрокамеру, она снимает положение мышки (порядка 1000 раз в секунду), ее данные анализируются процессором (не ЦП, а встроенным в мышь). Плюсы: нечувствительность к грязи, работоспособность практически на любой поверхности (кроме зеркальной и отражающей), отсутствие любой механики. Минусы: сложность в изготовлении, неиследованная пока жизнеспособность в экстремальных ситуациях, более дорогие.

2. - небольшая коробка с шариком, встроенным в верхнюю часть корпуса. Пользователь рукой вращает шарик и перемещает, соответственно, курсор. В отличие от мыши, трекбол не требует свободного пространства около компьютера, его можно встроить в корпус машины. Чаще всего его используют как замену мыши, особенно для работы с графикой.

В оптико-механических манипуляторах основным рабочим органом является массивный шар (металлический, покрытый резиной). У мыши он вращается при перемещении ее корпуса по горизонтальной поверхности, а у трекбола - вращается непосредственно рукой.

Вращение шара передается двум пластмассовым валам, положение которых с большой точностью считывается инфракрасными оптопарами (т.е. парами "светоизлучатель-фотоприемник") и затем преобразуется в электрический сигнал, управляющий движением указателя мыши на экране монитора. Главным "врагом" мыши является загрязнение, а способом борьбы с ним использование специального "мышиного" коврика.

Манипуляторы имеют одну, две или три кнопки управления, которые используются при работе с графическим интерфейсом программ. В настоящее время появились мыши с дополнительной кнопкой, которая располагается между двумя большими основными кнопками. Она предназначена для прокрутки вверх или вниз не умещающихся целиком на экране изображения, текста или Web-страницы. Манипуляторы могут подключаться к компьютеру тремя различными способами: с использованием последовательного порта СОМ, специального маленького круглого пятиконтактного разъема PS/2 и универсального USB-порта.

3. . Еще одним координатным устройством ввода является TouchPad (тачпад). На русский язык это название можно перевести как "сенсорная панель". Тачпад представляет собой панель прямоугольной формы, чувствительную к нажатию пальцев.

Тачпад играет такую же роль, что и мышь, но является более компактным, не требующим пространственного перемещения устройством ввода и идеально подходит для портативных компьютеров. Иногда тачпад встраивают непосредственно в клавиатуру для настольного компьютера. Прикоснувшись пальцем к поверхности тачпада и перемещая его, пользователь может маневрировать курсором так же, как и при использовании мыши. Нажатие на поверхность тачпада эквивалентно нажатию на кнопку мыши.

4. - обычно это стержень-ручка, отклонение которой от вертикального положения приводит к передвижению курсора в соответствующем направлении по экрану монитора. Часто применяется в компьютерных играх. В некоторых моделях в джойстик монтируется датчик давления. В этом случае, чем сильнее пользователь нажимает на ручку, тем быстрее движется курсор по экрану дисплея.

Джойстики делятся на два основных класса - с пропорциональным управлением или без него.

Простейшие джойстики (без рукоятки или с ней) по принципу действия полностью аналогичны клавишам. У них механические внутренние контакты, работающие на замыкание-размыкание. Играть на них по сравнению с простой клавиатурой гораздо хуже, т.к. на перемещение рукоятки требуется больше времени, чем на нажатие кнопки. Но это утверждение верно только для относительно опытного игрока, привыкшего к игре на клавишах. Для новичка же даже такой джойстик будет предпочтительней, т.к. позволяет сразу, без долгого привыкания, более-менее сносно играть.

Джойстики с пропорциональным управлением представляют собой аналоговые устройства, основанные на изменении сопротивления по мере изменения физических координат. По конструктивному исполнению современные джойстики делятся на пять основных категорий:

• кнопочные (joypads) похожи на управляющие панели. На панели управления минимум две кнопки, и игроки-левши могут переворачивать ее для более естественного использования. Эти удобные, компактные и обычно дешевые джойстики - идеальное средство для игр в реальном времени с нападением и защитой;
• настольные (desktop);
• джойстики в виде самолетных ручек управления (pistol-grip flightsticks) выглядят как рычаги настоящих военных самолетов. Они, как правило, оснащены триггер-переключателем и кнопкой для большого пальца, а также регулятором скорости. Вне всякого сомнения, такие джойстики прекрасно работают в "кабинах самолетов", но довольно неудобны в спортивных, а также требующих нападения и защиты играх, где нужна точность, которой обладают настольные и кнопочные модели. Большинство джойстиков этого типа отражают серьезные потребности реальных компьютерных пилотных тренажеров;
• джойстики в виде штурвалов (yokes) выглядят весьма сюрреалистично и создают ощущения, аналогичные испытываемым при управлении небольшими самолетами. Обычно они крепятся на столе с помощью специальных присосок или зажимов. При довольно высокой цене эти устройства, тем не менее, намного повышают привлекательность игр-имитаторов полетов и автогонок;
• комбинированные (hybrids) - это оставшиеся одиночки, которые можно использовать только в некоторых играх.

Периферийные(внешние) устройства

Это устройства, располагающиеся вне системного блока, и не являющиеся обязательными при работе с компьютером, а скорее дополняющими и расширяющими его возможности.

1. Принтер (от англ. printer - печатник) - устройство, предназначенные для вывода на бумагу или пленку подготовленной на ПК текстовой или графической информации. Основные характеристики принтеров:

• Технология печати .
• Разрешение (качество печати) - максимальное количество точек на дюйм, которое способен напечатать принтер (например 1200 х 2400 dpi).
• Скорость печати - измеряется в основном количеством напечатанных страниц в минуту.
• Поддерживаемые форматы бумаги . Чаще всего печатать приходится на бумаге формата A4, поэтому практически все принтеры имеют его поддержку
.
• Тип подключения(интерфейс) - LPT, USB и др.
• Расходные материалы - чернильные ленты, картриджи с чернилами, порошковые тонеры и т.д.

Основными технологиями печати являются:

Матричная . Принцип действия: матричный принтер печатает с помощью красящей ленты; краска с ленты переносится на носитель с помощью выдвигающихся штырьков, находящихся в матрице. Вертикальный ряд (или два ряда) игл, или молоточков, "вколачивает" краситель с ленты прямо в бумагу. Штырьков обычно бывает 9, 18 или 24. Скорость печати 25-150 знак/с.

Струйная . Струйные принтеры относятся к безударным печатающим устройствам. У струйных принтеров печатающая головка движется только в горизонтальной плоскости, а бумага подается вертикально. Сопла (канальные отверстия) на печатающей головке, через которые разбрызгиваются чернила, соответствуют "ударным" иглам. Количество сопел у разных моделей принтеров, как правило, может варьироваться от 12 до 64. Максимальная разрешающая способность, как правило, достигает значения около 360 точек на дюйм.

Принцип действия: имеется форсунка, разбрызгивающая чернила по контуру символа. При резком нагревании образуется чернильный паровой пузырь, который старается вытолкнуть через выходное отверстие сопла необходимую порцию (каплю) жидких чернил.

Скорость печати текста 5-150 знак/с (1-3 стр./мин.). Бывают одноцветные, трехцветные и четырехцветные. Качество печати высокое, сравнимо с лазерным, а стоимость печати значительно ниже, особенно цветной. К недостаткам можно отнести то, что качество зависит от бумаги, а также достаточно дорогостоящие расходные материалы.

Лазерная . Принцип действия: лазер генерирует тонкий световой луч, который, отражаясь от вращающегося зеркала, формирует электронное изображение на светочувствительном фотоприёмном барабане, способном менять электрический заряд точки под действием попавшего на него лазерного луча. Барабану предварительно сообщается статический заряд. Высвеченные лазером участки разряжаются. Когда изображение на барабане построено, и он покрыт тонером, подаваемый лист заряжается таким образом, чтобы тонер с барабана притягивался к бумаге. После этого изображение закрепляется на ней за счет нагрева частиц тонера до температуры плавления. Окончательную фиксацию изображения осуществляют специальные резиновые валики, прижимающие расплавленный тонер к бумаге.

2. . Сканер используется для оптического ввода в компьютер и преобразования в цифровую форму изображений (фотографий, рисунков, слайдов), а также текстовых документов. Сканируемое изображение освещается белым светом (черно-белые сканеры) или тремя цветами (красным, зеленым и синим). Отраженный свет проецируется на линейку фотоэлементов, которая движется, последовательно считывает изображение и преобразует его в компьютерный формат.

Системы распознавания текстовой информации позволяют преобразовать отсканированный текст из графического формата в текстовый. Такие системы способны распознавать текстовые документы на различных языках, представленные в различных формах (например, таблицах) и с различным качеством печати (начиная от машинописных документов).

Существуют планшетные и ручные сканеры . Планшетные сканеры могут поставляться вместе со специальным слайд-модулем, предназначенным для сканирования слайдов. Разрешающая способность сканеров составляет 600 dpi (dot per inch - точек на дюйм) и выше, т.е. на полоске изображения длиной 1 дюйм сканер может распознать 600 и более точек. Сканеры подключаются к компьютеру различными способами: с помощью SCSI адаптеров, к параллельному или USB портам компьютера.

3. Устройства мультимедиа . Термин "мультимедиа" образован из слов "мульти" - много, и "медиа" - среда, носитель, средства сообщения, и в первом приближении его можно перевести как "многосредность"

Мультимедиа - это собирательное понятие для различных компьютерных технологий, при которых используется несколько информационных сред, таких, как графика, текст, видео, фотография, движущиеся образы (анимация), звуковые эффекты, высококачественное звуковое сопровождение. Технологию мультимедиа составляют две основные компоненты - аппаратная и программная.

Мультимедиа-устройства - это устройства ПК, которые непосредственно служат для работы со звуковой, графической и видеоинформацией. Мультимедиа-компьютер - это компьютер, снабженный аппаратными и программными средствами, реализующими технологию мультимедиа.

Для того, чтобы компьютер можно было назвать мультимедийным, необходимо наличие высокопроизводительного процессора с тактовой частотой не менее 500 МГц, оперативной памяти не менее 64 Мбайт, винчестера ёмкостью 10-20 Гбайт и выше, манипуляторов, мультимедиа-монитора со встроенными стереодинамиками и видеоадаптером SVGA, а также наличие спецальных устройств, которые часто относят к устройствам мультимедиа. К устройствам мультимедиа относят:

• графические акселераторы (ускорители). Современные видеокарты все являются графическими ускорителями;
• приводы CD-ROM/RW, DVD-ROM/RW и др.;
• звуковые карты ;
• колонки - небольшие громкоговорители, через которые проигрывается звук. Колонки бывают пассивные и активные. Пассивные колонки работают за счет мощности встроенного усилителя звуковой карты, а активные сами содержат усилитель. Звучание активных колонок обычно лучше;
• микрофон . В зависимости от физических принципов действия подразделяются на угольные, динамические, электромагнитные, пьезоэлектрические, конденсаторные. Сферы применения в ПК самые разнообразные: реализация возможностей телефона, автоответчика, работа с мультимедийными программами, переговоры по сети(видеоконференции) и т.д.;
• акустические системы - это совокупность излучателей, каждому из которых отводится воспроизведение своей части звукового частотного диапазона.

Цифровые камеры и ТВ-тюнеры . Последние годы все большее распространение получают цифровые камеры (видеокамеры и фотоаппараты). Цифровые камеры позволяют получать видеоизображение и фотоснимки непосредственно в цифровом (компьютерном) формате. Цифровые видеокамеры могут быть постоянно подключены к компьютеру и обеспечивать запись видеоизображения на жесткий диск или его передачу по компьютерным сетям.

Цифровые фотоаппараты позволяют получать высококачественные фотографии, для хранения которых используются специальные модули памяти или жесткие диски очень маленького размера. Запись изображений на жесткий диск компьютера может осуществляться с помощью подключения камеры к USB порту компьютера.

Если установить в компьютер специальную плату (ТВ-тюнер) и подключить к ее входу телевизионную антенну, то появляется возможность просматривать телевизионные передачи непосредственно на компьютере.

Системный блок предназначен для использования в составе персонального компьютера и к нему уже подключаются монитор, устройства ввода и периферийные устройства. Архитектура системного блока модульная, что позволяет, при необходимости, переконфигурировать компьютер добавлять или усиливать компоненты. Внешне все системные блоки похожи,основное отличие это их дизайн и начинка.

Корпус, с установленным в нем блоком питания.

На передней панели корпуса расположена кнопка «Power», которая предназначена для включения и выключения компьютера. Эта кнопка не отключает системный блок от сети переменного питания, а лишь подает сигнал на материнскую плату. Ошибки про¬граммного обеспечения могут привести к тому, что компьютер перестанет реаги¬ровать на однократное нажатие кнопки «Power», то есть, «зависнет». В этом случае следует нажать и удерживать эту кнопку более 4с. При однократном нажатии данной кнопки, при запущенной операционной системе, происходит закрытие активных приложений и завершение работы.
На большинстве блоков имеется кнопка «Reset» (Перезагрузка), которая также служит для перезагрузки компьютера в случае «зависания» операционной системы. Кроме того, на передней панели расположены индика¬тор включения (горит при подаче электропитания), индикатор доступа к жесткому диску (горит при обращении к HDD или оп¬тическому приводу), а также передние панели FDD (дисковода гибких дисков) и оптического привода.
Установленный блок питания обеспечивает преобразование переменного тока сети электропитания напряжением 220В в постоянный ток, необходимый для питания всех компонентов компьютера. Блоки питания, устанавливаемые в компьютеры, могут иметь различные значения мощности (300, 350, 400Вт и более), в зависимости от конфигурации компьютера. В любом случае, запаса мощности должно хватать не только на питания устройств, входящих в комплект при покупке, но и для тех, которые Вы можете добавить впоследствии. При установке компонентов с повышенным энергопотреблением следует проконсультироваться со специалистами.
Для того, чтобы избежать повреждений системного блока или его частей из-за нестабильного электропитания, рекомендуется подключать компьютер через сетевой фильтр, который подавляет кратковременные скачки напряжения, или через источник бесперебойного питания, который обеспечивает работу компьютера в течение некоторого времени даже при полном отключении от электрической сети.

Системная плата.

Самой главной частью системного блока является материнская плата. Она используется для установки и объединения различных компонентов в одно целое. На системной плате расположены микросхемы, образующие так называемый «чипсет». Именно он и определяет ее основные характеристики. На материнской плате находится много специальных разъемов, в которые устанавливаются компоненты. Очень часто на системную плату производители сразу интегрируют такие устройства как: видеоадаптер, сетевой адаптер, звуковой адаптер, адаптер FireWire, WiFi и т.п.

Центральный процессор.

Не секрет, что производительность компьютера зависит от многих факторов и правильного подбора компонентов, но в первую очередь она зависит от вычислительной мощности установленного процессора. В компьютеры чаще всего устанавливают процессоры фирм Intel® или AMD®.
Современные процессоры обладают повышенным тепловыделением и всегда снабжаются системой охлаждения (радиатор + вентилятор). С помощью программных средств вы можете контролировать температуру процессора и изменять скорость вращения вентилятора.

Оперативная память.

Оперативная память или ОЗУ предназначена для хранения программного кода и промежуточных результатов вычислений. Она является энергозависимой, то есть, при отключении питания вся информация, находившаяся в ней, исчезает. В зависимости от модели системной платы может быть установлен абсолютно разный объем модулей. Для увеличения объема оперативной памяти, на большинстве материнских плат располагаются дополнительные слоты. Тип устанавливаемых модулей зависит от модели материнской платы. Установка модулей несовместимого типа может привести к выходу компьютера из строя. Во избежание этого рекомендуем проводить наращивание оперативной памяти в сервисных центрах, которые оказывают предлагают услуги компьютерной помощи и ремонта компьютеров.

Видеоадаптер.

Видеоадаптер служит для вывода изображения на монитор. Кроме того, именно он занимается обработкой трехмерной графики. Производительность ЗD-приложений (в первую очередь, игр) зависит главным образом от типа установленного видеоадаптера. В зависимости от модели компьютера, он может быть интегрированным (установленным непосредственно на системной плате) или выполненным в виде отдельной платы, установленной в разъемы с интерфейсом PCI Express. Некоторые модели компьютера оснащены обоими типами видеоадаптеров.

Звуковой адаптер.

Служит для формирования аудиосигнала и вывода звука на акустические системы (колонки или наушники). В зависимости от модели компьютера возможно подключение разных наборов акустики: отпростой стереосистемы, состоящей из двухколонок, до многоканальных наборов (5.1 или 7.1), использующихся для создания домашнего кинотеатра.

Жесткий диск («винчестер»).

Винчестер или накопитель на жестких магнитных дисках, это устройство для хранения программ и данных. В зависимости от модели приобретенного компьютера могут отличаться объемом и интерфейсом подключения. Объем накопителя может быть от 80 до 500 и более Гбайт. Интерфейс контроллера может быть Parallel ATA (АТА100/133) и/или Serial ATA (I или II).

Оптический привод.

Оптический привод используется для чтения и записи оптических дисков. В зависимости от модели компьютера может быть установлен CD-ROM (для чтения CD-дисков), DVD-ROM (для чтения CD и DVD дисков), Combo DVD/CD-RW (для чтения CD и DVD дисков и записи CD), DVD-RW (Для чтения и записи всех типов дисков).

Накопитель на гибком магнитном диске (FDD).

В некоторые модели компьютеров, по необходимости, устанавливают FDD накопитель 3,5 ". Однако, в последнее время он используется все реже и во многих моделях может отсутствовать или заменяться на картридер - устройство для считывания информации с флеш-карт разных типов.

TV-тюнер.

В некоторых моделях мультимедийных компьютеров может быть установлен TV-тюнер, устройство, предназначенное для приема телевизионного эфирного сигнала и вывода видеоизображения на монитор. Подробно о его подключении и использовании можно прочитать в руководстве пользователя к ТВ-тюнеру.

Прочие устройства.

В зависимости от модели приобретенного компьютера, кроме вышеперечисленных обязательных устройств, в состав системного блока могут входить другие устройства. К ним относится интерфейс IEEE-1394 (FireWire), предназначенный для подключения высокоскоростных внешних устройств (внешние устройства хранения, DV-видеокамера и др.). В некоторых моделях компьютеров может быть установлен модем - устройство, предназначенное для обмена информацией между удаленными компьютерами по телефонным линиям.

В этой статье мы подробно рассмотрим, из каких элементов состоит персональный компьютер, как это всё выглядит, какую функцию выполняет. Данная статья больше подойдет для начинающих пользователей, но и более опытные пользователи наверняка смогут найти что-нибудь для себя.

В первую очередь дадим определение компьютеру:

Персональный компьютер, ПК (от англ. personal computer, PC) или ПЭВМ (персональная электронно-вычислительная машина) - настольная микро-ЭВМ, имеющая эксплуатационные характеристики бытового прибора и универсальные функциональные возможности.

Изначально компьютер был создан как вычислительная машина, но ПК также используется в других целях - как средство доступа в информационные сети и как платформа для мультимедиа и компьютерных игр.

Обычный персональный компьютер, который находится у вас дома или работе состоит из таких частей:

• Системный блок;
• Монитор;
• Устройства ввода информации;
• Дополнительные или периферийные устройства (принтер, сканер, веб-камера и др.);

Системный блок

Главной составляющей любого компьютера является системный блок. Системные блоки бывают разных видов, как по дизайну, так и размеру. Горизонтальные и вертикальные.

В системном блоке располагаются все комплектующие современного компьютера, собственно, благодаря чему и работает компьютер.

Основные элементы системного блока:

• Корпус;
• Блок питания;
• Материнская плата;
• Процессор;
• Оперативная память;
• Видеокарта;
• Звуковая карта;
• Жёсткий диск;
• Дисковод (оптический привод);
• Система охлаждения;

Все элементы тесно связаны друг с другом и работают как единое целое.

Давайте рассмотрим каждый элемент более подробно.

Корпус

Корпус системного блока - внешняя оболочка системного блока персонального компьютера, которая защищает внутренние элементы от физического воздействия. Корпус имеет большое значение для стабильной работы компьютера. Например, хорошо продуманная система охлаждения внутри корпуса, залог стабильной работы компьютера и гарантия от перегрева.

Блок питания

Для того что бы все элементы системного блока заработали, нам и понадобится блок питания. Как уже понятно из названия, блок питания питает электроэнергией все комплектующие системного блока. На данный момент самые популярные блоки питания по мощности: 450, 500 и 600 ВТ. На мощные компьютеры, к которым относятся игровые, устанавливаются более мощные блоки питания.

Материнская плата

Материнская плата - сложная многослойная печатная и самая большая плата системного блока. Главная задача материнской платы – это соединить все элементы в одну вычислительную систему.

Процессор

Процессор, на материнской плате, отвечает за выполнение всех вычислительных операций и обработку информации. Как бы банально это не звучало, но чем лучше и новее (соответственно дороже) процессор, тем быстрее и в большем объеме он будет выполнять операций. Однако самый мощный процессор не гарантирует быструю работу компьютера, в то время как остальные компоненты системного блока сильно устарели.

Оперативная память

Оперативная память или ОЗУ – оперативное запоминающее устройство. Она предназначена для временного и быстро доступного хранения данных, для передачи на обработку в процессор. Например, запущенные программы в фоновом или скрытом режиме, буфер обмена и т.д. Чем больше объем оперативной памяти установлен на компьютере, тем на более быструю работу можно рассчитывать.

Видеокарта

Видеокарта - так же как и материнская плата, сложная многослойная печатная плата, вставляется в разъем на материнской плате. Видеокарта может быть как встроенная (интегрированная), так и внешняя, в виде отдельной платы. Основная функция видеокарты – формирование и вывод изображения на экран компьютера. Мощностей интегрированной видеокарты зачастую хватает только для использования офисных приложения и «серфинга» в интернете.

Звуковая карта

Звуковая карта – обработка и вывод звука на динамики компьютера. Бывают случаи, когда встроенная звуковая карта выходит из строя или пользователя не устраивает качество звучания композиций, тогда устанавливают внешнюю звуковую карту.

Жесткий диск

Жесткий диск или накопитель на жестких магнитных дисках – запоминающее устройство, предназначен для хранения информации. Именно на жестком диске хранятся все ваши данные и установлена операционная система Windows (Linux). На настоящее время набирают популярность SSD диски.

Дисковод

Сейчас уже диски все менее популярны, на замену им пришли USB флеш-накопители. Но бывают случаи, когда дисковод или как его еще называют «оптический привод» просто необходим. Когда нужно что-то считать диска, установить Windows или драйвера на компьютер.

Система охлаждения

Система охлаждения – это система из вентиляторов, которая служит для отвода теплого воздуха с компонентов системного блока и подачи холодного воздуха из внешней среды.

В данной статье специалисты компьютерного сайта kompiklava расскажут Вам, из каких элементов состоит персональный компьютер, какие устройства находятся в системном блоке и какие функции они выполняют.

Эта информация будет полезна тем, кто хочет самостоятельно собрать или модернизировать компьютер.

В общем смысле, понятие «персональный компьютер» подразумевает системный блок, в котором собственно и происходит вся вычислительная работа, и подключенные к нему устройства ввода/вывода (монитор, клавиатура, мышь, принтер).

В данной статье, мы наиболее подробно остановимся на системном блоке и ключевых элементах, входящих в его состав.

Системный блок компьютера

В состав системного блока входят:

1. Материнская плата

Материнская платаДанная плата является пожалуй самым важный элементом системного блока, так как она осуществляет взаимодействие между собой всех узлов компьютера. На материнской плате устанавливаются такие устройства как процессор, память, видеокарта и дополнительные PCI платы (сетевая карта, звуковая карта).

Среди несъемных элементов материнской платы наиболее значимым является чипсет. Это набор микросхем, обеспечивающих передачу данных между всеми узлами компьютера. Чипсет состоит из северного и южного моста.
Южный мост

Южный мост обеспечивает взаимодействие жестких дисков, различных накопителей и всех периферийных устройств с северным мостом.
Северный мост

Северный мост обеспечивает взаимодействие графического контроллера и памяти с центральным процессором, а так же связь процессора со всеми устройствами, за которые отвечает южный мост. Также северный мост определяет тип оперативной памяти (DDR, SDRAM и другие) , её предельно допустимый объем и скорость обмена данными с процессором.

2. Процессор

Процессор - это главный «мозг» компьютера. Он осуществляет все арифметические и логические операции. От частоты его работы во многом зависит производительность компьютера в целом.

Так же, производительность компьютера зависит от количества ядер процессора, и системы команд, которая определяет за какое количество тактов будет выполнена та или иная операция.

3. Оперативная память

Оперативная памятьЧасто этот элемент называют просто — память компьютера, так как она напрямую используется центральным процессором для хранения данных, обрабатываемых в процессе вычислений, и поэтому ее размер существенно влияет на производительность компьютера.

Данные, находящиеся в оперативной памяти хранятся лишь то время, пока компьютер включен, и после каждой перезагрузки оперативная память обнуляется.

4. Жесткий диск

Жесткий дискОтвечает за долгосрочное хранение данных на компьютере. Для доступа к информации, хранящейся на жестком диске требуется гораздо больше времени, чем в случае с оперативной памятью, поэтому объем жесткого диска влияет лишь на то, какое количество программ или файлов Вы сможете хранить на своем компьютере, а не на производительность и скорость работы компьютера.

Однако, на жестком диске размещается файл подкачки, который используется операционной системой для компенсации нехватки объема оперативной памяти когда это необходимо, и размер этого файла все же может сказаться на эффективности работы компьютера.

Ну и конечно, если забить до отказа раздел жесткого диска, на котором размещается операционная система, это безусловно повлечет за собой серьезные проблемы в работе, такие как зависания, медленная работа компьютера и прочее.

5. Видеокарта

Видеокарта отвечает за формирование видеосигнала и посыл его на монитор компьютера. Это довольно сложное устройство, которое имеет в своем составе собственный процессор и оперативную память.

Часто, на плате видеокарты располагается дополнительный кулер, хотя в некоторых моделях до сих пор применяется пассивное охлаждение, которое подразумевает лишь наличие радиатора, вбирающего в себя тепло от ведеокарты.

Хорошая видеокарта, в купе с большим объемом оперативной памяти и мощным процессором способна обеспечить максимальную производительность Вашему компьютеру, и позволить без проблем запускать новинки видеоигр или заниматься созданием 3D графики и обработкой видео.

6. Оптический привод

Оптический приводДанное устройство предназначено для чтения и записи информации на CD-дисках. Более функциональные модели обладают возможностью чтения и записи различных форматов дисков, таких как DVD и Blu- Ray.

Однако, в следствие обретения большой популярности флеш-памяти, оптические диски постепенно выходят из моды, и если говорить об офисных компьютерах, в них часто отсутствует оптический привод за ненадобностью.

Возможно, через некоторое время данные устройства полностью выйдут из употребления, как в свое время приводы для дискет (накопители на мягких дисках), но на данный момент, все же на прилавках магазинов все фильмы, музыка и видеоигры распространяются именно в формате комакт дисков.

7. Блок питания

Блок питания в нашем списке находится на последнем месте, однако он играет отнюдь не последнюю роль в работе ПК, так как этот прибор обеспечивает питанием все комплектующие компьютера, и правильный выбор блока питания является залогом надежной работы вашего компьютера.

Таким образом, в данной статье мы рассмотрели стандартную конфигурацию среднестатистического системного блока персонального компьютера. Также, в составе системного блока могут находиться дополнительные PCI-устройства, такие как аудиокарта, сетевая плата, wi-fi адаптер и др.