Строение персонального компьютера
Введение
Все мы знаем что 21 век это век компьютерных технологий. Компьютеры мы используем практически везде – дома, на работе, даже в поездке. В связи с тем, что нас повсюду окружают компьютеры, не мешало бы знать из чего они состоят и как работают, да и вообще при покупке компьютера или комплектующих может пригодиться.
При всем разнообразии модификаций компьютеров все они состоят из одних и тех же видов устройств.
Условно детали ПК можно разделить на:
1. Внутренние детали (комплектующие). Как правило, внутренние детали компьютера находятся внутри системного блока, или как его еще раньше называли, процессора. Но не следует путать: процессор это маленькая микросхема, расположенная на системной плате, и являющаяся «мозгом» компьютера. В основном внутренние детали располагаются на общей одной плате, называемой системной.
2. Внешние
детали (периферийные устройства). Они
подключаются к системному
Корпус системного блока
является основным элементом компьютерной системы, на котором крепятся все его устройства.
Корпуса могут иметь разные формы – вертикальную и горизонтальную.
Вертикальная – башня (tower) обычно располагается рядом с монитором или ставится под стол вниз. Только не следует его пинать ногами, т.к. внутренние элементы компьютера очень чувствительны к сотрясению. Вертикальные башни подразделяются на следующие форматы: mini-tower, midi-tower, big-tower.
Mini-tower - достаточно невысокий по высоте корпус. Поначалу, в эпоху господства системных плат формата Baby АТ, был самым хорошо распространенным, но сегодня он встречается значительно реже, т.к. с размещением в нем полноразмерных системных плат АТХ могут появиться проблемы, остаются лишь малогабаритные платы форматов micro-ATX и flex-АТХ. Такие корпуса чаще всего используется в компьютерах самых простых конфигураций и применяются в качестве офисных машин или сетевых терминалов.
Midi-tower – наиболее распространенный сегодня формат корпуса - midi (middle)-tower АТХ. Он обеспечивает использование большого числа накопителей и практически всех типов системных плат при приемлемых габаритных размерах. Данный вид корпуса подходит практически для всех домашних и офисных машин и применяется везде.
Big-tower – являются самыми крупногабаритными корпусами и обеспечивают расположение системных плат любых размеров и самого большого количества устройств формата 5,25", чаще всего 4 - 6. Помимо того, они чаще всего комплектуются блоками питания повышенной мощности. Основная сфера применения таких корпусов - рабочие станции, небольшие серверы и компьютеры для продвинутых пользователей.
Горизонтальная форма носит название «десктоп» (desktop). Размещается обычно под монитором. Выглядит такая конструкция очень изящно. Однако собирать и ремонтировать компьютер на базе «десктопа» трудно и неудобно. К тому же объем горизонтального корпуса значительно меньше, а блоки питания отличаются малой мощностью. Здесь можно сделать вывод – время корпусов типа «десктоп» неумолимо проходит, уступая место новому поколению «tower».
Устройство материнской платы
Системная
плата (от англ. Motherboard) – главная печатная
многослойная плата, на которой расположены
все основные компоненты компьютера. Системную
плату также называют еще и материнской
платой или просто матерью. Она является
самым важным элементом, обеспечивающая
сопряжение и работу всех устройств компьютера,
начиная от центрального процессора, кончая
мышью и клавиатурой.
На материнской плате имеются специальные
разъемы и слоты для подключения всех
элементов системы: процессора, видеоадаптера,
звукового адаптера, жёстких дисков, модули
оперативной памяти и других дополнительных
периферийных устройств. Некоторые устройства
подсоединяются к гнёздам на задней панели
платы, некоторые соединяются с ней шлейфами,
SATA-кабелями или иными проводами.
Производители системных плат
Быстродействие и возможности системной платы зависят не только от чипсета, но и также еще и от производителя.
У каждого
производителя имеются свои особенности:
ASUSTeK – отличаются отличной оснасткой
и стабильностью работы;
Abit - способна к разгону;
Gigabyte – имеют запасную микросхему BIOS, в случае повреждения которой можно легко восстановить;
Albatron
и Foxconn – сравнительно при невысокой
цене обладают максимальным
Устройство процессора компьютера
Процессор ПК – это основной компонент компьютера, его «мозг», скажем так. Он выполняет все логические и арифметические операции, которые задает программа. Кроме этого он выполняет управление всеми устройствами компьютера.
Сегодня процессоры изготавливаются в виде микропроцессоров. Визуально микропроцессор – это тонкая пластинка кристаллического кремния в форме прямоугольника. Площадь пластины несколько квадратных миллиметров, на ней расположены схемы, которые обеспечивают функциональность процессора ПК. Как правило, пластинка защищена керамическим или пластмассовым плоским корпусом, к которому подсоединена посредством золотых проводков с металлическими наконечниками. Такая конструкция позволяет подсоединить процессор к системной плате компьютера.
Из чего состоит процессор ПК?
- шины адресов и шины данных;
- арифметико-логическое устройство;
- регистры;
- кэш (быстрая память небольшого объема 8-512 Кбайт);
- счетчики команд;
- математический сопроцессор.
Популярные производители процессоров ПК.
Первое место занимает процессор Intel Core i5. Отличный вариант для мощной игровой машины.
Второе место - Intel Celeron E3200, не смотря на достаточно приличную стоимость. Оптимальный вариант для офисной машины.
Третье место занимает снова intel — на этот раз 4-х ядерный Core 2 Quad.
Четвертое место - процессор AMD Athlon II X2 215 2.7 GHz 1Mb Socket-AM3 OEM. Хороший выбор для дома и офиса, для тех кто хочет сэкономить и не нуждается в супер мощной машине. К тому у этой модели процессора есть много места для разгона.
Пятое место - AMD Phenom II X4 945. Хорошая цена, отличная производительность, большой кэш и 4 ядра на борту.
Оперативная память ПК
Оперативная память ПК (также оперативное запоминающее устройство, ОЗУ) - часть системы памяти компьютера, в которой временно хранятся данные и команды, необходимые центральному процессору для осуществления операций. Информация в процессор передается либо непосредственно, либо через кэш-память. У каждой ячейки ОЗУ есть свой индивидуальный адрес. Так как оперативная память - это временное хранилище информации, то после выключения или перезагрузки компьютера, все данные находящиеся в ней будут стерты.
Тип оперативной памяти
SDRAM (PC-133)
- устаревший вид оперативной
памяти и встречается крайне
редко, да и стоит недешево.
Компьютеры с таким типом
DDR SDRAM или просто DDR
DDR (double data rate — двойная скорость передачи данных) (PC-200, PC-400) — также устаревший вид памяти, используется крайне редко. Такой модуль выполнен в виде платы со 184-мя контактами. Для него стандартное напряжение 2,5 В.
DDR2 - наиболее распространенный на сегодняшний день тип памяти. DDR2 может делать выборку сразу 4 бита данных за один такт, тогда как DDR всего 2 бита, т.е. способна передать при каждом такте работы процессора в два раза больше бит информации из ячеек микросхемы памяти. Этот модуль имеет по 120 с обеих сторон, а стандартное напряжение для него 1,8 В.
DDR3 - новый
тип памяти, который позволяет
делать выборку уже 8 бит данных
за такт. Выполнен также в виде
240-контактной платы, однако
Объем оперативной памяти
Самые популярные модули с объемом 512Мб, 1024Мб и 2048Мб. Необходимый объем оперативной памяти зависит от установленной операционной системы и целей, для которых используется ПК. Как правило, если установлена Windows XP и компьютер используется для серфинга в интернете и работы с приложениями, то 512Мб — 1Гб. Для гэймеров и людей, работающих с графикой необходимо как минимум 2Гб. Если вы используете Windows Vista требования к объему памяти можно смело удваивать.
Производители
Вот краткий список хорошо зарекомендовавших себя производителей: Samsung, Corsair, OCZ, Transcend, Kingston, Patriot.
Графическая система
Работа с графикой – одна из сложных задач, выполняемым персональным компьютером. Видеокарта – это сложное многофункциональное звено из всех компонентов компьютера. По другому ее также еще называют видеоплата, видюха, видеоадаптер. На ее «плечи» ложатся такие задачи, как обработка и вывод на экран монитора изображения. Видеоплата обладает собственной оперативной памятью и не зависит от основной
Цифро-аналоговый преобразователь. (Random Access Memory Digital to Analog Converter) – это микросхема цифро-аналогового преобразования, отвечающая за вывод изображения на экран, т.е. за правильность и насыщенность цветов и за четкость изображения. RAMDAC на плате может быть несколько – отдельный чип можно установить для поддержки выхода на монитор или для видеовыхода.
От частоты работы RAMDAC зависят три параметра видеорежима:
- разрешение картинки (максимальное количество по горизонтали и вертикали);
- частота вертикальной развертки (Гц);
- количество отображаемых цветов (16-битный или 24 (32)-битный цвет.
Как правило, мощная видеокарта, предназначенная для современных 3D-игр оснащена мощным процессором и большим объемом оперативной памяти. Создание объемного реалистичного изображения задача не простая, и для хранения одних только текстур нужен объем собственной оперативной памяти до 256 Мб. Также имейте ввиду спецэффекты в играх. Для поддержки всей этой красоты в процессор видеокарты встраивают специальный блок – «Блок трансформации и освещения» (T&L). Это позволяет получить превосходное качество игрового изображения, но тут имеется недостаток – цена платы вырастает на несколько десятков долларов.
У видеокарты имеется еще одна замечательная функция – вывод изображения на экран телевизора или прием видеосигнала с видеомагнитафона, камеры или телевизионной антенны (эту функцию выполняют видеовход и ТВ-тюнер). В связи с этим у видеоплаты появляется еще одна функция – обработка мультимедиа-информации. Более этого современным видеокартам свойственно сегодня заниматься еще и декодированием «сжатого» видеосигнала, поступающего с DVD-привода.
Чипсет. Видеоплата как и материнская плата имеет свой «мозговой центр» - специальная микросхема, графический чип, объединяющий в себе «подразделения», ответственные за работу с двухмерной и трехмерной графикой.
Производительность плат в трехмерных играх характеризуют две величины:
- количество треугольников или пикселей, составляющие сложное графическое изображение, которые способна прорисовать плата в секунду;
- количество кадров, сменяющихся на экране в секунду (fps – frame per second) в трехмерной игре.
Чем мощнее видеоплата, тем больше количество fps. На скорость также влияет и тип используемого процессора, цветовой режим, а также использование различных спецэффектов.
Из всех производителей на рынке чипсетов для видеокарт выделились два основных лидера:
1. NVIDIA (GeForce 8). Платы на основе NVIDIA стали несомненными лидерами и считаются лучшими для любителей реалистичных игр. Каждый чипсет выпускается в нескольких модификациях. К примеру, у серии GeForce 8 существует несколько модификаций:
- GeForce 8800 GTS;
- GeForce 8800 GTX;
- GeForce 8800 Ultra.
Теоретически они относятся к одному поколению, но в производительности могут отличаться существенно.
2. AMD/ATI (Radeon HD 2900 XT). Платы на основе AMD отличаются превосходным качеством работы с цветом и огромными мультимедиа-возможностями (видеовыход, видеовход, ТВ-тюнер). Они считаются лучшими в плане просмотра DVD – есть отличный аппаратный видеодекодер, особенно в картах новой серии HD, снабженных аппаратным видеодекодером высокого разрешения. Платы AMD дают отличное качество двухмерной графики, так что подойдут и домашним пользователям, и профессиональным дизайнерам. Несмотря на все эти качества они довольно таки капризны – иногда чтобы добиться максимального быстродействия приходится «подкручивать винтики» в их драйверах.
Объем оперативной памяти. На сегодняшний день все графические видеокарты имеют объем оперативной памяти минимум 256 Мб (для просмотра видео хватает даже 8 Мб). Остальное виртуальное пространство используется для создания качественной графики в трехмерных играх и чем его больше, тем реалистичней кажется игра. В трехмерных играх для быстрой и полноценной работы на 19-дюймовых мониторах хватает и 256 Мб памяти. Для работы с высоким разрешением 1600x1200 требуется уже чуть больше оперативной памяти – до 512 Мб. Ну а 1 Гб «оперативка» может значительно улучшить качество картинки и сделать ее на много реалистичнее.
Тип используемой памяти. Совсем недавно этот параметр не имел особого значения, но времена поменялись и многие пользователи придираются к типу памяти. Тип памяти на видеокарте практически ни чем не отличается от обычной оперативной памяти и используется, как правило, DDR3, а более дорогие модели оснащены более быстрой памятью – GDDR4.
Многие модели видеокарт собранные разными производителями на основе одного чипсета могут оснащаться разными типами памяти, за счет чего их быстродействие может отличаться на десятки процентов.
Разрядность шины. От разрядности или от «ширины» шины зависит быстродействие видеокарты. Стандартная «ширина» шины 256 бит, но на дешевых моделях ее могут искусственно сократить до 128 бит. При этом вся мощь даже самых «крутых» процессоров сводится на нет. Так что при выборе видеокарты стоит обратить внимание на этот параметр.
Поддержка HD-видео. HD-видео – это видео с высоким разрешением. HD-фильмы на компьютере появились совсем недавно и все сводится к тому, что будущее именно за ними. К сожалению декодирование HD-сигнала дает дополнительную нагрузку на центральный процессор и даже процессоры с тактовой частотой 2 Ггц с этим не справляются. Именно поэтому на видеокартах в новых чипсетах от AMD и NVIDIA предусмотрен аппаратный HD-декодер, который берет всю нагрузку по обработке HD-сигнала на себя. Если вы планируете смотреть HD-фильмы не на экране монитора, а на плазменной ЖК-панели, то вам следует обратить внимание на выход HDMI.
Жесткий диск
Также
как и человеку, компьютеру необходимое
некое хранилище, где он будет
хранить информацию. В связи с
этим появились специальные устройства,
которые могли хранить информацию.
Эти устройства называются накопители
информации – жесткие диски, флеш-диски,
компакт-диски, флоппи-диски. Мы пока остановимся
на жестком диске, разберемся как он устроен
и вообще что такое жесткий диск.
Сегодня производители жестких дисков
вышли на такой уровень, что появились
винчестеры с терабайтами свободного
пространства. С каждым годом винчестеры
все модернизируются и совершенствуются
– становятся быстрее, скоростнее и вместительнее.
Однако многие специалисты считают, что
данной магнитной технологии уже давно
пока уйти на «пенсию». Ведь современный
жесткий диск обладает рядом недостатков
– высокое энергопотребление, шумность,
тепловыделение, а
главное низкий уровень защиты данных.
Преемниками винчестеров уже являются
флэш-диски. Но их объемы не превышают
несколько десятков гигабайт, да и стоят
они куда дороже винчестеров. Но все же
наука сделала шаг вперед и на рынке появились
уже «гибридные» HDD, в корпусе которых
содержатся как обычные жесткие диски,
так и новые флэш-микросхемы. Поддержка
таких накопителей предусмотрена в Windows
Vista.
Звуковая система
Со временем появились системные платы со встроенными звуковыми картами. Сегодня практически на многих системных платах стоит встроенная система типа HD-Audio (High Definition Audio) с поддержкой восьмиканального звука и встроенных эффектов.
Типы звуковых схем.
Звуковая схема подразумевает в себе число каналов, которые используются для подключения акустических систем. На данный момент существуют следующие звуковые схемы: 2, 2.1, 4.0, 4.1, 5.1, 6.1, 7.1. Первая цифра означает количество колонок, отвечающие за средние и высокие частоты, а единица – наличие канала для подключения низкочастотной колонки (сабвуфера).
Сегодня стандартом считается звуковая схема с поддержкой восьмиканального звука (7.1). Данная система звучания позволяет пользователю уйти головой в виртуальный мир небывалой графики и объемного звучания.
В основном объемный звук используется в двух случаях:
- в современных игрушках – они рассчитаны на многоколоночную систему и требуют поддержки огромного количества пространственных спецэффектов.
- в DVD-фильмах – здесь звуковая дорожка уже разложена на нужное количество каналов по стандарту Dolby Digital EX.
Использование восьмиканальной системы (5 основных каналов + 2 канала для создания объемности эффектов + 1 низкочастотный динамик-сабвуфер) дает звук отличного качества и небывалой реалистичности.
Стандарты объемного звучания.
На коробках и упаковках нам часто приходится встречаться с такими аббревиатурами, как Dolby Digital, AC-3, Dolby EX, DTS, THX и т.д., в которых можно легко запутаться. Давайте разберемся, что они означают.
Dolby Digital (DD) - стандарт, разработанный компанией Dolby Laboratories. Этот формат вышел в 1992 г. и предполагает вывод шестиканального звука - 5.1. В этом формате записаны многие звуковые дорожки большинства фильмов на DVD. Термин же AC-3 обозначает систему компрессии звука, которая применяется в данной системе.
Dolby EX – более совершенная модель Dolby Digital, разработанная в 2001 г. и отличается от DD добавлением двух дополнительных каналов (7.1.). данная система сегодня считается наиболее продвинутой в мире трехмерного звучания. Но, не смотря на это, фильмов, записанных с ее использованием пока мало.
DTS – конкурент Dolby Digital. Данный стандарт разработан студией Стивена Спилберга. Система поддерживает вывод звука на шесть колонок (5.1.) и дает значительно лучшее звучание, чем DD.
THX – стандарт одноименной компании Джорджа Лукаса. По мнению компании аппаратура со знаком THX имеет идеальное звучание в любом помещении.
Наряду с выше перечисленными стандартами, существуют еще и другие, так называемые, «игровые» стандарты.
A3D и
A3D2 – два стандарта компании Aureal.
Эта компания первая
EAX (Environmental Audio eXtensions) – стандарт студии Creative Labs на основе DS3D. Сегодня стандарт EAX поддерживают большинство звуковых карт и чипов, а вот более совершенные версии EAX 2.0 и EAX 3.0 поддерживаются только картами семейства Sound Blaster Live! и Audigy. Последние версии EAX работают с десятками видов эха, отраженных звуков, моделируют искажение звука при «столкновении» с различными препятствиями и прохождениями сквозь них
Мониторы
С этого времени мониторы прошли долгий путь, изменившись даже внешне гораздо сильнее, чем другие компьютерные детали.
Три закона современной мониторотехники:
1. Монитор
должен быть максимально
2. Монитор
должен обеспечивать
3. Монитор
должен быть максимально
Вплоть до начала этого века в роли мониторов выступали «продвинутые» телевизоры — пузатые и тяжелые ящики на основе электронно-лучевой трубки (ЭЛТ).
Преимущества ЭЛТ известны: довольно низкая цена (ведь технология обкатана до совершенства), превосходная цветопередача и... На этом преимущества заканчиваются и начинаются недостатки. Их тоже можно перечесть с лету: громоздкость, непомерные аппетиты в потреблении дорожающего с каждым годом электричества. А самое главное — вредное воздействие «пушки» на наши ясные очи: хотя от излучения нас защищает толстое просвинцованное стекло кинескопа, назвать ЭЛТ-трубки «безвредными» не могут даже сами разработчики.
Альтернативу «трубочному» монитору нашли давно: дисплеи на основе жидких кристаллов! В начале 70-х годов прошлого века на рынке появились первые, еще совсем крохотные, LCD-дисплеи, правда годные разве что для наручных часов или калькуляторов, а не для больших компьютеров. К тому же первые дисплеи были еще монохромными — выдавали лишь черный или зеленый цвет (в зависимости от установленного фильтра).
У ЖК-дисплея есть масса преимуществ перед традиционной ЭЛТ. Они компактны и легки, их толщина составляет всего несколько сантиметров, безопасны в медицинском и экологическом отношении, потребляют в несколько раз меньше энергии. А главное — обладают плоским экраном, более качественным по сравнению с традиционным выпуклым. Наконец, еще одно преимущество ЖК-мониторов — цифровой метод передачи информации. Ведь в традиционных мониторах на основе ЭЛТ для передачи информации с компьютера используется аналоговый канал, что неизбежно приводит к помехам и искажениям. Цифровой метод передачи информации этих недостатков лишен, разве что пользователю при покупке ЖК-монитора придется обзавестись и видеокартой с цифровым (DV) выходом. К сожалению, есть у жидкокристаллических мониторов и недостатки: по качеству цветопередачи традиционные ЭЛТ-мониторы пока что впереди
Клавиатура
Выход
в 1995 году ОС Windows 95 дал толчок к расширению
количества кнопок на клавиатуре с 101 до
104-105 клавиш. Добавленные кнопки позволяли
воплотить в жизнь новые
Традиционные классы клавиш:
1. Алфавитный и цифровой блок.
2. Клавиши
служебного характера,
3. Клавиши функционального назначения (от F1 до F12), позволяющие управлять активным на данный момент приложением.
4. Двухрежимные
клавиши, которые могут
С каждым годом на рынке клавиатур появляются новые модели клавиатур. Например, в 2004 году студией Артемия Лебедева была представлена публике клавиатура Optimus, часть кнопок которой оснащены миниатюрным OLED-дисплеем. А зависимости от используемой утилиты значки на кнопках меняются. Довольно удобная модель, но уже не новая, так как подобное изобретение уже запатентовано в США в 1998 году.
Еще одной новинкой является клавиатура Virtual Keyboard, представленная компанией VKB. Принцип работы устройства заключается в испускании маленькой коробочкой световых лучей, проецирующих на плоской поверхности кнопки клавиатуры. Отслеживание действий пальцев ведется специальными датчиками, которые преобразуют полученные сигналы и передают ПК.
Однако на протяжении долгих лет клавиатура все же является устройством ввода информации. Хотя в последнее время она расширилась кнопками управления работой ОС и утилит, но их успешно выполняет мышь. Только профессионалы все же предпочитают использовать комбинации нежели кликать мышкой.
Клавиатура, как в принципе и мышь, продается либо с разъемом PS/2, либо USB. Стоит заметить, что на скорость работы устройства не влияет тип разъема, функционирует клавиатура одинаково как на одном, так и на другом разъемах.
Устройство компьютерной мыши
Самой дешевой и простой моделью является механическая мышь. Например, устройство можно приобрести всего за 2 доллара, но плохого качества. Однако модели от Genius и Microsoft стоят подороже – от 10 до 30 долларов не заставляют нас менять мышь каждые 2-3 месяца. Механическая мышь оснащена тяжелым металлическим шариком, покрытым тонкой оболочкой из резины и выглядывающим из небольшого выреза-окошка внизу поверхности устройства. Этот шарик при передвижении мыши приводит в движение расположенные внутри корпуса ролики, один из которых отвечает за передвижение указателя на мониторе по вертикали, а другой – по горизонтали. Далее получаемые координаты переводятся в компьютерный сигнал посредством сетки координат. Данный вариант мышей уже устарел и поэтому встречаются они редко.

- Строение пищеварительного канала
- Строение пищеварительной системы насекомых
- Строение пищевода
- Строение ПК и принцип его работы
- Строение полисахаридов
- Строение половой системы особей пчелиной семьи. Размножение пчёл (эмбриогенез, постэмбриональное развитие – личинка, предкуколка, кукол
- Строение почвенного профиля и их классификация
- Строение морского флота при Петре I
- Строение моче выделительной системы
- Строение нервной системы человека
- Строение ногтя
- Строение опорно-двигательной системы
- Строение органа слуха
- Строение папиллярных узоров и их свойства