Компьютер изнутри

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

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

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

Устройство системного блока

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

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

Чтобы узнать свои характеристики, прочитайте: «Как узнать характеристики компьютера».

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

Из чего состоит компьютер:

Теперь давайте более детально расскажу про каждую составляющую.

Блок питания

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

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

Материнская плата

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

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

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

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

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

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

Центральный процессор

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

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

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

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

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

Оперативная память

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

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

Жесткий диск

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

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

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

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

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

Дисковод гибких магнитных дисков

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

Привод оптических дисков

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

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

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

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

Дополнительные устройства (периферийные устройства)

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

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