Интересует многих пользователей, включая опытных юзеров, не говоря уже о новичках. В этой статье мы постараемся подробно и максимально просто объяснить, что же такое компьютер и из каких элементов он состоит.

Для начала определимся с самим термином компьютер или электронно-вычислительная машина (ЭВМ) – вычислительная машина, предназначенная для передачи, хранения и обработки информации. Вот и вся сложность.
Как ни странно, но первый компьютер (точнее вычислительный механизм) был создан давным-давно, когда нас с Вами еще не было. А началось все с самых простых счет (абак) – а чем не компьютер? Информацию обрабатывает, отличается особой надежностью и никаких ошибок зависящих от самого устройства не может быть даже теоретически (хотя человеческий фактор и здесь играет решающую роль).
Но, гораздо более интересным, действительно вычислительным механизмом, стал антикитерский механизм , который изобретен около 100 года до н.э.
С приходом в нашу жизнь электричества, а позже и транзисторов с интегральными схемами, жить стало лучше – жить стало веселей.
С каждым годом, точнее около двух лет, количество транзисторов в процессорах увеличивается в два раза, следовательно, увеличивается мощность вычислительных машин. Мало кого сейчас можно удивить способностями современной техники, - прогресс не стоит на месте. Интерес человечества к персональным компьютерам возрастает с каждым днем, и многие хотят узнать более подробно об устройстве ПК, что же приступим.
Каждый компьютер состоит из нескольких частей, каждая из которых отвечает за определенное действие (передача, хранение, обработка). Главной составляющей любого ПК является системный блок, в котором заключена вся его сущность.

Обычно, системный блок – это самый большой ящик, из которого выходит много проводов. Но есть варианты ПК, у которых системный блок отсутствует как отдельное явление, а вся начинка вмонтирована в монитор. Более подробно устройство системного блока рассмотрим немного позже.
Второй составляющей ПК является монитор. Естественно, без монитора компьютер работать может, вот только Вам от этого никакого толку нет. Мониторы до недавнего времени были двух типов: ЭЛТ и ЖК.

Ввиду технического прогресса мониторы с электронно-лучевой трубкой отдали пальму первенства жидкокристаллическим матрицам, и встретить ЭЛТ-мониторы в продаже уже практически нереально. ЖК-мониторы отличаются друг от друга физическим размером (диагональ в дюймах), разрешением матрицы (в пикселях), непосредственно типом матрицы (TN, PWA, MWA), типом подсветки матрицы (лампы или светодиоды), количеством доступных разъемов для подключения источников видеосигнала и непосредственно дизайном.
Для нормальной работы с персональным компьютером еще потребуются устройства ввода информации - мышь и клавиатура.

Рассматривать эти девайсы подробно бессмысленно, так как каждый человек, даже самый далекий от информационного мира, знает, что это такое.
Остальные части ПК, которые некоторые считают незаменимыми составляющими компьютера, для нормальной работы абсолютно не обязательны. Рассматривать принтеры, сканеры, планшеты, акустику, вебкамеры и прочие девайсы мы будем в следующих статьях и обзорах. А сейчас перейдем к подробному рассмотрению внутренностей системного блока. И постараемся разобраться, за что отвечает каждый элемент.
Открыв боковую крышку, Вы увидите много всего интересного, блестящего и разноцветного. Наверняка первым делом Ваш взгляд обнаружил большую печатную плату размером с лист А4.
Это материнская плата (motherboard) – шасси системного блока, которое отвечает за соединение всех остальных комплектующих в единую систему. На первый взгляд «материнка» покажется чем-то очень сложным и замысловатым. С технической стороны так оно и есть, ведь много чего спрятано внутри самой платы и не видно невооруженным глазом. Но, на самом деле с практической стороны ничего сложного в устройстве нет. Как Вы уже наверняка заметили, в материнскую плату вставлены другие платы, немного поменьше. Рассмотрим доступные разъемы типичной материнской платы на следующем рисунке.

1. Гнездо для установки процессора (Socket ). В зависимости от модели, типа процессора отличается и количество отверстий в сокете, по этому, установить процессор от Intel в сокет для процессора AMD физически не возможно. В собранном системном блоке увидеть сокет невозможно, так как в него уже установлен процессор, а на процессор установлен радиатор с вентилятором (кулер).
2. Гнезда для оперативной памяти. Обычно их парное количество.
3. Разъем для видеокарты.
4. Разъемы PCI(бОльшие) и PCI-Express x1(меньшие) для дополнительных плат расширения (ТВ-тюнеры, аудио карты, сетевые карты, модемы).
5. Разъемы для подключения жестких дисков и приводов.
а) SATA разъемы (7 контактов) – существует три вида отличающихся только пропускной способностью. SATA (вариант SATA revision 1.x или SATA/150) скорость передачи данных до 1,5 Гбит/с. SATAII (вариант SATA revision 2.x или SATA 2.0) – до 3 Гбит/с и SATA Rev.3.0 (SATA 6Gb/s) – до 6 Гбит/с.
б) IDE разъем (40 контактов) – уверенными темпами теряет популярность и в скором времени должен полностью исчезнуть (некоторые производители материнских плат уже отказались от этого разъема).
6. Разъемы для подключения питания. В данный момент стандарт АТ(12 контактный) используется на старых ПК. В новых же, применяется стандарт АТХ – 20-контактный разъем или АТХ2.0 – 24 контактный. Дополнительный 4-х контактный разъем используется для питания процесора.
Кажись, все разъемы на материнской плате рассмотрели.
Ах, да! Еще же есть целая куча разъемов на боковой части материнской платы, но о них мы расскажем как-нибудь в другой раз.

Скажем лишь, что предназначены они для подключения тех самых мыши и клавиатуры, монитора (если видеокарта встроенная), акустической системы, USB устройств (принтеры, сканеры, флешки) и прочих «незаменимых» девайсов.
Вернемся к подробному обзору внутренностей нашего системного блока.
Более наглядно расположение комплектующих можно рассмотреть на следующей схеме.

Типовая схема расположения комплектующих внутри системного блока

Процессор – мозг компьютера, отвечающий за обработку информации. Чем мощнее процессор, тем быстрее будет выполняться расчет данных и тем быстрее буде функционировать ПК в целом.

Процессоры отличаются размером, производительностью, тепловыделением, количеством контактов, точнее сказать сокетом. Например, для процессоров Intel, на сегодняшний день наиболее распространенными являются три сокета: Socket T (775), Socket H (1156), Socket B (1366). Для AMD также популярны три сокета: AM2, AM2+ которые имеют одинаковое количество ножек (940) и сокет АМ3 (938 у процессоров и 941 на платах).

Кулер (охладитель) – предназначен для отвода тепла от греющегося процессора и его рассеивания.

Кулеры бывают пассивными и активными (с вентилятором). Также существуют , отличающиеся большей эффективностью и меньшим шумом при работе, и экстремальные системы охлаждения (жидкий азот, фреон).

Оперативная память (ОЗУ) - предназначение довольно простое, держать в себе наиболее востребованные данные, и предоставлять процессору эти данные для обработки. Создание оперативной памяти потребовалось для того, что бы ускорить работу процессора, так как основная задержка в работе вызвана не скоростью работы процессора, а скоростью обмена данными между процессором и физической памятью (жестким диском). Чем больше объем оперативной памяти, тем быстрее будет работать компьютер в целом.

Существует несколько типов оперативной памяти: DDR – практически ушедший в бытие стандарт; DDR2 – отличается увеличенной вдвое скорость передачи данных, количество контактов 240 (по 120 с каждой стороны); DDR3 – последний из доступных типов ОЗУ, отличается пониженным энергопотреблением и увеличенной частотой шины. Тип DDR3 также имеет 240 контактов, но не совместим с разъемом под DDR2, так как ключ расположен в другом месте.

Видеокарта – еще одна важная часть системного блока, предназначенная для вывода изображения на монитор. На видеокарту ложится ответственное задание, и она отличается высокой производительностью и немалым энергопотреблением. По этому видеокарта (графический ускоритель) оборудована собственным кулером.

Чем мощнее ускоритель, тем в более современные игры Вы сможете поиграть с максимальным комфортом и качеством. В случаях, когда особой графической производительности не требуется, видеокарта может быть встроенной в материнскую плату. При этом производительности вполне достаточно для обычной работы с офисными приложениями, интернет-серфинга и нетребовательных игр. Определить есть ли в Вашей материнской плате встроенная видеокарта, можно посмотрев на боковую часть «материнки» и отыскав один из возможных разъемов для подключения монитора.
Существует несколько стандартов слотов для видеокарты. AGP – морально устаревший слот, в настоящее время встречается только на довольно старых ПК. PCI-Express х16 – существует несколько версий: 1.0, 1.1, 2.0, отличающиеся пропускной способностью.
Сами видеокарты имеют свой графический процессор и свою оперативную память (исключением являются встроенные видеокарты, которые используют общую оперативную память системы). Чем выше частота графического ядра, частота памяти и больше ее объем, тем мощнее видеокарта (теоретически).

Над материнской платой расположена еще одна коробочка – блок питания .

Объяснять для чего он нужен, думаю, смысла нет.

Немного правее от материнской платы располагается корзина с жестким диском (HDD) . Это также один из важнейших элементов системного блока, так сказать хранилище Ваших данных. Современные винчестеры достигли объемов памяти измеряемой сотнями гигабайт, а некоторые модели доступны объемом до 2 терабайт.

Хотя работа за компьютером и возможна без жесткого диска, он является незаменимой составляющей ПК, естественно, чем больше объем жесткого диска, тем больше информации Вы сможете хранить у себя на компьютере (фильмы, музыка, фотографии, документы).

Немного выше обычно располагается картридер .

Устройство, пришедшее на смену Floppy-дисководу. Картридер позволяет напрямую работать с картами памяти (SD, xD, MMS ) при этом получить бОльшую скорость обмена данными, чем при использовании дополнительных кабелей (например, при подключении телефона с картой памяти).

Еще выше расположился привод оптических дисков .

В настоящее время встретить просто CD приводы или комбо-приводы практически нереально. Наиболее распространены DVD-RW приводы, позволяющие записывать и считывать данные как с CD, так и с DVD дисков. Существуют также новые Blu-ray приводы, позволяющие записывать на один BD диск от 25 ГБ до 500 ГБ (по последним данным), это стало возможным благодаря 10-слойному диску. Но пока Blu-ray приводы не достаточно популярны ввиду их дороговизны.

Ну, кажись, все. Надеюсь, наша статья поможет Вам хоть немного разобраться в устройстве персонального компьютера, и в будущем не падать лицом в грязь, называя большую черную коробку не процессором, а системным блоком.

| Как устроен персональный компьютер. Основные характеристики персонального компьютера

Урок 7
Устройство персонального компьютера и его основные характеристики. Знакомство с комплектацией устройств ПК, подключение внешних устройств

§7. Как устроен персональный компьютер
§8. Основные характеристики персонального компьютера

Как устроен персональный компьютер

Основные темы параграфа:

Что такое ПК;
- основные устройства ПК;
- магистральный принцип взаимодействия устройств ПК.

Изучаемые вопросы:

Что такое ПК

В § 5 мы познакомились с основными устройствами компьютера - электронно-вычислительной машины (ЭВМ) . Современные ЭВМ бывают самыми разными: от больших, занимающих целый зал, до маленьких, помещающихся на столе, в портфеле и даже в кармане. Разные ЭВМ используются для разных целей. Сегодня самым массовым видом ЭВМ являются персональные компьютеры. Персональные компьютеры (ПК) предназначены для личного (персонального) использования. Существуют различные типы ПК: стационарные (настольные) и мобильные (ноутбуки, планшетные ПК, карманные ПК).

Несмотря на разнообразие моделей ПК, в их устройстве существует много общего. Об этих общих свойствах и пойдет сейчас речь.

Основные устройства ПК

Основной «деталью» персонального компьютера является микропроцессор (МП) . Это миниатюрная электронная схема, созданная путем очень сложной технологии, выполняющая функцию процессора компьютера.

Персональный компьютер представляет собой набор взаимосвязанных устройств. В стационарном ПК центральным устройством является системный блок. В системном блоке находится «мозг» машины: микропроцессор и внутренняя память. Там же помещаются: блок электропитания, дисководы, контроллеры внешних устройств. Системный блок снабжен вентиляторами для охлаждения нагревающихся при работе элементов.

С наружной стороны системного блока имеются сетевой выключатель, кнопка перезагрузки компьютера, разъемы (которые называют портами) для подключения внешних устройств, выдвижной лоток для установки оптического диска.

К системному блоку подключены клавиатура (клавишное устройство), монитор (другое название - дисплей) и мышь (манипулятор). Иногда используются другие типы манипуляторов: джойстик, трекбол и пр. Дополнительно к ПК могут быть подключены: принтер (устройство печати), модем (для выхода в компьютерную сеть) и другие устройства (рис. 2.7).

На рисунке 2.7 показана стационарная модель ПК, на рис. 2.8 - ноутбук.

В ноутбуке все необходимые компоненты объединены в одном корпусе, который складывается как книжка (отсюда название компьютера).

Все устройства внешней памяти, а также устройства ввода/вывода взаимодействуют с процессором ПК через специальные блоки, которые называются контроллерами (от английского controller - контролер, управляющий). Существуют контроллер дисковода, контроллер монитора, контроллер принтера и т. п.

Сравнительно недавно в составе ПК появился универсальный контроллер, позволяющий подключать через универсальный разъем (USB) различные виды устройств: принтер, монитор, клавиатуру, мышь и др.

Магистральный принцип взаимодействия устройств ПК

Принцип, по которому организована информационная связь между устройствами компьютера, называется магистральным принципом взаимодействия. Процессор через многопроводную линию, которая называется магистралью (другое название - шина), связывается с другими устройствами (рис. 2.9).

Каждое подключаемое к ПК устройство получает свой номер, который выполняет роль адреса этого устройства. Информация, передаваемая от процессора к устройству, сопровождается его адресом и подается на контроллер. Далее работой устройства управляет контроллер.

Характерная организация магистрали такая: по одной группе проводов (шина данных) передается обрабатываемая информация, по другой (шина адреса) - адреса памяти или внешних устройств, к которым обращается процессор. Есть еще третья часть магистрали - шина управления; по ней передаются управляющие сигналы (например, проверка готовности устройства к работе, сигнал к началу работы устройства и др.).

Коротко о главном

В состав системного блока входят: микропроцессор, внутренняя память, дисководы, блок питания, контроллеры внешних устройств .

Внешние устройства (устройства ввода/вывода, устройства внешней памяти) взаимодействуют с процессором ПК через контроллеры.

Все устройства ПК связаны между собой по многопроводной линии, которая называется информационной магистралью , или шиной .

Каждое внешнее устройство имеет свой адрес (номер). Передаваемая к нему по шине данных информация сопровождается адресом устройства, который передается по адресной шине.

Вопросы и задания

1. Назовите минимальный комплект устройств, составляющих персональный компьютер, и сделайте фотографии этих устройств.

2. Какие устройства входят в состав системного блока?

3. Что такое контроллер? Какую функцию он выполняет?

4. Как физически соединены между собой различные устройства ПК?

5. Как информация, передаваемая по шине, попадает на нужное устройство?

Основные характеристики персонального компьютера

Основные темы параграфа:

Характеристики микропроцессора;
- объем внутренней (оперативной) памяти;
- характеристики устройств внешней памяти;
- устройства ввода/вывода.

Изучаемые вопросы:

Персональный компьютер – компьютер для личного пользования.
- Основные устройства персонального компьютера.
- Минимальный комплект устройств.
- Магистральный принцип взаимодействия устройств персонального компьютера.
- Характеристики микропроцессора: тактовая частота, разрядность.
- Объём – основная характеристика оперативной памяти.
- Характеристики устройств внешней памяти.

Все чаще персональные компьютеры используются не только на производстве и в учебных заведениях, но и в домашних условиях. Их можно купить в магазине так же, как покупают бытовую технику. При покупке любого товара желательно знать его основные характеристики, для того чтобы приобрести именно то, что вам нужно. Такие основные характеристики есть и у ПК.

Характеристики микропроцессора

Существуют различные модели микропроцессоров, выпускаемые разными фирмами. Основными характеристиками МП являются тактовая частота и разрядность процессора .

Режим работы микропроцессора и других связанных с ним устройств задается микросхемой, которая называется генератором тактовой частоты. Это своеобразный метроном внутри компьютера. На выполнение процессором каждой операции отводится определенное количество тактов. Ясно, что если метроном «стучит» быстрее, то и процессор работает быстрее. Тактовая частота измеряется в мегагерцах - МГц. Частота в 1 МГц соответствует миллиону тактов в одну секунду. Вот некоторые характерные тактовые частоты микропроцессоров: 600, 800, 1000 МГц. Последняя величина называется гигагерцем - ГГц. Современные модели микропроцессоров работают с тактовыми частотами в несколько гигагерц.

Следующая характеристика - разрядность процессора . Разрядностью называют максимальную длину двоичного кода, который может обрабатываться или передаваться процессором целиком. Разрядность процессоров на первых моделях ПК была равна 8 битам. Затем появились 16-разрядные процессоры. На современных ПК чаще всего используются 32-разрядные процессоры. Наибольшая разрядность у современных микропроцессоров, используемых в ПК, - 64 бита.

Объем внутренней (оперативной) памяти

Про память компьютера мы уже говорили. Она делится на оперативную (внутреннюю) и долговременную (внешнюю) память. Производительность машины очень сильно зависит от объема внутренней памяти. Если для работы каких-то программ не хватает внутренней памяти, то компьютер начинает переносить часть данных во внешнюю память, что резко снижает его производительность. Скорость чтения/записи данных в оперативную память на несколько порядков выше, чем во внешнюю.

Объем оперативной памяти влияет на производительность компьютера. Для эффективной работы современных программ требуется оперативная память объемом в сотни и тысячи мегабайтов (гигабайты).

Назначение кэш-памяти

Для сокращения времени выполнения программы в состав ПК входит специальный вид внутренней памяти, который называется кэш-памятью . Это небольшой по объему, но имеющий самое короткое время чтения/записи раздел памяти компьютера. В кэш-памяти дублируются данные и команды из оперативной памяти, к которым процессор наиболее часто обращается при выполнении программы. Поэтому первоначально процессор ищет требуемую информацию в кэш-памяти, и только если ее там не обнаруживает, обращается к более медленной оперативной памяти.

Характеристики устройств внешней памяти

Устройства внешней памяти - это магнитные и лазерные дисководы, флэш-память . Встроенные в системный блок магнитные диски называются жесткими дисками, или винчестерами. Это очень важная часть компьютера, поскольку именно здесь хранятся все необходимые для работы компьютера программы. Чтение/запись на жесткий диск производится быстрее, чем на все другие виды внешних носителей, но все-таки медленнее, чем в оперативную память. Чем больше объем жесткого диска, тем лучше. На современных ПК устанавливают жесткие диски, объем которых измеряется в гигабайтах: десятки и сотни гигабайтов. Покупая компьютер, вы приобретаете и необходимый набор программ на жестком диске. Обычно покупатель сам заказывает состав программного обеспечения компьютера.

Все остальные носители внешней памяти - сменные, т. е. их можно вставлять в дисковод и доставать из дисковода. К ним относятся оптические диски типа CD (компакт-диски) и DVD. Об их свойствах рассказывалось в § 6. Диски удобны для длительного хранения программ и данных, а также для переноса информации с одного компьютера на другой.

В обязательный комплект современного ПК входят оптические дисководы для работы с CD и DVD . На этих носителях распространяется программное обеспечение. Вместимость CD-ROM исчисляется сотнями мегабайтов (стандартный объем - 700 Мб). Информационная емкость DVD исчисляется гигабайтами (4,7; 8,5; 17 Гб). Часто на DVD записываются видеофильмы. На одном диске можно уместить двухчасовой видеофильм с несколькими звуковыми дорожками на разных языках.

Пишущие оптические дисководы позволяют производить запись и перезапись информации на CD-RW и DVD-RW.

В последнее время основным средством переноса информации с одного компьютера на другой стала флеш-память. Флеш-память - это электронное устройство внешней памяти, используемое для чтения и записи информации в файловом формате . Флеш-память, как и диски, - энергонезависимое устройство. Емкость носителя составляет от сотен мегабайтов до нескольких гигабайтов. А скорость чтения и записи данных на флеш-носитель приближается к скорости чтения и записи на жесткий диск.

Устройства ввода/вывода

Все остальные типы устройств относятся к числу устройств ввода/вывода . Обязательными из них являются клавиатура, монитор и манипулятор (мышь; на мобильных ПК: трекбол, тачпад, джойстик и др.). Дополнительные устройства: принтер, модем, сканер, звуковая система и некоторые другие. Выбор этих устройств зависит от потребностей и финансовых возможностей покупателя. Всегда можно найти источники справочной информации о моделях таких устройств и их эксплуатационных свойствах.

Коротко о главном

Основные характеристики микропроцессора : тактовая частота и разрядность. Чем больше тактовая частота, тем выше скорость работы процессора. Увеличение разрядности ведет к увеличению объема данных, обрабатываемых компьютером за единицу времени.

Объем оперативной памяти влияет на производительность компьютера. Для эффективной работы современных программ требуется оперативная память объемом в сотни и тысячи мегабайтов (гигабайты).

Жесткий магнитный диск - обязательное устройство внешней памяти в составе компьютера.

Сменными носителями являются оптические диски, флеш-память.

Необходимый набор устройств ввода/вывода: клавиатура, манипулятор, монитор .

Дополнительные устройства ввода/вывода : принтер, сканер, модем, акустическая система и др.

Вопросы и задания

1. От каких характеристик компьютера зависит его производительность?

2. Информационный объем какого порядка имеют винчестеры, CD-ROM, DVD-ROM?

3. Какие устройства памяти являются встроенными, какие - сменными?

4. Какие устройства ввода/вывода являются обязательными для ПК, какие - дополнительными?

Электронное приложение к уроку

Cкачать материалы урока

Северо-западный заочный технический университет.

Кафедра высшей математики и информатики.

КУРСОВАЯ РАБОТА.

Студент первого курса

ШИФР «12-0102»

Специальность «12-01аз»

Воронин И. В.

Петрозаводск.

ОСНОВНЫЕ УСТРОЙСТВА КОМПЬЮТЕРА.

К основным устройствам относятся: процессоры, материнские платы, видео карты, жесткий диск, порты и ОЗУ. Также существуют устройства ввода и вывода без которых компьютер не может работать нормально. К ним относят: дисководы, cd-rom, мониторы, принтеры, клавиатура, мышь, сканеры и модемы.

МОННИТОРЫ.

Экраны (мониторы) бывают обычного размера (14 и 15 дюймов по диагонали), увеличенные (17, 19) и большие, как телевизор (20,21 и даже 24 дюйма), цветные (от 4 – 8 – 16 до нескольких миллиардов цветов) и монохромные (то есть двухцветные, считая и цвет фона: черно – белые, черно – желтые, черно – зеленые). Делятся они еще и в зависимости от своей разрешающей способности. Существуют три вида мониторов: жидко-кристалические, плазменные плоские и на основе электронно-лучевой трубки.

МАТЕРИНСКИЕ ПЛАТЫ.

Материнская плата является одним из главных устройств компьютера на ней устанавливаются микросхемы процессора, память и микросхемы других устройств.

ЖЕСТКИЙ ДИСК.

Очень важный параметр – объём жесткого диска. Бывают от 120 мегабайт до 60 гигабайт и выше. Немаловажный параметр также – быстродействие жесткого диска.

Обычные диски вращаются со скоростью 5400 об./ мин, а новые – уже 7200.

ДИСКОВОДЫ (CD, FDD).

Современные дисководы FDD рассчитаны на дискету размером 3,5 дюйма.

Обычно дискета вмещает 1,44МБ данных.

CD-ROM дисковод для лазерных компакт дисков вмещает около 650-700 МБ данных или 70 минут звука.

ПРИНТЕРЫ, ПОРТЫ, МОДЕМЫ.

Принтер это печатающее устройство. Принтеры бывают матричные, струйные и лазерные.

Порты бывают трёх видов: параллельные, последовательные и инфракрасные.

Модемы позволяют нам подключатся к компьютерным сетям через телефонную линию. Они делятся на внешние и внутренние, бывают ещё и факс модемы.

ПРОЦЕССОР.

Процессор, или более полно микропроцессор, а также часто называемый ЦПУ (CPU - central processing unit) является центральным компонентом компьютера. Это разум, который управляет, прямо или косвенно, всем происходящим внутри компьютера.

Когда фон Нейман впервые предложил хранить последовательность инструкций, так называемые программы, в той же памяти, что и данные, это была поистине новаторская идея. Опубликована она в "First Draft of a Report on the EDVAC" в 1945 году. Этот отчет описывал компьютер состоящим из четырех основных частей: центрального арифметического устройства, центрального управляющего устройства, памяти и средств ввода-вывода.

Сегодня, более полувека спустя, почти все процессоры имеют фон-неймановскую архитектуру.

Историческая ретроспектива

Как известно, все процессоры персональных компьютеров основаны на оригинальном дизайне Intel. Первым применяемым в PC процессором был интеловский чип 8088. В это время Intel располагал выпущенным ранее более мощным процессором 8086. 8088 был выбран по соображениям экономии: его 8-битная шина данных допускала более дешевые системные платы, чем 16-битная у 8086. Также во время проектирования первых PC большинство доступных интерфейсных микросхем использовали 8-битный дизайн. Те первые процессоры даже не приближаются к мощи, достаточной для запуска современных приложений.

В таблице ниже приведены основные группы интеловских процессоров от первой генерации 8088/86 до шестого поколения Pentium Pro и Pentium II:

Тип/ Поколение		Ширина шины данных/ адреса	Внутренний кэш	Скорость шины памяти (MHz)	Внутренняя частота (MHz)
8088/ First	1979	8/20 bit	None	4.77-8	4.77-8
8086/ First	1978	16/20 bit	None	4.77-8	4.77-8
80286/ Second	1982	16/24 bit	None	6-20	6-20
80386DX/ Third	1985	32/32 bit	None	16-33	16-33
80386SX/ Third	1988	16/32 bit	8K	16-33	16-33
80486DX/ Fourth	1989	32/32 bit	8K	25-50	25-50
80486SX/ Fourth	1989	32/32 bit	8K	25-50	25-50
80486DX2/ Fourth	1992	32/32 bit	8K	25-40	50-80
80486DX4/ Fourth	1994	32/32 bit	8K+8K	25-40	75-120
Pentium/ Fifth	1993	64/32 bit	8K+8K	60-66	60-200
MMX/ Fifth	1997	64/32 bit	16K+16K	66	166-233
Pentium Pro/ Sixth	1995	64/36 bit	8K+8K	66	150-200
Pentium II/ Sixth	1997	64/36 bit	16K+16K	66	233-300

Третье поколение процессоров, основанных на Intel 80386SX и 80386DX, были первыми применяемыми в PC 32-битными процессорами. Основным отличием между ними было то, что 386SX был 32-разрядным только внутри, поскольку он общался с внешним миром по 16-разрядной шине. Это значит, что данные между процессором и остальным компьютером перемещались на вполовину меньшей скорости, чем у 486DX.

Четвертая генерация процессоров была также 32-разрядной. Однако все они предлагали ряд усовершенствований. Во-первых, был полностью пересмотрен весь дизайн 486 поколения, что само по себе удвоило скорость. Во-вторых, все они имели 8kb внутреннего кэша, прямо у процессорной логики. Такое кэширование передачи данных от основной памяти значило, что среднее ожидание процессора запросов к памяти на системной плате сократилось до 4%, поскольку, как правило, необходимая информация уже находилась в кэше.

Модель 486DX отличалась от 486SX только поставляемым внутри математическим сопроцессором. Этот отдельный процессор спроектирован для проведения операций над числами с плавающей точкой. Он мало применяется в каждодневных приложениях, но кардинально меняет производительность числовых таблиц, статистического анализа, систем проектирования и так далее.

Важной инновацией было удвоение частоты, введенное в 486DX2. Это значит что внутри процессор работает на удвоенной по отношению ко внешней электронике скоростью. Данные между процессором, внутренним кэшем и сопроцессором передаются на удвоенной скорости, приводя к сравнимой прибавке в производительности. 486DX4 развил эту технологию дальше, утраивая частоту до внутренних 75 или 100MHz, а также удвоив объем первичного кэша до 16kb.

Pentium, определив пятое поколение процессоров, значительно превзошел в производительности предшествующие 486 чипы благодаря нескольким архитектурным изменениям, включая удвоение ширины шины до 64 бит. P55C MMX сделал дальнейшие значительные усовершенствования, удвоив размер первичного кэша и расширив набор инструкций оптимизированными для мультимедиа приложений операциями.

Pentium Pro, появившись в 1995 году как наследник Pentium, был первым в шестом поколении процессоров и ввел несколько архитектурных особенностей, не встречавшихся ранее в мире PC. Pentium Pro стал первым массовым процессором, радикально изменившим способ выполнения инструкций переводом их в RISC-подобные микроинструкции и выполнением их в высокоразвитом внутреннем ядре. Он также замечателен значительно более производительным вторичным кэшем относительно всех прежних процессоров. Вместо использования базирующегося на системной плате кэша, работающего на скорости шины памяти, он использует интегрированный кэш второго уровня на своей собственной шине, работающей на полной частоте процессора, обычно в три раза быстрее кэша на Pentium-системах.

Следующий новый чип после Pentium Pro Intel представил спустя почти полтора года - появился Pentium II, давший очень большой эволюционный шаг от Pentium Pro. Это распалило спекуляции, что одна из основных целей Intel в производстве Pentium II был уход от трудностей в изготовлении дорогого интегрированного кэша второго уровня в Pentium Pro. Архитектурно Pentium II не очень отличается от Pentium Pro с подобным эмулирующим x86 ядром и большинством схожих особенностей.

Pentium II улучшил архитектуру Pentium Pro удвоением размера первичного кэша до 32kb, использованием специального кэша для увеличения эффективности 16-битной

обработки, (Pentium Pro оптимизирован для 32-битных приложений, а с 16-битным кодом не обращается столь же хорошо) и увеличением размеров буферов записи. Однако о основной темой разговоров вокруг новых Pentium II была его компоновка. Интегрированный в Pentium Pro вторичный кэш, работающий на полной частоте процессора, был заменен в Pentium II на малую схему, содержащую процессор и 512kb вторичного кэша, работающего на половине частоты процессора. Собранные вместе, они заключены в специальный односторонний картридж (single-edge cartridge - SEC), предназначенный для вставления в 242-пиновый разъем (Socket 8) на нового стиля системных платах Pentium II.

Описание внутреннего устройства компьютера (для начинающих).

Домашний или офисный компьютер (в обывательском понимании - компьютер обыкновенный) состоит из системного блока и периферийных устройств (монитор, клавиатура, мышка, сканер, принтер и пр.).

Как выглядят монитор, принтер и клавиатура с мышкой, описывать не буду, а сразу перейду к описанию внутренностей основного компонента компьютера - системного блока.

Снимаем боковую крышку системного блока и видим следующую картину:

Фото внутреннего устройства компьютера

Основные компоненты системного блока:

1. Корпус - весьма важная часть компьютера. Бывают разных размеров и формфакторов. К выбору корпуса системного блока следует подойти внимательно. В принципе, чем корпус больше и тяжелее, тем лучше - будет легче обеспечить хорошее охлаждение и низкий уровень шума. Покупайте корпуса только известных брэндов, например: InWin, Thermaltake, Chieftec, Asus и др.

2. Блок питания - один из самых важных компонентов системного блока компьютера. Вы можете сэкономить на чем угодно, но только не на блоке питания. Как ни странно, но качество блока питания косвенно можно определить на вес - чем тяжелее, тем лучше. Возьмите в одну руку дешевый безымянный блок питания, а в другую дорогой брэндовый, и вы все поймете.Качественные радиаторы и трансформаторы достаточно тяжелые. Блок питания обеспечивает питание всех компонентов системного блока, и качество этого питания оказывает существенное влияние на здоровье всех комплектующих. Некачественный блок питания может являться причиной нестабильной работы компьютера и даже причиной выгорания дорогостоящих комплектующих. Брэндовые корпуса обычнокомплектуются достаточно качественными блоками питания. При выборе блока питания также необходимо обращать внимание на его мощность, например для офисного компьютера достаточно будет 300 Вт, а для игрового может и 500 Вт не хватить.

3. Микропроцессор (CPU - центральный процессор) с охлаждающим радиатором и вентилятором. Микропроцессор - это главное вычислительное устройство компьютера, именно он выполняет команды, из последовательности которых состоят программы. От быстродействия процессора во многом зависит производительность компьютера. Быстродействие процессора определяется частотой, на которой он работает, количеством ядер и архитектурой. Сейчас на рынке присутствуют два основных брэнда: Intel и AMD. Выбор процессора определяется задачами, для решения которых покупается компьютер. Топовые модели обычно нужны для игр, видеообработки и подобных задач. (сайт)

4. Корпусной вентилятор . Необходим для создания циркуляции воздуха внутри системного блока: обычно работает на выдув, удаляя теплый воздух из корпуса компьютера и вызывая приток холодного воздуха из вне.

5. Модули оперативной памяти . Оперативная память (ОЗУ - оперативное запоминающее устройство, RAM) - это быстродействующая память компьютера. Именно с этой памятью напрямую работает процессор. После выключения компьютера хранимая в ней информация стирается. С учетом прожорливости современных программ правило такое: чем больше оперативной памяти, тем лучше. На данный момент оптимальным объемом оперативной памяти, пожалуй, будет 4-8 Гигабайт.

6. Видеокарта (видеоадаптер, видеоплата, videocard, videoadapter) - занимается обработкой и выводом графической информации на монитор. В видеокарте имеется свой специализированный графический процессор, который занимается обработкой 2D/3D графической информации. Это позволяет снизить вычислительную нагрузку на центральный процессор (CPU). Для офисных приложений подойдет практически любая видеокарта (даже встроенная в материнскую плату), а вот для игрушек придется раскошелиться. Выбирать игровую видекарту, думаю, следует предварительно определившись с набором игр, в которые хотелось бы поиграть. Выбирая топовую видеокарту убедитесь, что мощности вашего блока питания будет достаточно.

7. Модем . (Наверно в Москве уже неактуальное устройство)

8. Сетевая карта . Через сетевую карту компьютер подключается к локальной или глобальной сети (Интернет). В настоящее время сетевые платы как правило интегрируются в материнские платы.

9, 10. CD или DVD накопитель (CD/DVD-ROM). Бывают как пишушие, так и не пишущие. Могут отличаться скоростью чтения и записи.

11. Жесткий диск (накопитель на жестких магнитных дисках, harddisk, HDD) - это устройство долговременной памяти, данные при выключении питания не стираются, скорость работы намного ниже, чем у оперативной памяти, а емкость намного выше. Все ваши установленные программы, документы, музыка и фильмы храняться именно на жестком диске. Его емкость измеряется в Гигабайтах - чем больше, тем лучше, хотя для большинства офисных применений достаточно 40-80 Гигабайт.

12. Материнская плата - основной компонент системного блока, т.к. она объединяет все перечисленные устройства, а также содержит дополнительные компоненты: сетевой адаптер, видеокарта, звуковая карта, устройства ввода-вывода и пр.

Заключение:

При выборе комплектующих следует убедиться в их совместимости друг с другом. Не экономьте на корпусе и блоке питания - лучше сэкономить на видеокарте, а потом со временем купить новую. Материнскую плату также лучше покупать "с запасом" , чтобы в дальнейшем произвести апгрэйд процессора, памяти и пр.

Компьютеры являются одним из самых распространенных средств получения информации и заработка у населения. В данной статье вы сможете познакомиться с устройством большинства ПК, которые можете встретить в обычной жизни, если только не являетесь специалистом в сфере компьютерных технологий.

Зачем это нужно

Сначала определимся с термином. ПК - персональный компьютер, который вы видите каждый день, приходя на рабочее место.

Мало кто из людей, работающих за компьютером, представляет себе, как он устроен Между тем, знание даже простейших элементов способно сэкономить человеку большое количество времени в случае поломки. Если он знает устройство ПК, при малейшей неполадке он способен самостоятельно быстро определить и исправить её причину, не дожидаясь профессионалов.

В этой обзорной статье будут рассмотрены все устройства ПК, с которыми пользователь может столкнуться, а также простейшие схемы взаимодействий между элементами вашего компьютера.

Первое знакомство

Вспомните первый раз, когда вы увидели компьютер. Если бы вас тогда спросили о том, из чего он состоит, максимум, что вы бы смогли ответить? Наверняка это общее основное устройство ПК:

• системный блок;
• монитор;
• мышка;
• клавиатура.

Понятное дело, из-за такого ответа любой системный администратор засмеял бы пользователя. Между тем, вы недалеки от правды. За исключением системного блока, указанные элементы - это периферийные устройства ПК, предназначенные для взаимодействия с конечным пользователем, то есть с вами.

Самые любопытные с раннего детства стараются разобрать системный блок, чтобы посмотреть, что там внутри. Те же, кому удаётся это совершить, вряд ли сразу без подготовки могли сказать, что перед их глазами. Множество микросхем и проводов, о назначении которых мы поговорим чуть ниже.

Внутренние устройства ПК - это основа жизни вашего персонального компьютера. Общими словами можно сказать, что его внутренности состоят из устройств передачи и обработки данных. Это так называемое техническое устройство ПК.

Внешние устройства

Отдельной группой стоит аппаратура, которую человек видит перед собой каждый день. Для работы и взаимодействия с пользователем выделяют внешние устройства ПК.

• Устройства ввода - это аппаратное обеспечение, предназначенные для внесения информации и данных в компьютер.

1. Мышь.
2. Клавиатура.
3. Сканер.
4. Джойстик.
5. Микрофон.

• Устройства вывода - это устройства ПК, показывающие и выводящие информацию пользователю в любой форме.

1. Монитор.
2. Колонки, наушники или другие звуковые устройства ПК.
3. Принтер.

Дальнейшую логику довольно просто проследить, поэтому абсолютно все периферийные устройства ПК перечислять не будем. Внешние в большинстве случаев достаточно просто заменить. При их поломке либо компьютер перестаёт их распознавать, либо они просто перестают работать. Соответственно, определить, какое техническое устройство ПК вышло из строя, не составляет труда.

Заглянем внутрь

На первый взгляд внутренние элементы чересчур сложны, однако даже их совокупность имеет строгую структуру. Основой всего служит материнская плата, которая связывает воедино все устройства ПК. Схема подключения будет рассмотрена немного позже, а пока заглянем под крышку системного блока и перечислим увиденное:

• материнская плата;
• оперативная память;
• процессор;
• видеокарта;
• звуковая карта;
• жесткий диск;
• блок питания;
• устройство чтения дисков;
• система охлаждения;
• сетевая карта или встроенный Wi-Fi адаптер.

Кроме самих устройств, в системном блоке вы можете увидеть большое количество соединительных шлейфов, благодаря которым происходит взаимодействие устройств ПК, а также силовые кабели, благодаря которым осуществляется питание всех элементов. Как видите, внутренних компонентов достаточно много, поэтому рассматривать их вместе не имеет смысла, и мы будем описывать их по отдельности.

"Мозги"

Вообще, "мозгами" на сленге программистов называется центральный процессор персонального компьютера. Он служит для обработки всех данных и сигналов, а также для обработки процессов, находящихся в памяти ПК. Выглядит он как небольшая пластина с множеством штырьков-коннекторов, размещаемая на материнской плате, обычно полностью закрытая сверху собственной системой охлаждения - кулером (вентилятором).

Развитие технологий не стоит на месте, и процессоры с каждым годом становятся всё мощнее. В далёком 1995 году пределом мечтаний рядового пользователя можно было считать процессор на 350 Мгц. Этого с головой хватало для всех задач компьютера. Сегодня ЦП имеют по несколько ядер - 2, 4, 8, мощности каждого из которых составляют до нескольких гигагерц.

Однако ничего революционного в этой области за прошедшие десятилетия не произошло. Мощности растут медленно, и никаких прорывов в сфере скорости обработки информации не намечается.

Память

Некоторые пользователи полагают, что память компьютера - это то, сколько информации он может в себя вместить, и отчасти это так. Устройство памяти ПК можно подразделить на два вида, также как у человека. Есть долгосрочная и краткосрочная память.

Оперативная память ПК - краткосрочная память, в которой содержатся все данные и процессы, когда вы работаете за компьютером. Когда вы запускаете любую программу, её рабочая часть переносится в оперативную память. Именно оттуда данные передаются в микропроцессор для обработки. От объёма ОП зависит то, насколько много информации может содержаться в ней, и скорость её обработки.

С точки зрения её развития особого прорыва также не замечено. Растут объемы на одну планку, скорость обработки и передачи информации микропроцессору, однако ничего грандиозного не предвидится.

Жесткий диск - постоянная, долгосрочная память компьютера, с которой непосредственно работает пользователь. Именно сюда вы записываете свою информацию, программы и игры. Размеры памяти жесткого диска намного превышают оперативную.

Энергозависимая память расположена на материнской плате. Служит для хранения самых общих и базовых настроек персонального компьютера, таких как дата, время, пароли, информация о загрузке системы. Эта память получила своё название из-за того, что нуждается в постоянной подпитке энергией, которую получает через батарейку, расположенную также на материнской плате.

Также стоит заметить, что память входит в состав устройств ПК, поскольку в ней содержится информация по запросам процессора.

Питание

Тезис, понятный любому школьнику: все устройства ПК потребляют электричество. Сбой в электропитании компьютера приводит к потере данных из оперативной и энергозависимой памяти, а в случае если компьютер отключился во время работы пользователя, не только могут пропасть несохраненные данные, но возможно еще и повреждение существующей информации, что может привести к нечитаемости файлов.

С помощью кабелей питания блок подаёт напряжение +12 и -12 вольт, а также +4 и -4 вольт на устройства персонального компьютера, поэтому смерть от поражения током вам не грозит. Однако лучше не рисковать и соблюдать технику безопасности.

Картинка и звук

Для вывода изображения на экран используется видеокарта, также монтируемая на материнскую плату. Во многих случаях на "материнке" существуют встроенные видеокарты, но они слишком маломощные для работы с графическими программами или играми. Поэтому обычно люди приобретают в комплектации более производительные компоненты.

Видеокарты в компьютере - это одна из самых работящих частей. Исходя из этого, опытные системные администраторы устанавливают внутри системного блока дополнительное охлаждение в дополнение к тому, что уже есть.

Лучшие видеокарты имеют несколько портов - для подключения не только монитора, но и телевизора.

Неотделимая часть от изображения - это звук. В персональном компьютере также присутствуют встроенные звуковые карты. Они обеспечивают достаточно качественный звук, однако для любителей спецэффектов помощнее рекомендуется приобретение также дополнительных элементов.

Иногда вы могли заметить, что при загрузке персональный компьютер издаёт звуки высокой тональности. Их производит встроенный динамик, который, в зависимости от производителя БИОСа, звуковыми сигналами сообщает программисту о статусе загрузки. В старых играх этот динамик также иногда использовался для создания антуража.

Основа

В статье уже не раз упоминалась материнская плата. Это основа компьютера, связывающая все его части воедино цельной микросхемой. Она служит для обеспечения абсолютно всех устройств персонального компьютера.

Физически это плата, на которую крепятся все внутренние планки расширения, а также подключаются компоненты, находящиеся внутри системного блока. Это основное устройство ПК.

Логическая же структура материнской платы подразделяется на северный и южный мост. Хотя от реализации первого многие компании начинают отказываться, перенося его функции на центральный процессор.

Разберёмся, что называют северным мостом. Это часть логической схемы персонального компьютера, предназначенная для обеспечения взаимодействия внутренних устройств и южного моста. Последний - это часть схемы, отвечающая за взаимодействие устройств ввода-вывода.

На материнской плате располагаются гнёзда для плат расширения, порты для подключения внешних устройств, а также одна из самых важных частей персонального компьютера - БИОС. Он отвечает за основополагающие настройки компьютера, загрузку операционной системы, а также возможную настройку некоторых физических параметров ПК.

Сборка

Подключение устройств ПК происходит непосредственно к материнской плате. Для внутренних элементов существуют специальные провода - шлейфы, состоящие из нескольких небольших проводков, каждый из которых несёт в себе определённую функцию. Также все внутренние устройства подключаются к блоку питания силовыми проводами. Небольшой совет: при подсоединении плат расширения материнскую плату лучше поддерживать с обратной стороны, однако из-за того, что она закреплена на корпусе системного блока, можно воспользоваться карандашом, аккуратно подсунув его под микросхему.

Внешние устройства подключаются к той части материнской платы, которая открыта на задней панели вашего персонального компьютера - так называемым портам. В прошлом каждое внешнее устройство имело свой специализированный разъём, однако со временем разработчики пришли к единому стандарту соединительных проводов. И сейчас для подключения внешних устройств используются USB-порты. В таблице выше приведены некоторые старые обозначения портов.

Помните, что для работы практически любых устройств, подключенных к вашему персональному компьютеру, необходимы установленные драйвера.

Безопасность

Многие скептически относятся к некоторым требованиям безопасности при работе с персональным компьютером, однако влияние его на организм человека не до конца изучено, поэтому лучше им следовать.

• Если вы собираетесь работать с компьютером и, более того, разбирать его, обязательно досуха вытрите руки.
• Перед тем как дотрагиваться до системных плат голыми руками, обязательно снимите статическое электричество, дотронувшись до корпуса ПК.
• Работайте за персональным компьютером с перерывами, хотя бы по 2 часа.
• Регулярно проветривайте помещение.
• Чистите компьютер от пыли внутри системного блока.

Соблюдая эти советы, вы сможете продлить жизнь не только себе, но и компьютеру.

Заключение

Благодаря этой статье, вы смогли получить базовые знания по устройству вашего персонального компьютера. Это должно помочь вам в решении ряда проблем, связанных с ремонтом и приобретением ПК, а также организацией вашего рабочего места или места ваших сотрудников. А также это поможет обезопасить себя от лишних трат на запчасти при должном и своевременном уходе за компьютером.

При всём этом, подняв уровень своей эрудиции, вы сможете общаться со своими друзьями на компьютерные темы и не выглядеть глупо в диалогах.