Устройство современного персонального компьютера и его основные составляющие. Устройство компьютера. Из чего состоит компьютер

Слово компьютер известно любому малышу!

Вот он компьютер: монитор, мышь, клавиатура, и системный блок:

Главные части компьютера — процессор и память — содержатся внутри системного блока. А монитор, клавиатура и мышь — это устройства ввода и вывода компьютера.

С клавиатуры и мыши компьютер вводит текст и команды. На монитор компьютер выводит текст и рисунки. Вот почему эти устройства называют устройствами ввода и вывода компьютера.

	Это — монитор . Он похож на телевизор. Компьютер выводит на его экран тексты и рисунки. Монитор — это устройство вывода . Буквой «К» на рисунке условно обозначен компьютер, а стрелка показывает, что информация выводится из компьютера на монитор.
	Это — клавиатура . Она служит для набора (ввода ) текста: С клавиатуры можно вводить команды, например, клавишами-стрелочками управлять героем на экране: Клавиатура — это устройство ввода . Стрелка на рисунке слева показывает, что информация с клавиатуры вводится в компьютер.
	Это — компьютерная мышь . Движение мыши повторяет стрелочка на экране монитора. Эта стрелочка — курсор . У мыши есть кнопки, которыми можно щёлкать — задавать (вводить ) команды. Мышь — это устройство ввода .
	Это — системный блок . В нём находятся: процессор («мозг» компьютера); устройства хранения информации («память» компьютера).
	Если открыть системный блок, можно увидеть процессор и компьютерную память.
	На рисунке условно показано, что информация с клавиатуры и мыши вводится в компьютер, а из компьютера — выводится на монитор. Клавиатура и мышь — это устройства ввода компьютера. Монитор — устройство вывода .
	Мы говорим о вводе информации в компьютер и выводе её из компьютера. Возникает вопрос: куда именно вводится информация и откуда она выводится? Какое устройство в компьютере хранит информацию? Конечно, это компьютерная память ! В память компьютера информация поступает с клавиатуры и мыши. Из неё она выводится на монитор.

Состав компьютера

Основные составляющие компьютера представлены на рисунке:

Монитор (дисплей ) предназначен для отображения информации на экране. На нем мы видим числовую, текстовую, графическую информацию (тексты и рисунки, героев своих любимых компьютерных игр).

Клавиатура предназначена для ввода информации (набора текстов и чисел), а также для управления компьютером с помощью специальных команд (стрелки, использующиеся для игр, «горячие клавиши»).

Мышь предназначена для управления компьютером (контекстное, программное меню).

Системный блок - самая «умная» часть компьютера. В нем находятся управляющие и запоминающие устройства: процессор, оперативная (внутренняя) память, накопители на гибких и жестких магнитных носителях, блок питания. Процессор (произошло от английского слова process - процесс; делать, обрабатывать) управляет всеми устройствами компьютера, выполняет программы, обрабатывает данные, находящиеся в оперативной памяти.

Память компьютера служит для хранения данных и делится на оперативную (ОЗУ - оперативное запоминающее устройство) и постоянную (ПЗУ - постоянное запоминающее устройство). Во время работы компьютера все использующиеся программы и данные помещаются в оперативную память (ОЗУ). Процессор может мгновенно обращаться к данным, находящимся в оперативной памяти. После отключения компьютера содержание оперативной памяти теряется, так как электрические импульсы, в форме которых информация сохраняется в оперативной памяти, существуют только тогда, когда компьютер включен. В ПЗУ хранятся инструкции, которые определяют порядок работы компьютера при его включении. Эти инструкции сохраняются при отключении компьютера. Для сохранения необходимых данных их записывают на внешнюю (долговременную) память. Такой памятью являются магнитные диски - диски из пластика или металла, покрытые магнитным веществом. Магнитные диски бывают гибкие и жесткие.

Жесткие (HDD) - диски с большой емкостью, встроенные в системный блок. Гибкие (FDD) - внешние диски, дискеты. Для их чтения в системном блоке есть специальное устройство - дисковод. С помощью дискет можно переносить информацию с одного компьютера на другой. Также для переноса информации используются оптические носители - лазерные диски (CD-R, CD-RW, DVD-R, DVD-RW).

Конфигурацию компьютера при необходимости можно гибко изменять.

Также к компьютеру могут подключаться дополнительные, так называемые, внешние или периферийные , устройства (устройства, которые имеют собственное управление и функционируют по командам процессора):

- колонки; - принтер; - сканер; - наушники с микрофоном; - джойстик и другие.

Все эти устройства называются аппаратным обеспечением компьютера.

Часто компьютеры объединяются в сети. Для этого используются модем и сетевые устройства . С помощью сетевых устройств компьютеры объединяются в сети (локальные и глобальные). В настоящее время сети получили широкое распространение, что позволяет передавать информацию быстро и на достаточно большие расстояния, и открывают пользователю доступ к информационным ресурсам.

- модем.

Компьютеры используются в школе для обучения. Они применяются не только на уроках информатики в начальной школе, но также для обучения старшеклассников таким предметам, как физика, математика, русский язык, литература, химия, биология, астрономия, иностранные языки. Студенты вузов также используют компьютеры для обучения.

Устройства ввода информации

Люди умеют вводить в память компьютера зрительную и звуковую информацию. Устройства, которые помогают это делать, называются устройствами ввода информации.

Рассмотрим их подробнее.

Устройства для ввода текстовой информации.

Основным, и обычно необходимым, устройством ввода текстовых символов и последовательностей (команд) в компьютер является клавиатура .

Клавиатура — это устройство, представляющее собой набор кнопок (клавиш), предназначенных для управления каким-либо устройством или для ввода информации. Обычная клавиатура содержит 104 клавиши. Как правило, кнопки нажимаются пальцами рук. Каждой клавише соответствует один или несколько определённых символов. Возможно увеличить количество действий, выполняемых с клавиатуры, с помощью сочетаний клавиш. В клавиатурах часто клавиши сопровождаются наклейками с изображением символов или действий, соответствующих нажатию. Существуют методики, позволяющие набирать текст, не глядя на клавиатуру, так называемый «слепой метод набора». Многие современные компьютерные клавиатуры, помимо стандартного набора из ста четырёх клавиш, снабжаются дополнительными клавишами (как правило, другого размера и формы), которые предназначены для упрощённого управления некоторыми основными функциями компьютера, например управление громкостью звука: громче, тише, включить или выключить звук; управление лотком в приводе для компакт-дисков: извлечь диск, принять диск; управление аудиопроигрывателем: играть, поставить на паузу, остановить воспроизведение, промотать аудиозапись вперёд или назад, перейти к следующей или предыдущей аудиозаписи; управление сетевыми возможностями компьютера: открыть почтовую программу, открыть браузер, показать домашнюю страницу, двигаться вперёд или назад по истории посещённых страниц, открыть поисковую систему; управление наиболее популярными программами: открыть калькулятор, открыть файловый менеджер; управление состоянием окон операционной системы: свернуть окно, закрыть окно, перейти к следующему или к предыдущему окну; управление состоянием компьютера: перевести в ждущий режим, перевести в спящий режим, пробудить компьютер, выключить компьютер.

Устройства ввода графической информации.

Сканером называется устройство, позволяющее вводить в компьютер изображения текстов, рисунков, слайдов, фотографий или другой графической информации. Это устройство, которое, анализируя какой-либо объект (обычно изображение, текст), создаёт цифровую копию изображения объекта. Процесс получения этой копии называется сканированием. Для распознавания сканированного текста применяются специальные программы.

Графический планшет (или дигитайзер , диджитайзер, от англ. digitizer) — это устройство для ввода рисунков от руки непосредственно в компьютер. Состоит из пера и плоского планшета, чувствительного к нажатию или близости пера. Также может прилагаться специальная мышь.

Графические планшеты применяются для создания изображений на компьютере способом, максимально приближённым к тому, как создаются изображения на бумаге. Кроме того, их удобно использовать для переноса (отрисовки) уже готовых изображений в компьютер.

Веб-камера — цифровая видео или фотокамера, способная в режиме реального времени фиксировать изображения, предназначенные для дальнейшей передачи по сети интернет.

Такие камеры используются для видеоконференций, для изображения городских панорам. На сегодняшний день веб-камеры есть даже в космосе. Сама веб-камера не способна хранить видеозапись, она, как правило, подключена к компьютеру, на котором установлено необходимое программное обеспечение.

Цифровая видеокамера - электронный киносъемочный аппарат. Она снимает видеоинформацию и оснащена микрофоном, для записи звуковой информации.

Камеры бывают для повседневной съемки и профессиональные.

Цифровой фотоаппарат является разновидностью фотоаппарата, только информация представляется, обрабатывается и хранится в самом аппарате в цифровом виде. Современные фотоаппараты позволяют снимать не только статические снимки. Но и записывают видеоинформацию.

Цифровые фотоаппараты бывают со встроенной оптикой (любительские, их часто называют «мыльницы») и со сменной оптикой (профессиональные, зеркальные).

Устройства ввода звуковой информации.

Микрофон — электроакустический прибор, преобразовывающий звуковые колебания в колебания электрического тока.

Диктофон - аппарат для звукозаписи речи с целью последующей диктовки и записи текста речи от руки на бумаге. Используются для записи бесед, лекций, выступлений.

Указательные (координатные) устройства.

Манипулятор «мышь» — одно из указательных устройств ввода, обеспечивающих интерфейс пользователя с компьютером.

Мышь воспринимает своё перемещение в рабочей плоскости (обычно — на участке поверхности стола) и передаёт эту информацию компьютеру. Программа, работающая на компьютере, в ответ на перемещение мыши производит на экране действие, отвечающее направлению и расстоянию этого перемещения. С помощью мыши пользователь управляет специальным курсором — указателем — манипулятором элементами интерфейса. Так же мышь имеет дополнительные элементы управления - колесо прокрутки, кнопки.

Тачпад - сенсорная панель — указательное устройство ввода, применяемое, чаще всего, в ноутбуках. Тачпад обычно используется для управления «указателем», перемещением пальца по поверхности устройства.

Джойстик — устройство ввода информации в электронное устройство, манипулятор. Служит для изменения позиции элемента интерфейса, также для перебора элементов списков. Является одним из стандартных средств ввода для компьютеров и многих мобильных телефонов. Широкое применение получил в компьютерных играх. Представляет собой рычаг на основании, который можно перемещать в одном, двух, трёх плоскостях. На рычаге обычно располагаются кнопки и переключатели различного назначения.

Устройства вывода информации

Устройства вывода информации используются для извлечения результатов работы компьютера. Существуют устройства вывода звуковой и графической информации.

Устройства вывода графической информации.

Основным устройством вывода графической информации является монитор . Монитор - устройство визуального представления данных. Наиболее распространены мониторы двух типов: ЭЛТ-мониторы (они работают посредством электронно-лучевой трубки, в настоящее время уже менее распространены, отличаются большим размером) и ЖК-мониторы (жидкокристаллические, обладают меньшим размером, в настоящий момент используются гораздо чаще) . ЭЛТ-мониторы обладают лучшим качеством изображения, но ЖК-мониторы приобрели большую популярность из-за своей компактности, небольшого веса и идеальной плоскости экрана. Важной характеристикой мониторов являются размер (измеряется расстоянием между противоположными углами - диагональю, которая измеряется в дюймах). Также монитор характеризуется разрешением - числом пикселей по горизонтали и по вертикали. (Пиксель - наименьший элемент двумерного цифрового изображения. Представляет собой неделимый объект квадратной или круглой формы, обладающий определенным цветом. Пиксели расположены по строкам и столбцам).

Так же к устройствам вывода относится проекторы , которые чаще всего называют мультимедийными. Проектор является световым прибором. Он проецирует изображение на специальный экран. В настоящее время он является важным элементом конференций, защит дипломных работ, лекций и уроков.

Принтер - устройство печати цифровой информации на твердый носитель, обычно бумагу. Процесс печати называется вывод на печать , а получившийся документ — распечатка или твёрдая копия . Принтеры делятся на цветные и черно-белые (монохромные). Также принтеры бывают матричные, струйные и лазерные. В настоящее время наиболее популярными и удобными являются цветные струнные принтеры и лазерные черно-белые. Матричные принтеры считаются устаревшими, но используются в банках, лабораториях, кассах, там, где нужно печатать на многослойных бланках (например, железнодорожные билеты) или нужен второй экземпляр, напечатанный под копирку.

Плоттер (или графопостроитель) устройство для автоматического вычерчивания с большой точностью рисунков, схем, сложных чертежей, карт и другой графической информации на бумаге размером до A0 или кальке. Графопостроители рисуют изображения с помощью пера (пишущего блока).

Устройства вывода звуковой информации.

К устройствам вывода звуковой информации относятся колонки и наушники - устройства для прослушивания речи, музыки или иных звуковых сигналов. Их основной характеристикой являются мощность воспроизведения звука.

Располагайтесь перед компьютером так, чтобы монитор был на расстоянии 50-70 см от глаз.

Ставьте ноги на пол одна возле другой, не подтягивайте их, не подгибайте.

Сидеть за компьютером нужно свободно, без напряжения, не сутулясь, не наклоняясь, не заваливаясь на спинку стула.

Плечи расслабьте, локтями слегка касайтесь туловища, предплечья располагаются на той же высоте, что и клавиатура.

Каждые 5 минут старайтесь отрывать взгляд от монитора и рассматривать что-нибудь вдали.

Современный мир настолько мобилен, что без компьютера совершенно не обойтись. Электронно-вычислительная машина появилась в различных сферах деятельности человека, поэтому для полноценной работы нужно грамотно подойти к выбору этого устройства.

Устройство персонального компьютера

Чтобы понять, из чего состоит компьютер, нужно взглянуть на стандартный набор устройств. Однако стоит различать несколько видов электронно-вычислительных машин :

Итак, основными компонентами архитектуры персонального компьютера являются процессор, внутренняя память, видеосистема, устройства ввода-вывода. Нужно напомнить, что эта характеристика касается стационарных машин. Если рассматривать конкретнее, можно выделить следующие компоненты:

монитор (дисплей, экран);
системный блок;
клавиатура;
манипуляторы:
- мышь,
- джойстик,
- трекбол;
устройства ввода-вывода:
- сканер;
- веб-камера;
- планшет;
- микрофон;
- принтер;
- акустическая система.

Конечно, монитор, клавиатура и манипуляторы входят в категорию устройств ввода-вывода, но их выделяют как основные части компьютера, потому как без них ни одна стационарная ЭВМ не обходится.

Системный блок

Чтобы понять из чего состоит системный блок компьютера, нужно уточнить, что он содержит всю электронную начинку компьютера:

материнскую плату;
дисководы;
винчестеры;
адаптеры и контроллеры;
блок питания.

Также различают такие виды дисководов и винчестеров:

накопители на флоппи-дисках;
накопители на винчестерах (несъемных жестких дисках);
накопители на съемных жестких дисках ;
накопители на оптических дисках;
накопители на flash-дисках.

Что нужно, чтобы «создать» свой компьютер?

Если хочется самому «создать» свой компьютер, нужно знать, как собрать системный блок в первую очередь. Для начала нужно определить, к какому типу устройств будет относиться «созданная» машина: бюджетному варианту, производительному или передовому. К первой категории относится компьютер, который будет выполнять все задачи начинающего пользователя: просмотр видео, игры, работа в Интернете и офисных программах. Ко второму пункту можно отнести модели, которые способны выполнять те же задачи, но с большей производительностью. Естественно, такой ПК можно улучшать до поры до времени, так как основные компоненты устареют и будут заменены новыми. В третью категорию входят машины, которые отличаются особой мощностью. Минусом таких компьютеров является их высокая стоимость.

Материнская плата

Материнская плата является главным компонентом ЭВМ, т. к. к ней подключаются остальные составляющие компьютера. При выборе системной платы нужно проявить максимум внимания, так как от этого зависит производительность системы и возможность ее улучшения. Материнскую плату можно рассмотреть как «сборник» устройств, как то:

процессор;
память;
математический процессор;
слоты расширения;
Chipset.

Обычно на этом компоненте компьютера можно встретить встроенные элементы, например, сетевую, звуковую и видеокарту. Такая ситуация не должна вызывать каких-либо опасений, потому что в любую минуту можно заменить интегрированное устройство внешним. Ведь при сборе ЭВМ нужно учитывать, из чего состоит компьютер, т. к. для каждого его типа нужны различные детали. В некоторых случаях использование интегрированных элементов неприемлемо. Производитель не может предусмотреть, что нужно одному пользователю в плане производительности, а что - другому. Поэтому материнские платы комплектуются специальными слотами расширения, благодаря которым появляется возможность совершенствования компьютера.

Процессор

Под процессором понимают главное устройство компьютера, которое управляет работой всех компонентов машины и обрабатывает всю поступающую информацию. Основными характеристиками и составляющими CPU являются:

Под разрядностью процессора подразумевают количество информации, которое может обработать CPU за один такт. Сегодня большинство компьютеров снабжены процессорами, обрабатывающими 64 бита, хотя встречаются экземпляры и 32-битные. Кэш-память - своеобразный буфер для временной сохранности данных, которые могут понадобиться в любой момент процессору. CPU осуществляет доступ к такой информации гораздо быстрее, чем к сведениям из внутренней памяти. Объединением процессора и оперативной памяти занимается системная шина. Современные CPU работают на частоте, которая превышает показатели этой платы. Разница между величиной частоты процессора и системной шины называется множителем. Чем больше множитель, тем больше возможность разогнать CPU.

Оперативная память

Основным предназначением оперативной памяти является возможность временного сохранения сведений и поддержки выполняемого программного обеспечения. Другое название этого устройства - RAM (Random Access Memory). Итак, оперативная память также входит в список того, из чего состоит компьютер, причем эти компоненты должны быть в обязательном порядке. Сведения из RAM стираются при отключении питания или перезагрузке. Оперативная память относится к динамическому ОЗУ, называемому как DRAM. Сегодня наиболее популярна память DDR2, однако скоро ее нишу займет DDR3, отличающееся особенно большой пропускной способностью и низким энергопотреблением. Однако его недостатком можно назвать баснословную цену. Опытные пользователи рекомендуют приобретать материнскую плату с поддержкой DDR3, чтобы в будущем была возможность установить в слот данный вид памяти, хотя DDR2 не сильно отличается по производительности от своего потомка. Также стоит обратить внимание на количество слотов для оперативной памяти: их должно быть минимум 4. Такое расположение вещей позволит более целесообразно увеличивать показатель внутренней памяти. Сегодня для нормальной работы компьютера уже требуется 2 Гб, а в скором будущем может понадобиться все 4 Гб.

Жесткий диск

Жесткий диск, известный как HDD, винчестер и винт, - незаменимое устройство компьютера, которое необходимо для постоянного хранения многочисленных сведений. При отключении питания информация никуда не исчезнет. Жесткий диск относится и к электронным, и к механическим устройствам, которым свойственен износ некоторых деталей.

Для подключения HDD может потребоваться один из трех интерфейсов:

Все три разновидности используются до сих пор, хотя первые два вида были разработаны в далеком 1986 году. Если куплен новый жесткий диск и уже подключен к компьютеру, его нужно разбить на несколько логических разделов. Существует несколько программ, которые помогут справиться с поставленной задачей. В перечень их основных функций входят:

создание нового диска;
удаление раздела;
изменение размерности;
форматирование и т.д.

Видеокарта

Специальное устройство персонального компьютера, которое выводит изображение на монитор, называется видеокартой. Можно сказать, что она является самым главным компонентом. Другие названия видеокарты: видеоплата, видеоадаптер, графический адаптер.

Основными деталями устройства являются:

видеопамять;
видеопроцессор;
цифро-аналоговый преобразователь;
BIOS видеокарты.

Графические адаптеры разделяют на два вида:

Первый тип встроен в материнскую плату. В случае поломки его нельзя заменить другой интегрированной деталью. Однако можно воспользоваться внешней видеокартой, которую также вставляют в специально отведенный слот на материнской плате.

К основным характеристикам графического адаптера относят:

объем видеопамяти;
частоту RAMDAC;
тип видеопамяти;
разрядность шины памяти;
тактовую частоту видеопроцессора;
разъемы.

Монитор

Для вывода графической и текстовой информации необходим монитор, известный как дисплей, экран. Различают два типа данного устройства: на жидких кристаллах; на электронно-лучевых трубках. Большую популярность в последнее время получает первый вид мониторов, потому как он компактный, менее опасный для зрения, выдает большую четкость изображения.

Основными характеристиками любого дисплея являются:

диагональ;
разрешение;
размер зерна экрана;
частота регенерации;
формирование изображения;
точность отображения цвета;
угол обзора;
энергопотребление и излучение;
интерфейс;
сфера применения.

Кроме основных видов мониторов, различают и другие, использующиеся в повседневной жизни гораздо реже:

плазменные экраны;
органические светодиодные;
вакуумные флюоресцирующие;
дисплеи электростатической эмиссии;
электролюминесцентные.

Клавиатура

Для ввода текстовой информации и контроля компьютера необходима клавиатура. В стационарной ЭВМ она выступает в качестве отдельного блока, оснащенного основным и дополнительным модулем. Клавиатура входит в перечень устройств, которые определяют, из чего состоит компьютер. Без клавиатуры работать можно, но крайне неудобно. В ноутбуках данное устройство встроено в корпус. Современное устройство имеет 105 клавиш. Если кнопок больше, значит, они предназначены для управления мультимедиа-контентом.

Клавиатура подключается к компьютеру одним из трех методов:

Некоторые устройства оснащаются встроенным тачпадом, подобным манипулятору, используемому в ноутбуке. Кроме того, можно присмотреться к клавиатуре, форма которой отличается от классической. Эргономичное устройство разделено на две части, где руки располагаются под определенным углом друг к другу.

Мышь

Для удобного управления курсором обычно используют манипулятор "мышь". Классифицируют данное устройство по следующим признакам: по числу кнопок; по способу подключения; по способу действия. По первому атрибуту мыши делятся на двух- и трехкнопочные. По второму - на устройства, подключаемые с помощью кабеля или беспроводным методом. По третьему они бывают оптические и механические. Особую популярность в последнее время завоевали оптические экземпляры, оснащенные снизу микрокамерой. Она необходима для фиксации положения мыши, чтобы в дальнейшем сигнал был обработан CPU. Оптические модели характеризуются высокой точностью, отсутствием необходимости в периодической чистке и наличии коврика.

Принтер

Если необходимо распечатать информацию на бумажный носитель, тогда без принтеров не обойтись. Это внешние устройства, подключаемые к компьютеру посредством кабеля. Как правило, подключаются они через USB-порт. Различают монохромные (черно-белые) и цветные устройства. Кроме того, принтеры бывают матричные, струйные, лазерные. Первый тип сегодня используется крайне редко из-за своих многочисленных и весомых недостатков - высокой стоимости, низкого качества печати, высокого шума, низкой скорости печати. Струйные принтеры наносят краску через сопла (специальные отверстия), и под воздействием электротока чернила закрепляются на бумаге. К недостаткам данного вида относят низкую скорость работы, а также тот факт, что при засыхании чернил в матрице необходимо заменять всю деталь. Лазерные принтеры печатают посредством тонера, фиксируемого термической обработкой. Недостаток всего один у такого устройства: относительная дороговизна.

Сканер

Устройство, необходимое для оцифровывания информации посредством анализа изображения, называется сканером. Эргономичной моделью для работы является планшетный экземпляр. Подразумевается, что на стекло планшета будет помещен объект. Его нужно расположить сканируемой стороной вниз. Объект защищает специальная крышка. Под стеклом планшета есть механизм, разработанный из набора зеркал и линеек. В процессе работы платформа передвигается и передает на экран полноценное изображение. Сканер способен оцифровывать фотографии, текст, фотопленку, штрих-коды и т.д.

Данное устройство обладает следующими характеристиками:

аппаратным разрешением;
оптическим разрешением;
разрядностью цвета;
типом оптической системы;
способом подключения к компьютеру.

Как выбрать компьютер

При выборе ЭВМ необходимо определить, какие задачи она должна выполнять. Возможно три варианта того, для каких целей осуществляется подбор компьютера:

просмотр почты, фильма; прослушивание музыки; общение в Интернете;
игры; просмотр почты, фильма; прослушивание музыки; общение в Интернете;
работа в мощных программах; просмотр видео высокой четкости.

В каждой из трех ситуациях ЭВМ будет подобрана специальным образом. Так, для первого случая необходимо выбирать компьютеры, не отличающиеся особой производительностью, со средними характеристиками. Во второй ситуации нужно учитывать тип игры. Именно это определяет, насколько мощной должна быть машина. В третьем случае понадобится мощный процессор, большой объем оперативной памяти, производительная видеокарта. При выборе любого компьютера нужно помнить, что машина должна быть сбалансирована. Это означает, что все комплектующие должны быть примерно равными по производительности. В противном случае компьютер будет функционировать некорректно и нерационально.

Заключение

Сегодня практически в каждом доме есть компьютер. Его роль сложно переоценить, ведь количество сфер, в которых применяют ЭВМ, постоянно растет. Поэтому возникает необходимость изучить его главные составляющие, чтобы понимать принцип работы технологического достижения человечества.

В этой статье, которая подготавливалась для начинающих пользователей, мы рассмотрим устройство компьютера . Также узнаем основные характеристики устройств и какие функции они выполняют.

Обычный персональный компьютер, который мы используем в нашей повседневной жизни состоит из таких частей:

Системного блока;

Монитора;

Клавиатуры и мыши;

Дополнительных устройств (принтер, сканер, веб-камера и др.)

Устройство персонального компьютера. Содержание статьи:

Системный блок

Системный блок — это центральная часть компьютера, в которой располагаются все самые важные составляющие. Всё, благодаря чему работает компьютер. Выпускаются самые разнообразные системные блоки, которые различаются по размерам, дизайну и способу сборки.

Основные элементы системного блока:

Оперативная память;
Видеокарта;
Жёсткий диск;
Оптический привод (DVD, Blu-ray);
Блок питания

Давайте рассмотрим каждый из них подробнее.

Материнская плата – это самая большая плата системного блока. На ней устанавливаются основные устройства компьютера: процессор, оперативная память, видеокарта, слоты (разъёмы), BIOS, с помощью шлейфов и кабелей к материнской плате подключаются DVD-привод, жёсткий диск, клавиатура, мышь и др. Главная задача материнской платы – соединить все эти устройства и заставить их работать как одно целое. Кроме того на ней находятся контроллёры. Контроллёры – это электронные платы вставляемые в разъёмы (слоты) на материнской плате, они управляют устройствами подключаемыми к компьютеру. Некоторые контроллёры входят в состав материнской платы. Такие контроллёры называются интегрированными или встроенными. Так контролёры мыши и клавиатуры всегда являются встроенными. Добавляя и заменяя платы контроллёров можно расширять возможности компьютера и настраивать его под свои требования. Например пользователь может добавить дополнительную звуковую карту, которая может работать с новыми многоканальными акустическими системами.

Центральный процессор (ЦП, CPU) является главным элементом компьютера, его “мозгом”. Он отвечает за все вычисления и обработку информации. Кроме этого, он выполняет управление всеми устройствами компьютера. От его мощности зависит быстродействие компьютера и его возможности.

Основные характеристики центрального процессора:

количество ядер
тактовая частота
сокет

Давайте рассмотрим их подробнее.

Количество ядер

Чем больше у процессора ядер, тем большее число операций он может выполнять одновременно. По сути, несколько ядер – это несколько процессоров, которые расположены на одном кристалле или в одном корпусе. В одноядерном процессоре команды, поступившие на его вход, последовательно проходят через нужные для их выполнения блоки, то есть пока процессором выполняется очередная команда, остальные ждут своей очереди. В многоядерном процессоре на вход приходят несколько отдельных потоков команд и данных и также раздельно выходят, не оказывая влияния друг на друга. За счёт параллельной обработки процессором нескольких потоков команд увеличивается производительность компьютера. Сегодня на персональные компьютеры устанавливаются, как правило, 2-8 ядерные процессоры. Однако не все программы рассчитаны на использование нескольких ядер.

Тактовая частота

Эта характеристика указывает на скорость выполнения команд центральным процессором. Такт – промежуток времени, необходимый для выполнения процессором элементарных операции.

В недалеком прошлом тактовую частоту центрального процессора отождествляли непосредственно с его производительностью, то есть чем выше тактовая частота процессора, тем он производительнее. На практике имеем ситуацию, когда процессоры с одинаковой частотой имеют разную производительность, потому что за один такт могут выполнять разное количество команд (в зависимости от конструкции ядра, пропускной способности шины, кэш-памяти). Современные процессоры работают на частотах от 1 до 4 ГГц (Гига Герц)

Кэш

Кэш применяется для значительного ускорения вычислений. Это встроенная в корпус процессора сверхбыстрая память, содержащая данные, к которым процессор часто обращается. Кэш-память может быть первого (L1), второго (L2) или третьего (L3) уровня.

Сокет

Сокет (socket) – это разъём (гнездо) на материнской плате, куда устанавливается процессор. Но когда мы говорим «сокет процессора», то подразумеваем под этим, как гнездо на материнской плате, так и поддержку данного сокета определенными моделями процессоров. Сокет нужен именно для того, чтобы можно было с легкостью заменить вышедший из строя процессор или модернизировать компьютер более мощным процессором.

Оперативная память

Следующий важный элемент компьютера, который находится в системном блоке – оперативная память (RAM или ОЗУ-оперативное запоминающие устройство). Именно в ней запоминаются обрабатываемая процессором информация и запущенные пользователем программы. Оперативной она называется потому, что предоставляет процессору быстрый доступ к данным.

DDR2

DDR3

Основные характеристики оперативной памяти:

объём – измеряется в мегабайтах (Мбайт) или гигабайтах (Гбайт), значительно влияет на производительность компьютера. Из-за недостаточного объёма оперативной памяти многие программы или не станут загружаться, или будут выполняться очень медленно. В современном типичном компьютере используется как минимум 1 Гбайт памяти, хотя для удобной работы лучше иметь 2 или 3 Гбайта;
частота шины – измеряется в мегагерцах (МГц), также оказывает большое влияние на скорость работы компьютера. Чем она больше, тем быстрее передача данных между процессором и самой памятью.
тип памяти – указывает на поколение, к которому относится память. На сегодняшний день можно встретить оперативную память следующих типов (размещены по хронологии появления):

DDR SDRAM(100 – 267 МГц)

DDR2 SDRAM (400 – 1066 МГц)

DDR3 SDRAM(800 – 2400 МГц)

DDR4 SDRAM(1600 – 2400 МГц)

Видеокарта

Видеокарта | Устройство компьютера

Видеокарта – электронная плата, обеспечивающая формирования видеосигнала и тем самым определяет изображение, показываемое монитором. У существующих видеокарт разные возможности. Если на компьютере используются офисные программы, то особых требований к видеокарте не предъявляют. Другое дело игровой компьютер, в котором основную работу берёт на себя видеокарта, а центральному процессору отводится второстепенная роль.

Основные характеристики видеокарты:

объём видеопамяти – измеряется в мегабайтах (Мбайт) или гигабайтах (Гбайт), влияет на максимальное разрешение монитора, количество цветов и скорость обработки изображения. На данное время производятся модели видеокарт с объёмом видеопамяти от 256 Мбайт до 6 Гбайт. Оптимальный средний объём 512 Мбайт или 1 Гбайт;
разрядность шины видеопамяти – измеряется в битах, определяет объём данных, который можно одновременно передать из видеопамяти (в память). Стандартная разрядность шины современных видеокарт 256 бит;
частота видеопамяти – измеряется в мегагерцах (МГц), чем выше, тем больше общая производительность видеокарты.

В настоящее время видеокарты производят на основе чипсетов nVidia GeForce и ATI Radeon.

Жёсткий диск

Жёсткий диск | Устройство компьютера

Жёсткий диск без верхней крышки | Устройство компьютера

Жёсткий диск, называемый также винчестером или HDD, предназначен для долговременного хранения информации. Именно на жестком диске вашего компьютера хранится вся информация: операционная система, нужные программы, документы, фотографии, фильмы, музыка и прочие файлы. Именно он является основным у стройством хранения информации в компьютере.

Для пользователя жёсткие диски различаются между собой прежде всего следующими характеристиками:

ёмкостью (объёмом) – измеряется в гигабайтах (Гбайт) или терабайтах (Тбайт), определяет какой объём информации можно записать на жёсткий диск. На данный момент объём современного винчестера измеряется от нескольких сотен гигабайт до нескольких терабайт;
быстродействием, которое складывается из времени доступа к информации и скорости чтения/записи информации. Типичное время доступа у современных дисков составляет 5-10 мс (миллисекунд), средняя скорость чтения/записи – 150 Мбайт/с (мегабайт в секунду);
интерфейсом – типом контролёра, к которому должен подключаться жёсткий диск (чаще всего EIDE и различные варианты SATA).

DVD-привод

DVD-привод | Устройство компьютера

DVD-привод используется для чтения DVD и CD-дисков. Если в названии стоит приставка “RW”, то привод способен не только читать, но и записывать на диски. Привод характеризуется скоростью чтения/записи и обозначается посредством множителя (1x, 2x и т.д.). Единица скорости здесь равна 1.385 мегабайт в секунду (Мб/с). То есть, когда на приводе указано значение скорости 8x, то действительная скорость будет составлять 8 * 1.385 Мб/с=11.08 Мб/с.

Blu-ray (Блю-рей) привод

Blu-ray (Блю-рей) привод | Устройство компьютера

Blu-ray приводы могут быть трёх видов: считывающие, комбо и пишущие. Считывающий Blu-ray привод может считывать CD, DVD и Blu-ray диски. Комбо может дополнительно записывать CD и DVD-диски. Пишущий Blu-ray привод может считывать и записывать все диски.

Блок питания

Блок питания снабжает электроэнергией устройства компьютера, и обычно продаётся вместе с корпусом. В настоящий момент производят блоки питания мощностью 450, 550 и 750 Ватт. Более мощные блоки питания (до 1500 Ватт) могут понадобиться компьютеру с мощной игровой видеокартой.

Монитор

Монитор предназначен для показа изображений поступающих от компьютера. Он относится к устройствам вывода информации компьютера.

Основные характеристики мониторов:

размер экрана – измеряется в дюймах (1 дюйм=2,54 см) по диагонали. На данный момент наиболее популярными являются ЖК-мониторы с диагональю 19 дюймов;
формат экрана (соотношение сторон по вертикали и горизонтали), сейчас почти все мониторы продаются в широкоформатном исполнении: формат 16:9 и 16:10;
тип матрицы – основная часть ЖК-монитора, от которой на 90% зависит его качество. В современных мониторах применяется один из трёх основных типов матриц: TN-film (наиболее простой, самый дешёвый и распространённый), S-IPS (обладают наилучшей цветопередачей, применяется для профессиональной работы с изображениями) и PVA/ MVA (дороже TN-film и дешевле IPS, можно сказать, что эти матрицы являются компромиссом между TN+Film и IPS.);
разрешение экрана – число точек (пикселей) в ширину и в высоту, из которых состоит изображение. Наиболее распространённые 17 и 19-дюймовые мониторы имеют разрешение 1280х1024 и 1600х1200 точек. Чем выше разрешение, тем, естественно, детальней получается изображение;
тип разъёма используемый для соединения с компьютером, аналоговый VGA (D-Sub) или цифровые разъемы DVI, HDMI.

Итак, из чего же состоит наш обычный персональный компьютер (ПК), который мы используем дома или на работе.

Рассмотрим его аппаратную часть («железо»):

системный блок (та большая коробка, которая стоит у вас на столе или под столом, сбоку от него и т.д.). В нем располагаются все основные узлы компьютера.
периферийные устройства (такие как монитор, клавиатура, мышь, модем, сканер и пр.).

Системный блок в компьютере является «главным». Если аккуратно открутить шурупы с его задней стенки, снять боковую панель и заглянуть внутрь, то лишь с виду его устройство покажется сложным. Сейчас я коротко опишу его устройство, а потом охарактеризую главные элементы максимально понятным языком.

В системном блоке размещаются следующие элементы (не обязательно все сразу):

— Блок питания

— Накопитель на жестком магнитном диске (HDD)

— Накопитель на гибком магнитном диске (FDD)

— Накопитель на компакт-диске или dvd-диске (CD/DVD ROM)

— Разъемы для дополнительных устройств (порты) на задней (иногда и на передней) панели, и др.

— Системная плата (ее чаще называют материнской ), которая, в свою очередь, содержит:

микропроцессор ;
математический сопроцессор;
генератор тактовых импульсов;
микросхемы памяти (ОЗУ, ПЗУ, кэш-память, CMOS-память)
контроллеры (адаптеры) устройств: клавиатуры, дисков и др.
звуковая, видео- и сетевая карты ;
таймер и др.

Все они подсоединяются к материнской плате с помощью разъемов (слотов). Ее элементы, выделенные жирным шрифтом, мы рассмотрим ниже.

А теперь по порядку о системном блоке:

1 . С блоком питания все понятно: он питает энергией компьютер. Скажу лишь, что, чем выше его показатель мощности, тем круче.

2 . Накопитель на жестком магнитном диске (HDD — hard disk drive) в простонародье называют винчестером .

Это прозвище возникло из жаргонного названия первой модели жесткого диска емкостью 16 Кбайт (IBM, 1973 год), имевшего 30 дорожек по 30 секторов, что случайно совпало с калибром «30/30» известного охотничьего ружья «Винчестер». Емкость этого накопителя измеряется обычно в гигабайтах: от 20 Гб (на старых компьютерах) до нескольких Террабайт (1Тб = 1024 Гб). Самая распространенная емкость винчестера - 250-500 Гб. Скорость операций зависит от частоты вращения (5400-10000 об/мин). В зависимости от типа соединения винчестера с материнской платой различают ATA и IDE.

3 . Накопитель на гибком магнитном диске (FDD — floppy disk drive) — не что иное, как флоппи-дисковод для дискет . Их стандартная емкость - 1,44 Мб при диаметре 3,5" (89 мм). В качестве запоминающей среды у магнитных дисков используются магнитные материалы со специальными свойствами, позволяющими фиксировать два магнитных состояния, каждому из которых ставятся в соответствие двоичные цифры: 0 и 1.

4 . Накопители на оптических дисках (CD-ROM) бывают разных диаметров (3,5" и 5,25") и емкостей. Самые распространенные из них - емкостью 700 Мб. Бывает, что CD диски можно использовать для записи только 1 раз (тогда их называют R), а выгоднее использовать многократно перезаписываемые диски RW.

DVD первоначально расшифровывалось как Digital Video Disk. Несмотря на название, на DVD-диски можно записывать всё, что угодно, - от музыки до данных. Поэтому в последнее время всё чаще встречается и другая расшифровка этого названия — Digital Versatile Disk, в вольном переводе означающая «цифровой универсальный диск». Главное отличие DVD-дисков от CD-дисков - это объём информации, который может быть записан на таком носителе. На DVD-диск может быть записано от 4.7 до 13, и даже до 17 Gb. Достигается это несколькими способами. Во-первых, для чтения DVD-дисков используется лазер с меньшей длиной волны, чем для чтения CD-дисков, что позволило существенно увеличить плотность записи. Во-вторых, стандартом предусмотрены так называемые двухслойные диски, у которых на одной стороне данные записаны в два слоя, при этом один слой полупрозрачный, и второй слой читается «сквозь» первый. Это позволило записывать данные на обе стороны DVD-дисков, и таким образом удваивать их ёмкость, что иногда и делается.

5 . К персональному компьютеру могут подключаться и другие дополнительные устройства (мышь, принтер, сканер и прочее). Подключение производится через порты — специальные разъемы на задней панели.

Порты бывают параллельные (LPT), последовательные (COM) и универсальные последовательные (USB). По последовательному порту информация передается поразрядно (более медленно) по малому числу проводов. К последовательному порту подключаются мышь и модем. По параллельному порту информация передается одновременно по большому числу проводов, соответствующему числу разрядов. К параллельному порту подключается принтер и выносной винчестер. USB-порт используется для подключения широкого спектра периферийных устройств - от мыши до принтера. Также возможен обмен данными между компьютерами.

6 . Основные устройства компьютера (процессор, ОЗУ и др.) размещены на материнской плате .

Микропроцессор (проще - процессор ) — центральный блок ПК, предназначенный для управления работой всех блоков машины и для выполнения арифметических и логических операций над информацией.

Его главные характеристики — это разрядность (чем она выше, тем выше производительность компьютера) и тактовая частота (во многом определяет скорость работы компьютера). Тактовая частота указывает, сколько элементарных операций (тактов) процессор выполняет за одну секунду.
Уважают на рынке процессоры Intel Pentium и его эконом-версию Celeron, а также ценят их конкурентов - AMD Athlon с эконом-вариантом Duron. Процессоры Intel характеризуются высокой надежностью в работе, низким тепловыделением и совместимостью со всем программным и аппаратным обеспечением. А AMD показывают большую скорость работы с графикой и играми, но менее надежны.

Память компьютера бывает внутренней и внешней. К устройствам внешней памяти относятся уже рассмотренные HDD, FDD, CD-ROM, DVD-ROM. К внутренней памяти относится постоянное ЗУ (ПЗУ, ROM англ.), оперативное ЗУ (ОЗУ, RAM англ.), КЭШ.

ПЗУ предназначено для хранения постоянной программной и справочной информации (BIOS — Basic Input-Output System — базовая система ввода-вывода).

ОЗУ обладает высоким быстродействием и используется процессором для кратковременного хранения информации во время работы компьютера.

При выключении источника питания информация в ОЗУ не сохраняется. Для нормального функционирования компьютера в наши дни желательно иметь от 1 Гб до 3 Гб оперативки.

КЭШ-память — это оперативная сверхскоростная промежуточная память.

CMOS-память — CMOS RAM (Complementary Metall-Oxide Semiconductor RAM). В ней хранятся параметры конфигурации компьютера, которые проверяются при каждом включении системы. Для изменения параметров конфигурации компьютера в BIOS содержится программа настройки конфигурации компьютера — SETUP.

Звуковая, видео и сетевая карты могут быть как встроенными в материнскую плату, так и внешними. Внешние платы всегда можно заменить, тогда как, если из строя выйдет встроенная видеокарта, придется менять всю материнскую плату. Из видеокарт я доверяю ATI Radeon и Nvidia. Чем выше объем памяти видеокарты, тем лучше.

Периферийные устройства

Компьютера состоит из 6 групп клавиш:

Буквенно-цифровые;
Управляющие (Enter, Backspace, Ctrl, Alt, Shift, Tab, Esc, Caps Lock, Num Lock, Scroll Lock, Pause, Print Screen);
Функциональные (F1-F12);
Цифровая клавиатура;
Управления курсором (->,<-, Page Up, Page Down, Home, End, Delete, Insert);
Световые индикаторы функций (Caps Lock, Num Lock, Scroll Lock).

Мышь (механическая, оптическая). Большинство программ используют две из трех клавиш мыши. Левая клавиша — основная, ей управляют компьютером. Она играет роль клавиши Enter. Функции правой клавиши зависят от программы. Посередине находится колесо прокрутки, к которому быстро привыкаешь.

Модем — сетевой адаптер. Может быть как внешним, так и внутренним.

Сканер автоматически считывает с бумажных носителей и вводит в ПК любые печатные тексты и изображения.

Микрофон служит для ввода звука в компьютер.

(дисплей) предназначен для отображения информации на экране. Наиболее часто в современных ПК используются мониторы SVGA с разрешающей способностью (количеством точек, размещающихся по горизонтали и по вертикали на экране монитора) 800*600, 1024*768, 1280*1024, 1600*1200 при передаче до 16,8 млн. цветов.

Размер экрана монитора - от 15 до 22 дюймов по диагонали, но чаще всего - 17 дюймов (35,5 см). Размер точки (зерна) - от 0,32 мм до 0,21 мм. Чем он меньше, тем лучше.

ПК, которые снабжены телевизионными мониторами (ЭЛТ), уже не так популярны. Из них предпочтение следует отдавать мониторам с низким уровнем излучения (Low Radiation). Жидкокристаллические дисплеи (LCD) более безопасны, и большинство компьютеров имеют именно такой монитор.

Предназначен для распечатки текста и графических изображений. Принтеры бывают матричные, струйные и лазерные. В матричных принтерах изображение формируется из точек ударным способом. Струйные принтеры в печатающей головке вместо иголок имеют тонкие трубочки — сопла, через которые на бумагу выбрасываются мельчайшие капельки чернил. Струйные принтеры выполняют и цветную печать смешением базовых цветов. Достоинство — высокое качество печати, недостаток — опасность засыхания чернил, высокая стоимость расходных материалов.

В лазерных принтерах применяется электрографический способ формирования изображений. Лазер служит для создания сверхтонкого светового луча, вычерчивающего на поверхности предварительно заряженного светочувствительного барабана контуры невидимого точечного электронного изображения. После проявления электронного изображения порошком красителя (тонера), налипающего на разряженные участки, выполняется печать — перенос тонера с барабана на бумагу и закрепление изображения на бумаге разогревом тонера до его расплавления. Лазерные принтеры обеспечивают наиболее высококачественную печать с высоким быстродействием. Широко используются цветные лазерные принтеры.

Звуковые колонки выводят звук. Качество звучания зависит - опять-таки - от мощности динамиков и материала, из которого изготовлены корпуса (предпочтительно дерево) и его объема. Важную роль играет наличие фазоинвертора (отверстие на передней панели) и количество полос воспроизводимых частот (высокие, средние и низкие динамики на каждой колонке).

USB-накопители на флэш-памяти, на мой взгляд, стали самым универсальным средством переноса информации. Это миниатюрное устройство размером и весом меньше зажигалки. Оно имеет высокую механическую прочность, не боится электромагнитных излучений, жары и холода, пыли и грязи.

Самая чувствительная часть накопителя — разъем, прикрытый колпачком. Объем этих устройств колеблется от 256 Мбайт до 32 Гбайт, что позволяет подобрать накопитель нужной емкости, сообразуясь с потребностями. Благодаря интерфейсу, USB накопитель можно подключить к любому современному компьютеру. Он работает с операционными системами Windows 98SE/Me/2000/XP/Vista/7, Mac OS 8.6 ~ 10.1, Linux 2.4. В Windows даже не нужно устанавливать никаких драйверов: подключил в USB-порт - и работай.

Нужна для ввода динамического изображения в компьютер и звука (для общения и возможности создания телеконференций).

Источник бесперебойного питания нужен на случай аварийного отключения электроэнергии.

Фуфф, ну вот, по-моему, и все основное, что я хотела вам рассказать об аппаратной части компьютера, так называемом hardware.

Статья «Устройство компьютера» была написана довольно давно. Поэтому, если Вы нашли ошибку или обнаружили некоторую неточность, напишите, пожалуйста, об этом, используя форму комментариев. Мы будем Вам очень признательны!