Внутреннее строение компьютера. Строение персонального компьютера

Сегодня компьютерные технологии шагают семимильными шагами, и, например, ПК за несколько лет может полностью устареть. А на устаревшем оборудовании многие современные программы будут работать медленно либо совсем не запускаться. Кто-то предложит купить новый компьютер, а кто-то - выполнить апгрейд. И в том и в другом случае требуется знать строение системного блока компьютера.

Общие сведения

Из каких основных частей состоит ваш ПК? Если в общем, то строение компьютера предполагает наличие следующих элементов:

• Внутренние устройства системного блока.
• Устройства ввода (обычно - клавиатура и мышь, но могут быть дополнены многими другими, например, планшетом для рисования).
• Устройства вывода информации (монитор, наушники).
• Дополнительные периферийные устройства (кардридеры, ТВ-тюнеры, сетевые адаптеры, USB-модемы).

Строение системного блока компьютера необходимо рассматривать подробно, потому как в него входит множество важных компонентов, прямо или косвенно влияющих на быстродействие системы в целом. К этим компонентам относятся:

• Материнская плата.
• Центральный процессор.
• Оперативная память.
• Жесткий диск либо твердотельный накопитель.
• Видеоплата.
• Звуковая карта.
• PCI-устройства.

Строение процессора компьютера

Считается, что центральный процессор - это самое сложное цифровое устройство в составе компьютера. Изготавливается он в виде кремниевой пластины в корпусе со множеством выводов, которые подключаются к специальному гнезду на материнской плате. На кремний напыляется вещество, воспроизводящее сложную, но очень маленькую по размеру электросхему.

Несколько миллионов элементов (транзисторов, резисторов) входит в строение процессора компьютера. Все детали имеют размер в несколько нанометров. После изготовления устройства на него устанавливается радиатор для отвода тепла и обдувающий вентилятор. При одновременной работе большого числа транзисторов без этого нельзя обойтись.

Строение процессора компьютера настолько высокотехнологично, что только две компании в мире конкурируют в этом сегменте рынка (Intel и AMD).

Основные характеристики CPU

Главными характеристиками CPU являются тактовая частота, размер кэша, количество ядер. Соответственно, чем выше эти параметры, тем быстрее устройство выполняет вычисления. От тактовой частоты зависит то, сколько логических и арифметических операций может быть выполнено за секунду одним ядром, соответственно, если ядра в компьютере два, то операций за секунду производится в два раза больше.

Кэш предназначен для хранения команд, которые программы отправляют центральному процессору. Обмен информацией с кэшем производится на самой большой скорости. Если его размер будет слишком мал, то и использовать всю скорость процессора не получится.

Строение материнской платы

Конечно же, необходимо рассмотреть сстроение материнской платы компьютера. Материнская плата представляет собой сложное устройство с многослойной схемой. На ней расположены основные сокеты для подключения всех остальных компьютерных устройств, наборы логики для того, чтобы все компоненты работали взаимосвязанно, контроллеры основных интерфейсов (звуковая плата, сетевая карта, устройства ввода-вывода). Зачастую на материнской плате могут быть слоты для дополнительных устройств (PSI-e, PCI, USB).

Ключевой компонент материнской платы - чипсет. Это микросхема, выполняющая подключение контроллеров устройств к CPU для их совместного функционирования. Внутреннее строение компьютера целиком определяется именно чипсетом. Например, нельзя в системную плату установить память третьего поколения, если логика поддерживает только вторую, также и со всеми другими устройствами.

Оперативная память

ОЗУ (RAM) - оперативное запоминающее устройство (random access memory). Описывая внутреннее строение компьютера, этот элемент никак нельзя обойти стороной. В ОЗУ хранятся временные данные и команды процессора, для которых не хватило места в кэше. Самые важные характеристики памяти - частота, объем, поколение и тайминги. При этом планку памяти поколения DDR2 или DDR нельзя установить в разъем DDR3, потому как наборы программной логики для всех этих поколений разные.

Частота и тайминги - самые важные показатели для определения скорости обмена информацией с ОЗУ. Тут действуют два взаимообратных правила. Если частота выше - скорость больше. С таймингами действует обратный закон, поэтому более низкие их показатели предпочтительнее.

Видеокарта

Строение персонального компьютера в современном мире обязательно предполагает наличие видеокарты. Если говорить простым языком, то это устройство подготавливает и формирует графическую информацию, которая впоследствии отображается на экране.

Видеоадаптер может быть встроен в материнскую плату компьютера либо подключаться к разъему PCI-e. Адаптеры первого типа почти всегда называют бюджетными, они позволяют комфортно работать в офисных программных пакетах, но не формировать сложные трехмерные изображения. Даже если вывод графики таким видеоплатам по зубам, то вряд ли их мощности хватит для уверенного поддержания приемлемого уровня FPS (числа кадров в секунду).

Если рассматривать видеоадаптер, подключаемый к разъему PSI-e, можно сказать, что это дополнительный компьютер, устанавливающийся внутрь системного блока. В его строение также входит процессор (но не CPU, а GPU) с системой охлаждения, видеопамять (GDDR), контроллер, ЦАП и АЦП (цифроаналоговый и аналого-цифровой преобразователи).

То, что в строение компьютера входит настолько сложный аппарат, обусловлено повышенными требованиями к ресурсам для отрисовки реалистичной трехмерной графики. Иначе про красоты современных видеоигр придется забыть.

Изучить основные характеристики видеоплаты можно, опираясь на самые важные параметры остальных составных частей, входящих в строение компьютера. Сюда нужно включить частоту видеопроцессора, объем, частоту и пропускную способность видеопамяти. Нельзя не сказать о технологиях SLI и CrossFire. Они позволяют объединить несколько видеоадаптеров для увеличения мощности видеосистемы.

HDD

Жесткий диск (Hard Disk Drive) используется для хранения данных. Именно на него устанавливаются ОС, игры, программы, именно на нем хранится музыка, видеозаписи, фотографии. Строение компьютера таково, что любое устройство может быть заменено подобным без проблем, однако после смены HDD теряются все пользовательские данные, потому к устройствам этого типа предъявляются самые высокие требования надежности.

Основные характеристики HDD

Емкость (измеряется в байтах), чем больше этот показатель, тем больше данных может быть записано на накопитель. В современных условиях есть смысл отдавать предпочтение только тем представителям семейства, емкость которых выше 500 Гигабайт.

Скорость шпинделя (измеряется в оборотах в секунду) определяет среднюю скорость доступа к данным. Чем выше эта характеристика, тем быстрее происходит считывание и запись информации. Помните, что большие обороты создают высокий уровень шума.

Интерфейс (тип разъема для подключения к системной плате). Строение персонального компьютера в современном мире таково, что выбрать материнскую плату и жесткий диск так, чтобы они не подходили друг другу, почти невозможно.

Кэш - подобие оперативной памяти. Его предназначение - в сглаживании разницы скоростей чтения и записи. При выборе устройства этот параметр можно не учитывать.

Клавиатура

Всё идет вперед, всё развивается, увеличиваются вычислительные мощности процессоров, меняются методические пособия и лекции, по которым преподается информатика. Строение компьютера, однако, располагает одним компонентом, который остается неизменным, - это клавиатура. Она может быть с мембранными клавишами, полумеханическими, механическими или использовать ножничный механизм.

Строение клавиатуры компьютера с мембранным механизмом включает в себя пластиковые конусы и три слоя пленки, на которой расположены контакты. При нажатии на клавишу конус сжимается, закорачивая верхний и нижний контакты. Такие клавиатуры самые дешевые и легкие.

В полумеханических клавиатурах вместо недолговечных напыленных контактов установлены металлические, которые крепятся на печатную плату. Но возврат клавиши в исходное положение и замыкание контактов все так же выполняет пластиковый конус.

Механические клавиатуры в качестве возвратного механизма используют пружину. Они считаются самыми долговечными и надежными. Их срок службы в штатном режиме составляет от 50 до 100 лет. Вес же намного выше, чем у любых других.

Ножничные клавиатуры считаются разновидностью мембранных. Такие чаще всего устанавливают в ноутбуки. Под клавишей, кроме мембраны, находятся две перекрестные планки прямоугольной формы, которые обеспечивают ровный ход, а это в свою очередь защищает от заеданий.

Блок питания

Когда описывается анатомия компьютера (или строение компьютера), зачастую информация об этом компоненте вычеркивается. А зря, от блока питания зависит стабильность всей системы.

Основная его характеристика - мощность. Современный рынок предлагает на выбор устройства от 300 до 1600 Ватт. Офисному компьютеру хватит четырехсот, а новейшая игровая система потребует не менее киловатта.

Учитывайте, что ПБ должен не только обеспечивать все компоненты необходимым питанием, но и обладать избыточной мощностью, превышающей штатные показатели на 20%. Дела обстоят так, потому что через время характеристики блоков питания "проседают", и пиковые нагрузки могут вывести устройство из строя.

Как говорит информатика, строение компьютера абсолютно не зависит от выбранного блока питания. Они универсальны и подойдут для любой конфигурации. Однако более мощные блоки питания имеют больший размер и увеличенное число однотипных разъемов. В подавляющем большинстве случаев число разъемов избыточно даже на блоках питания с самой низкой мощностью.

Лучше не использовать дешевые ПБ, которые выпускают производители без имени. На устройства ПК подается низкое напряжение (от 3 до 12 Вольт), и даже незначительное колебание этого показателя может вывести из строя какую-нибудь "железку". Кроме того, на практике подобные блоки питания выдают мощность на четверть меньшую по сравнению с данными в паспорте.

Вместо послесловия

Ликбез на тему "строение компьютера для чайников" завершен. В нем описаны не абсолютно исчерпывающие сведения. В подобных описаниях углубляться можно бесконечно, описывая технические подробности, однако для простого пользователя достаточно той информации, которая подана в этой статье. Разбираясь в устройстве компьютера уже на этом уровне, нельзя называть себя чайником или новичком.