Компьютер представляет собой устройство, способное испол­нять четко определенную последовательность операций, предпи­санную программой.

Понятие «компьютер» является более широ­ким, чем понятие «электронно-вычислительная машина» (ЭВМ), поскольку в последнем акцент делается на вычисления. Персо­нальный компьютер (ПК) отличается тем, что им может пользоваться один человек, не прибегая к помощи бригады обслуживающегр персонала и не отводя под него специального зала с устройства для поддержания климата, мощной системой элек-тропитанйя и прочими атрибутами больших вычислительных ма­шин. Этот компьютер обычно ориентирован на интерактивное взаимодействие с одним пользователем (в играх иногда и с дву­мя), причем взаимодействие происходит через множество сред общения, от алфавитно-цифрового и графического диалога с помощью дисплея, клавиатуры и мыши до устройств виртуальной реальности, в которой пока не задействованы, наверное, только запахи.

Первый компьютер, в котором были воплощены принципы фон Неймана, был построен в 1949 г. английским исследователем Моррисом Уилксом. С той поры компьютеры стали гораздо более мощными, но подавляющее большинство из них построено в со­ответствии с теми принципами, которые изложил в своем докла­де в 1945 Г.Джон фон Нейман:

Прежде всего компьютер должен иметь следующие устройства:

Арифметико-логическое устройство, выполняющее ариф­метические и логические операции;

Устройство управления, которое организует процесс вы­полнения программ;

Запоминающее устройство, или память для хранения про­грамм и данных;

Внешние устройства для ввода/вывода информации.

Память компьютера должна состоять из некоторого количест­ва пронумерованных ячеек, в каждой из которых могут находить­ся или обрабатываться данные либо инструкции программ. Все ячейки памяти должны быть легко доступны для других уст­ройств компьютера.

Связи между устройствами компьютера представлены на рис. 1.1 (одинарные линии показывают управляющие связи, двойные - информационные).

Рис. 2.1. Схема компьютера по Нейману

В общих чертах работу компьютера можно описать так. Внача­ле с помощью какого-либо внешнего устройства в память ком­пьютера вводится программа. Устройство управления считывает содержимое ячейки памяти, где находится первая инструкция (команда) программы, и организует ее выполнение. Эта команда может задавать выполнение арифметических или логарифмичес­ких операций, чтение из памяти данных для выполнения арифме­тических или логических операций или запись их результатов в память, ввод данных из внешнего устройства в память или вывод данных из памяти на внешнее устройство.

Как правило, после выполнения одной команды устройство уп­равления начинает выполнять команду из ячейки памяти, которая находится непосредственно за только что выполненной командой. Однако порядок может быть изменен с помощью команд передачи управления (перехода). Эти команды указывают устройству управления, что ему следует продолжить выполнение программы начи­ная с команды, содержащейся в некоторой другой ячейке памяти. Такой «скачок», или переход, в программе может выполняться не всегда, а только при выполнении некоторых условий, например, ес­ли некоторые числа равны, если в результате предыдущей арифме­тической операции получился нуль и та Это позволяет использо­вать одни и те же последовательности команд в программе много раз (т.е. организовывать цикл), выполнять различные последова­тельности команд в зависимости от выполнения определенных ус­ловий и т.д., т.е. создавать сложные программы.

Таким образом, управляющее устройство выполняет инструк­ции программы автоматически, без вмешательства человека. Оно может обмениваться информацией с оперативной памятью и внешними устройствами компьютера. Поскольку внешние уст­ройства как правило, работают значительно медленнее, чем остальные части компьютера, управляющее устройство может при­останавливать выполнение программы до завершения операции ввода/вывода с внешним устройством. Все результаты выполнен­ной программы должны быть ею выведены на внешнее устройст­во компьютера, после чего компьютер переходит к ожиданию каких-либо сигналов внешних устройств.

Следует заметить, что схема устройства современных компью­теров несколько отличается от приведенной выше. В частности, арифметико-логическое устройство и устройство управления, как правило, объединены в одно устройство - центральный про­цессор. Кроме того, процесс выполнения программ может преры­ваться для неотложных действий, связанных с поступившими сигналами от внешних устройств компьютера. Многие быстро­действующие компьютеры осуществляют параллельную обработ­ку данных на нескольких процессорах. Тем не менее большинст­во современных компьютеров в основных чертах соответствуют принципам, изложенным фон Нейманом.

Персональные компьютеры, совместимые с IBM PC, де­лятся на несколько поколений (или классов) со следующими ха­рактерными особенностями:

IBM PC первой модели имел процессор Intel-8088, адресу­емую память 1 Мбайт, шину расширения ISA (8 бит), накопители на гибких дисках (НГМД) до 360 Кбайт.

IBM PC/XT (Extended Technology - расширенная техно­логия) - появились винчестеры - накопители на жестких дис­ках (НЖМД) и возможность установки математического сопро­цессора Intel-8087.

IBM PC/AT (Advanced Technology - прогрессивная или «продвинутая» технология): процессор Intel-80286/80287, адресуемая память 16 Мбайт, шина ISA 16 бит, НГМД 1,2 и 1,44 Мбайт, НЖМД.

B настрящее время класс машин AT развивается в нескольких направлениях: 16-разрядный процессор заменен на 32-разрядный (386 и старше), память адресуется в пространстве нескольких десятков Гбайт, применяются более эффективные шины расширения (EISА, VLB, PCI) с сохранением ISA 16 бит как дешевой щины для обеспечения совместимости со старыми адаптерами, расширяется состав устройств, имеющих системную поддержку на уровне BIOS.

Компьютеры IBM имеют открытую архитектуру и собираются из набора устройств, позволяющих комбинировать множество вариантов. В отличие от них компьютеры Macintosh фирмы Apple поставляются в хорошо закрытом корпусе и практически нет воз­можности что либо изменить в них.

Обычно персональные компьютеры IBM PC состоят из трех частей (блоков):

Системного блока;

Клавиатуры, позволяющей вводить символы в компьютер;

Монитора (или дисплея) - для отображения текстовой иди графической информации.

Компьютеры выпускаются и в портативном варианте - в «на­коленном » (лэптор), или «блокнотном» (ноутбук) исполнении. Здесь системный блок, монитор и клавиатура заключены в один корпус.

Системный блок является в компьютере «главным». В нем распрлагаются все основные узлы компьютера:

Электронные схемы, управляющие работой компьютера (микропроцессор, оперативная память, контроллеры устройств и т.д.

Блок питания, преобразующий электропитание сети в по­стоянный; ток низкого напряжения, подаваемый на электронные схемы компьютера;

Накопители (или дисководы), используемые для чтения и записи на гибкие магнитные диски (дискеты), CD, DVD;

Накопитель нз жестком магнитном диске, предназначенный для чтения и записи на несъемный жесткий магнитный диск (винчестер).

Дополнительные устройства: к системному блоку компьюте­ра IBM PC можно подключить различные устройства ввода/выво­да информации, расширяя тем самым его функциональные воз­можности. Многие устройства подсоединяются через специальные гнезда (разъемы).

Кроме монитора и клавиа­туры, такими устройствами являются:

Принтер - для вывода на печать текстовой и графической информации;

Мышь - устройство, облегчающее ввод информации в ком­пьютер;

Джойстик -(для компьютерных игр).

Подключение этих устройств выполняется с помощью специаль­ных проводов (кабелей). Для защиты от ошибок разъемы для кабе­лей сделаны разными. Некоторые кабели (например, для соедине­ния монитора или принтера) закрепляются с помощью винтов.

Устройства могут вставляться внутрь системного блока ком­пьютера, например:

Модем - для обмена информацией с другими компьюте­рами через телефонную сеть;

Факс-модем - сочетает возможности модема и телефакса.

Некоторые устройства, например многие разновидности ска­неров, используют смешанный способ подключения: в систем­ный блок компьютера вставляется только электронная плата (контроллер), управляющая работой устройства, а само устройст­во подсоединяется к этой плате кабелем.

Логическое устройство компьютера – процессор , выполняющий все вычисления и обра­ботку информации. В компьютерах типа IBM PC используются процессоры фирмы Intel, а также совмести­мые с ними процессоры других фирм (AMD, Cyrix, IBM и др.).

В тех случаях, когда на компьютере приходится выполнять много математических вычислений к основному процессору добавляют математический сопроцессор . Он помогает основному процессору производить математические операции над вещественными числами. Сейчас микропроцессоры фирмы Intel сами выполняют эти операции, так что для них сопроцессор не требуется.

Следующим очень важным элементом компьютера является оперативная память . Именно из нее про цессор и сопроцессор берут программы и исходные данные для обработки; в нее они записывают полученные результаты. Назва ние «оперативная» эта память получила потому, что она работает очень быстро, так что процессору не приходится ждать при чтении данных из памяти или записи в память. Однако содержащиесяв ней данные сохраняются, только пока компьютер включен.

Для работы компьютера необходим обмен ин­формацией между оперативной памятью и внешними устройствами. Такой обмен называется вводом/выводом. Но этот обмен не происходит непосредственно: между любым внешним устройством и оперативной памятью в компьютере имеются два промежуточных звена:

1. Для каждого внешнего устройства в компьютере имеется электронная схема, которая им управляет. Эта схема называется контроллером, или адаптером . Некоторые контроллеры (например, контроллеры дисков) могут управлять сразу несколькими устройствами.

2. Все контроллеры и адаптеры взаимодействуют с процессо­ром и оперативной памятью через системную магистраль переда­чи данных, которую обычно называют шиной .

Для упрощения подключения устройств электронные схемы IBM PC состоят из нескольких модулей - эле­ктронных плат . На основной плате компьютера - системной (ма­теринской) обычно располагаются основной процессор, сопроцес­сор, оперативная память, шины. Схемы, управляющие некоторыми внешними и дополнительными устройствами компьютера (кон­троллеры или адаптеры), находятся на отдельных платах, вставля­ющихся в унифицированные разъемы (слоты ) на материнской пла­те. Через эти разъемы контроллеры устройств подключаются непосредственно к системной магистрали передачи данных в ком­пьютере - шине. Таким образом, наличие свободных разъемов шины обеспечивает возможность добавления к компьютеру новых устройств. Чтобы заменить одно устройство другим, надо вынуть соответствую­щую плату из разъема и вставить вместо нее другую.

Одним из контроллеров, которые присутствуют почти в каждом компьютере, является контроллер портов ввода/вывода . Эти порты бывают следующих типов:

Параллельные (обозначаемые LPT1 - LPT4), к ним обыкно­венно подключаются принтеры;

Асинхронные последовательные (обозначаемые СОМ1 - COM3). Через них обычно подсоединяются мышь, модем и т.д.;

Игровой порт - для подключения джойстика. Некоторые устройства могут подключаться и к параллельным, и к последовательным портам. Параллельные порты выполняют ввод и вывод с большей скоростью, чем последовательные (за счет использования большого числа проводов в кабеле).

Комплектующие элементы IBM продаются в виде отдельных ус­тройств. Преимущество такой поставки заключается в возможнос­ти создавать конфигурацию системы в соответствии со своими по­требностями. Обычно предпочтительными оказываются варианты конфигурации, обеспечивающие большую гибкость системы.

Наиболее важные компоненты и параметры, определяющие до­стоинства системы IBM . К ним относятся следующие компоненты:

Микропроцессор (процессор);

Тактовая частота;

Объем памяти и скорость обращения к ней;

Объем памяти жесткого диска и скорость записи/счи­тывания

Быстродействие является самым существенным параметром при использовании компьютера в «медленных» процессах, к которым относится издательская обработка текста. Такие операции, как «выключка» строк, размещение текста на странице, осуществ­ление режима для совместного представления текста и графиче­ских изображений, требуют значительных затрат времени даже в лучших современных машинах.

Соответствующая организация управления работой процессора позволяет решать сразу несколько задач или обслуживать несколь­ко пользователей. Распределение времени и ресурсов процессора между пользователями осуществляет операционная система.

Любой компьютер (большая ЭВМ, мини-ЭВМ, персональный компьютер) может быть представлен состоящим из следующих ос­новных блоков:

устройство управления (УУ). Организует процесс выполне­ния программ;

арифметическо-логическое устройство (АЛУ). Обеспечива­ет выполнение арифметических и логических операций. В совре­менных персональных компьютерах УУ и АЛУ объединены в один блок, который называется процессором;

запоминающее устройство. Обеспечивает запоминание и хранение данных в компьютере;

устройства ввода и вывода информации (клавиатура, мони­торы, принтеры и др.).

Взаимодействие этих устройств обеспечивает выполнение всех функций компьютера.

1.2. Представление информации в компьютере

Компьютер обрабатывает только информацию, представленную в двоичной цифровой форме, вне зависимости от того, какой вид был у исходных данных: был ли это текст, или изображения, или звук. При вводе в компьютер данные кодируются и в компьютере представляются в двоичной системе счисления в виде нулей и еди­ниц. Единицей информации в компьютере является бит, т.е. двоич­ный разряд, который может принимать только одно из двух значе­ний: 0 или 1, это минимальная информация, которая может суще­ствовать в природе. Минимальной "значимой" единицей информа­ции, соответствующей символу, является байт - восемь последова­тельных неразрывных битов. В одном байте можно закодировать один из 256-ти символов (латинский, греческий и русский алфавиты, раз­личные служебные символы и т.д.). Более крупными единицами ин­формации являются килобайт (1024 байтов), мегабайт (1024 кило­байт), гигабайт (1024 мегабайт).

В дальнейшем мы будем говорить о персональных компьютерах IBM PC совместимых с ними, как наиболее распространенных в музеях страны.

2. Устройство персонального компьютера

Конструктивно персональный компьютер IBM PC состоит из следующих основных блоков:

системный блок;

группа устройств внешней памяти (накопители на магнит­ных, магнитооптических, оптических дисках, стриммеры для архи­вации данных на ленте и др.);

группа устройств ввода и вывода, которые могут включать:

клавиатуру - для ввода символов;

мышку, джойстик - устройства, облегчающие ввод и манипу­лирование данными;

монитор (или дисплей) - для представления на экране тексто­вой и графической информации;

принтер - для вывода на печать текстов или изображений;

сканеры - для ввода изображений;

устройства для подключения в сеть (например, модемы), а также и некоторые другие устройства.

Приведенная классификация носит нестрогий, иллюстративный характер.

2.1. Системный блок

Основными элементами системного блока являются:

Микропроцессор, небольшая электронная схема, выполня­ющая все вычисления и обработку информации. Основная харак­теристика микропроцессора: тип модели - тип и тактовая частота. Большинство современных компьютеров используют процессоры Intel Celeron или Pentium, тактовая частота у которых до 1200 мега­герц и выше (чем выше тактовая частота, тем быстрее работает про­цессор).

Сопроцессор. Это дополнительное вычислительное устрой­ство, предназначенное для ускорения вычислений, которое бывает весьма важно при обработке изображений.

Оперативная память. Принцип разделения на "оперативную" и "внешнюю" память базируется на чисто экономических соображе­ниях: оперативная память - быстрая, но дорогая, внешняя - деше­вая, но медленная. Особенностью оперативной памяти является то, что данные хранятся в ней только в течение того времени, когда компьютер включен. Если к моменту выключения компьютера дан­ные не перенести из оперативной памяти на внешние носители, эти данные будут утеряны. Оперативную память обычно обозначают RAM (Random Acsess Memory). В современных компьютерах уста­навливают обычно RAM не менее 256 мегабайт.

Шина, или системная магистраль, которая связывает различ­ные элементы внутри компьютера и обеспечивает передачу данных между ними. В зависимости от функционального назначения выде­ляются: шина данных, адресная шина, шина управления. В зависи­мости от типа и назначения компьютера устанавливаются шины раз­личного типа.

Все эти четыре элемента располагаются как правило на кон­структивном элементе, который называется материнской платой.

Контроллеры. Это устройства, предназначенные для согла­сования работы отдельных узлов компьютера: процессора, оператив­ной памяти, дисководов, клавиатуры и других устройств.

Конструктивно основные элементы системного блока и устрой­ства памяти помещаются в корпусе компьютера. Кроме того, в кор­пусе помещается блок питания, кабельная сеть и некоторые вспомо­гательные элементы.

Основы информатики

Представление и обработка информации

Информация это любые сведения об окружающем мире. Это сведения о свойствах и состоянии окружающих нас объектов, явлений и процессов, отображенных в виде чисел, формул, описаний, чертежей, символов, образов.

Информатика – научное направление, занимающееся изучением законов, методов и способов накапливания, обработки и передачи информации с помощью ЭВМ и других технических средств. Предметом изучения информатики являются информационные технологии и их применение для решения прикладных задач. Конечная задача использования информационных технологий – это подготовка и принятие управленческих решений.

К основным техническим средствам автоматизированной обработки информации относятся электронные вычислительные машины (ЭВМ) или компьютеры. На сегодняшний день существуют следующие классы компьютеров: большие ЭВМ, малые (мини) ЭВМ, микро-ЭВМ.

Персональные компьютеры относятся к классу микро-ЭВМ. Назначение ПК заключается в обработке данных. Причём ПК обрабатывает данные без учёта их смыслового содержания. Для этой обработки используются лишь математические операции. Оценивать смысловое содержание данных может только человек.

Компьютер является цифровым устройством, т.е. вся информация, с которой он работает, представлена в цифровом виде (и текст, и графика и звук). Любая цифровая информация кодируется всего двумя значениями, которые условно называется нулём и единицей. Такая мельчайшая единица называется битом.

Последовательность из нескольких битов называется байтом (1 байт = 8 бит). Раз каждый бит, может принимать всего 2 значения, а всего их в байте 8, то каждый байт может принимать до 2 8 , т.е. 256 значений.

Для облегчения работ с большим количеством байтов, их условно объединяют в килобайты, мегабайты, гигабайты, терабайты. Соотношения приведены ниже.

1 К байт=1024 байт

1 М байт=1048576 байт=1024 К байт

1 Г байт=1073741824 байт=1048576 К байт=1024 М байт

1 Т байт=1099511627776 байт=1073741824 К байт=1048576 М байт=1024 Г байт

Принцип работы ПК

Каждый компьютер состоит из вычислительной системы и устройств ввода-вывода.

Все вычисления проводит микропроцессор. При помощи различных устройств ввода (клавиатура, мышь, сканер) можно вводить информацию в ПК, а при помощи устройств вывода (монитор, принтер) он вам её выводит.

Для хранения информации используется два основных вида памяти - оперативная (ОЗУ) и постоянная (ПЗУ).

В ОЗУ хранятся текущие данные вычислений, с этой памятью общается процессор (на современных компьютерах ОЗУ не менее 64 М байт).

Постоянная память предназначена для хранения любых данных, в т.ч. программ.

При запуске программы она считывается с ПЗУ и загружается в ОЗУ.

Скорость работы ПЗУ намного ниже, чем ОЗУ, но оно имеет одно большое преимущество – при выключении компьютера все данные в ПЗУ остаются, а ОЗУ без питания ничего не помнит. Кроме того, размеры ПЗУ достигают десятков Гбайт.

Принцип работы компьютера: информатика электронной машины.

Самый простой способ понять принцип работы компьютера, это представить его в виде бесконечного числа выключателей, что, кстати говоря, правда. В виде переключателей здесь выступают микроскопические транзисторы. Можно представить принцип работы компьютера в виде огромного рекламного щита с множеством лампочек, с установленным за щитом пультом управления, который может включать каждую из них, да так, что на щите можно составить любое слово или любой рисунок, какие бы вам не хотелось. Но создатели такого щита могут пойти и дальше. В соседней комнате они могут собрать управляющие переключатели, чтобы управлять множеством других. Зачем включать поочерёдно все лампочки, чтобы загорелась буква А ? Комбинацию можно сделать готовой и вывести клавишу, по нажатии которой загоралась нужная буква или её сегмент. И таких клавиш можно сделать много. Нужные слова и линии буду появляться быстрее. Замените в своём воображении щит на монитор компьютера, и вы уже почти понимаете принцип его работы.

– это та самая комната с переключателями, а в качестве управляющих ключей выступает клавиатура. Конечно, компьютер может и должен уметь гораздо больше, чем показывать рисунки или отображать символы. Просто позиции «включено-выключено» таких переключателей на самом деле добавляют к числам бинарной системы подсчёта в операционной системе соответственно «1 » и «0 ». А если вы можете добирать числа, значит можете производить вычисления, так как это лишь однократные или повторяющиеся алгебраические действия. Так, умножение – лишь повторяющееся сложение, вычитание – сложение с отрицательным числом, а деление – повторяющееся вычитание. Для компьютера любая операция или основной принцип работы компьютера – это просто комбинация из чисел (сигналов) и операции с ними. А этим и занимаются маленькие переключатели-транзисторы. Вот это и есть основной принцип работы компьютера, да и не только, а любого вычислительного устройства.

Конечно, компьютеры с самого начала чем-то походили на рекламные щиты с большим набором цветных лампочек. У них не было ни клавиатур, ни мониторов, а их пользователи действительно переключали огромное количество переключателей в определённом порядке, чтобы добиться результатов на выходе. Вместо микротранзисторов там были лампы и трубки, которые постоянно выходили из строя, а рядом с ними можно было готовить обед – так было жарко. Так что самый из дешёвых компьютеров, который можно сегодня можно приобрести, ничем не напомнит о тех, что стояли на рассвете вычислительной техники. Но принцип работы компьютера остался тем же, сменились лишь размеры и материалы.

Принцип работы компьютера. Что происходит внутри?

Как вы уже знаете, компьютер как сборка электронных и металлических компонентов сам по себе ничего не умеет и служит лишь для того, чтобы на экране запустилась операционная система. Это базовый и одновременно самый сложный тип программного обеспечения, она играет роль контролёра для других программ и приложений. Операционная система устанавливает правила, как пользоваться оперативной памятью, пространством жёсткого диска и другими «железными» компонентами. Но перед запуском операционной системы, компьютеру необходимо выгрузить систему в оперативную память (она же RAM, она же random access memory ). Процесс выгрузки небольшого куска кода называется загрузкой (от англ. bootstrap или просто boot ). Досконально его описывать не буду, но у него есть одна примечательная черта – ведь по сути это момент, когда компьютер предоставлен сам себе. Операционная система пока ещё не работает, а железные компоненты под действием простейшего программного обеспечения проверяют друг друга по готовности для того, чтобы дальше продолжить работу. На производительность и обширность выполняемых операций надеяться не приходится. Выполняются две задачи. Первая – запуск POST (power-on self-test ), о которой мы поговорим позже, и вторая – поиск операционной системы. Когда обе задачи выполнены и критических ошибок не обнаружено, операция загрузки приступает к считыванию системных файлов и выгрузке их в оперативную память машины.

А теперь немного откатимся назад и зададим вопрос: «А почему же не сделать процесс загрузки более простым и не позволять компьютеру напрямую загружать систему с загрузочного устройства? Операционная система вполне успешно может быть частью компьютера…» А такие компьютеры есть, кстати говоря. Низкоуровневое программное обеспечение, практически полное отсутствие привычного интерфейса…. Такими были и первые компьютеры типа Atari 400 или 800 (русские о них почти не знают), в которые можно было, откровенно говоря, только играть. Но сейчас такого уже не будет и на это две причины. На принцип работы компьютера они уже не влияют – это уже маркетинг.

Первая причина . Операционные системы на месте не стоят. И постоянно на радость нам и на гнев кошельку совершенствуются. Поэтому мы довольны, когда в состоянии загружаться с одного компьютера с помощью нескольких операционных систем разных поколений. Это было бы не возможно, если бы операционная система была «вшита в железо. Фирмам производителям делать так очень удобно, ибо отдельно устанавливаемая и загружаемая система всегда требует дополнительного обслуживания (например, исправление ошибок через обновления) и возможность подключения дополнительных устройств от различных производителей.

Причина вторая : выбор. Так или иначе, в России используют принцип работы компьютера и архитектуру IBM-совместимых компьютеров, но конечный выбор в используемой нами системе по сути должен ложиться на нас. Microsoft и прочие делают это не для того, чтобы мы использовали этот выбор в пользу сторонних разработчиков, но сами они прекрасно понимают, что движение вперёд – это единственный вариант удержать лидирующие позиции в продажах. Тем более, что всё более требовательная обновлённая система это постоянно повышающиеся в стоимости “железная” составляющая, которая заставит нас рано или поздно раскошелиться. Но в конце концов, если мне хочется установить систему со открытым кодом, ничто не помешает мне это сделать. Windows популярна только потому…. что она действительно популярна.

Прочитано: 169

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.