Файл: Устройство персонального компьютера: системный блок и периферия (Чем опасна нехватка мощности в ПК?).pdf

Устройство персонального компьютера: системный блок и периферия

Персональный компьютер (ПК) - это настольная или переносная ЭВМ, удовлетворяющая требованиям общедоступности и универсальности применения. Конструктивно ПК выполняются в виде центрального системного блока, к которому через разъемы подключаются различные внешние устройства, называемые периферийными устройствами.

Устройство системного блока, все детали и компоненты, которые в нём установлены, называют техническими характеристиками ПК. А также часто употребляется термин конфигурация и железо. От того какими техническими характеристиками обладает компьютер, зависит прежде всего эго работоспособность и возможность выполнять определённые задачи. От содержимого системного блока зависит, какими программами вы сможете пользоваться при использовании этого компьютера.

Технические характеристики, определяют стоимость компьютера. Поэтому, к примеру, если вы покупаете компьютер для работы с текстом, электронными таблицами, почтовыми клиентами, поиска информации в интернете, составления презентация, вам не стоит переплачивать за мощный компьютер с высокими техническими характеристиками.

А вот, если вы собираетесь заниматься видеомонтажом, обработкой графики, звукомонтажом, играть в современные игры, то стоит обратить внимание на производительную и мощную конфигурацию компьютера.

А теперь перечислим и разберёмся с компонентами системного блока.

На первом месте у нас будет стоять материнская плата

Материнская плата — печатная плата, являющаяся основой построения модульного устройства, например — компьютера. Материнская плата содержит основную часть устройства, дополнительные же или взаимозаменяемые платы называются дочерними или платами расширений.

Перечислим основные функции материнской платы

1. Объединяет все «внутренности» компьютера между собой (на ней установлен сокет для процессора, разъёмы под ОЗУ и графический адаптер и т.д).
2. Материнка превращает мышку, дисплей, системный блок, клавиатуру и другие компоненты – в единую рабочую экосистему.
3. Отвечает за то, чтобы ЦП контролировал работу других частей компьютера. То есть материнская плата не только превращает все компоненты ПК в одно целое, но еще и поддерживает связь между ними.
4. Материнская плата отвечает за передачу картинки на монитор (в случае интегрирования в нее графической карты).
5. Системная плата отвечает за звук компьютера, поскольку в настоящее время огромное число моделей плат имеет встроенную звуковую карту.
6. Обеспечение доступа в интернет — современные материнские платы обладают встроенным сетевым адаптером.

---

Разъем для установки процессора (сокет CPU) — это гнездо для установки процессора;

Слоты PCI и PCI Express — первые из-за своей низкой производительности используют для подключения ТВ-тюнеров, аудио и сетевых карт, а также других устройств, которым достаточно пропускной способности данного интерфейса. PCI Express, как правило, используется для подключения к ПК видеокарт;

Слоты под ОЗУ —cлоты для установки планок оперативной памяти;

SATA и IDE разъемы — они служат для подключения к компьютеру различных накопителей (жестких дисков, SSD). Также они используются для подключения привода оптических дисков;

Чипсет — это набор микросхем, так называемые северный и южный мосты. Северный мост осуществляет контроль над взаимосвязью между системной платой с ОЗУ, графическим ускорителем, ЦП. А также регулирует быстроту их работы и подсоединяет к южному мосту, который осуществляет контроль над сбережением энергии, BIOS, часами системы, интерфейсами IDE, SATA, USB, LAN, Embeded Audio;

Микросхема BIOS и батарейка питания CMOS памяти — здесь находится ПО для запуска компьютера и его тестирования. В CMOS хранятся настройки BIOS, а для того, чтобы они не сбивались когда вы выключаете компьютер (данная память энергозависима) используется специальная батарейка, которая и питает память. Внешние разъемы — это все возможные выходы на наушники, микрофон, Ethernet, HDMI, USB и т.п; Разъемы для подключения питания — собственно, как сама материнка, так и процессор и система охлаждения требуют питания.

Самые популярные производители: ASUS, MSI, GIGABYTE, Asrock, Esonic, при этом все они делятся на множество видов. Например, под какой из типов процессоров они ориентированы – AMD, или Intel. Каждый из классов конкурирующих ЦП уникален и требует индивидуальный сокет. У AMD это: AM1, AM3+, АM4, FM2, FM2+. Системные платы, предназначенные для ЦП от Intel имеют разъемы: LGA 1150, LGA 1151, LGA 2011, LGA 2011-3. Еще материнские платы делятся по типу поддерживаемой памяти – DRR3 или DDR4.

Тем не менее самое известное разделение материнок на виды идет по форм-фактору — параметр определяющий площадь платы, а также места крепления и гнезда для снабжения электропитанием. Основные представители: E-ATX, Micro-ATX, Mini-ITX, Mini-STX, Standard-ATX






 

Центральный процессор — электронный блок либо интегральная схема, исполняющая машинные инструкции, главная часть аппаратного обеспечения компьютера или программируемого логического контроллера. Иногда называют микропроцессором или просто процессором.

---

Процессор — это «мозг» компьютера.

Процессоры конструктивно могут выполняться как в виде одной большой интегральной микросхемы — чипа, так и в виде нескольких микросхем, блоков электронных плат и устройств.

Деятельность ЦП можно представить последовательностью следующих событий:

• Из ОЗУ, куда загрузилась определенная программа (допустим текстовый редактор), управляющий блок процессора извлекает необходимые сведения, а также набор команд, которые обязательно нужно выполнить. Все это отправляется в буферную память (кэш) ЦП;
• Выходящая из кэш-памяти информация разделяется на два вида: инструкции и значения, которые отправляются в регистры (это такие ячейки памяти в процессоре). Первые идут в регистры команд, а вторые в регистры данных;
• Информацию из регистров обрабатывает арифметико-логическое устройство (часть ЦПУ, которая выполняет арифметические и логические преобразования поступающих данных), которое из них считывает информацию, а за тем исполняет необходимые команды над получившимися в итоге числами;
• Получившиеся результаты, разделяющиеся на законченные и незаконченные, идут в регистры, откуда первая группа отправляется в кэш-память ЦП;
• Этот пункт начнем с того, что есть два основных уровня кэша: верхний и нижний. Последние полученные команды и данные, нужные для выполнения расчетов, поступают в кэш верхнего уровня, а неиспользуемые отправляются в кэш нижнего уровня. Этот процесс идёт следующим образом — вся информация идёт с третьего уровня кэша на второй, а потом попадает на первый, с не нужными на текущий момент данными и их отправкой на нижний уровень все обстоит наоборот;
• По окончанию вычислительного цикла, конечный итог будет записан в оперативной памяти системы, для освобождения места кэш-памяти ЦП для новых операций. Но может произойти так, что буферная память будет переполнена, тогда неэксплуатируемые данные пойдут в оперативную память, или на нижний уровень кэша.

Плюсы процессоров Intel:

• Обладает более низким потреблением энергии;
• Разработчики больше ориентируются на Интел, чем на АМД;
• Лучше производительность в играх;
• Связь процессоров Интел с ОЗУ реализована лучше, нежели у АМД;
• Операции, осуществляемые в рамках только одной программы (на пример разархивирование) идут лучше, АМД в этом плане поигрывает.

---

Минусы процессоров Intel:

• Самый большой минус – цена. ЦП от данного производителя зачастую на порядок выше чем у их главного конкурента;
• Производительность снижается при использовании двух и более «тяжелых» программ;
• Интегрированные графические ядра уступают АМД;

Плюсы процессоров AMD:

Самый большой плюс — самый большой минус Intel – цена. Вы можете купить хороший середнячок от AMD, который будет на твердую 4, а может даже и 5 тянуть современные игры, при этом стоить он будет намного ниже чем аналогичный по производительности процессор от конкурента;

• Адекватное соотношение качества и цены;
• Обеспечивают качественную работу системы;
• Возможность разгона процессора, повышая тем самым его мощность на 10-20%;
• Интегрированные графические ядра превосходят Интел.

Минусы процессоров AMD:

• Процессоры от АМД хуже взаимодействуют с ОЗУ;
• Энергопотребление больше, чем у Интел;
• Работа буферной памяти на втором и третьем уровне идёт на более низкой частоте;
• Производительность в играх отстает от показателей конкурента;

Оперативная память (ОЗУ, RAM — Random Access Memory — eng.) — относительно быстрая энергозависимая память компьютера с произвольным доступом, в которой осуществляются большинство операций обмена данными между устройствами. Является энергозависимой, то есть при отключении питания, все данные на ней стираются.

Оперативная память работает в связке с центральным процессором и внешним накопителем. Система следующая:
1. Внешний накопитель (жёсткий диск или флеш-карта) отправляет пакет данных на ОЗУ.
2. С оперативной памяти на центральный процессор данные поступают для обработки.
3. Центральный процессор обрабатывает данные и запускает процесс на устройство ввода-вывода.
Оперативная память представляет собой некий буфер между накопителем и процессором. Работать без неё можно, но тогда время доставки информации будет увеличено, а быстродействие всей системы окажется мизерным. ОЗУ кэширует данные, хранит в себе временные файлы и программный код. Оперативка повышает эффективность работы операционной системы. И чем больше памяти она способна в себя вмещать, тем лучше для производительности устройства.
Память классифицируется не только по объёму, но и по частоте. Типы оперативной памяти (ОЗУ) по частоте существуют следующие:
DDR (200-400 MHz).
DDR 2 (533-1200 MHz).
DDR 3 (800-2400 MHz).
DDR 4 (2133 – 4266 MHz).

---

Частота отвечает за то, как быстро будут выполняться команды, перенаправляемые через оперативную память на процессор. В большинстве ноутбуков и компьютеров стоят модули памяти DDR. Компьютерное устройство с оперативной памятью поколения DDR 4 работать будет быстрее. Оперативная память для ноутбуков и компьютеров обычно различается только внешним видом и конструкционными особенностями.

Видеокарта, GPU — устройство компьютера, предназначенное для обработки и вывода видео сигнала на устройство отображения информации (монитор, ТВ). Имеет необходимые порты для вывода изображения. К примеру VGA, DVI, DisplayPort, HDMI.
Типы видеокарт компьютера:
Встроенная видеокарта (встроенная графика, integrated videocard) — видеопроцессор встроенный в чипсет (набор логики) материнской платы либо в центральный процессор.
Является ограниченной в плане максимального тепловыделения, потому мощные видеочипы для встроенных видеокарт не используются. В современных встроенных видеочипах вполне хватает производительности для 2D и простеньких 3D игр. Также они умеют неплохо кодировать и воспроизводить HD видео благодаря встроенным декодерам.

Встроенные видеокарты, в качестве буфера используют оперативную память (ОЗУ). Это отрицательным образом сказывается на производительности, особенно если память работает в узком, одноканальном режиме. Пропускной способности оперативной памяти недостаточно для обработки каких либо ёмких видеоданных. На некоторых материнских платах, бывает распаяна более быстрая память (к примеру GDDR 3) для нужд встроенного видеоадаптера. Это примерно в 1.5 раза повышает скорость текстуризации, сглаживания и других характеристик. У компании AMD, данная технология получила название HyperMemory. Выходы встроенных видеокарт распаяны непосредственно на материнской плате. Обычно это VGA, DVI или DP. Встроенные видеокарты подойдут для ниши офисного оборудования, либо для компьютера, на котором не будут использоваться современные громоздкие игры. Также, благодаря низкому энергопотреблению, основное их применение — портативные устройства, такие как ноутбуки, нэтбуки, планшетные компьютеры и так далее. Самыми распространёнными встроенными видеокартами являются видеочипы Intel (GMA Series, HD Graphics). Во многих процессорах и материнских платах является установлен принудительно, но цена по этому поводу повышается незначительно (в сумме максимум +15$).

---