Файл: Устройство персонального компьютера (Состав персонального компьютера, его компоненты).pdf

ВВЕДЕНИЕ

Персональный компьютер в деятельности современного человека занимает одно из основных мест. И для более качественного результата работы на нём, необходимо знать из каких компонентов он состоит, а также их функции и предназначение. Далеко не каждый человек пытается разобраться что же там внутри этого «железного друга» и ограничивается базовыми знаниями. Именно для этого в своей работе я хочу изучить особенности и устройство персонального компьютера. Понять принцип работы составляющих частей и компонентов, попытаюсь изучить каждый более подробно. В теории опробовать пошаговую сборку домашнего персонального компьютера , начиная с корпуса и заканчивая подключением различных перифирийных устройств.

«…изучайте ПК и все, что с ним связано. Это один из способов (далеко не самый худший) оставаться умственно живым и быть интересным и себе, и людям.»

Дж. Гудман

ГЛАВА 1. ТЕОРИТИЧЕСКАЯ

1.1. Состав персонального компьютера, его компоненты

На рис. 1 изображен примерный состав современного настольного ПК:

Рис. 1. Состав современного ПК

1. LCD Монитор.
2. Модем для доступа в интернет.
3. Системный блок.
4. Мышь.
5. Колонки.
6. Принтер.
7. Клавиатура.

Устройство системного блока:

1. Корпус.
2. Материнская плата (motherboard).
3. Блок питания.
4. Жёсткий диск (HDD).
5. Процессор (CPU).
6. Видеокарта, графический адаптер.
7. Оперативная память (RAM).

1.1.1 Корпус

Корпус системного блока служит «ящиком» для всех составляющих частей: материнской платы, жестких дисков, процессоров, оперативной памяти, и многих других компонентов. Собранные компоненты в совокупности с корпусом именуются системным блоком. Чаще всего на лицевой части системного блока располагаются следующие элементы:

1. Кнопка Power. Отвечает за запуск/выключение компьютера.
2. Кнопка Reset (сброс). выполняет принудительную (горячую) перезагрузку компьютера.
3. Лампочка-индикатор питания.
4. Лампочка-индикатор обращения к жесткому диску. Этот индикатор горит в момент обращения программ к памяти жёсткого диска.
5. Оптический накопитель, дисковод для компакт – дисков.
6. На более устарелых моделях ПК - Floppy – накопитель.
7. Несколько портов USB.
8. На современных ПК – индикатор температуры воздуха внутри корпуса системного блока.

На тыльной части корпуса находятся разъёмы:

1. Разъём для мыши. (На более старых ПК)
2. Разъём для клавиатуры. (На более старых ПК)
3. Разъём для USB-устройств.
4. Разъем COM-порта. (На более старых ПК)
5. Параллельный порт LPT для подключения принтера. (На более старых ПК)
6. Разъём для микрофона.
7. Разъём звуковой карты - линейный аудиовыход.
8. Разъём звуковой карты - линейный аудиовход.
9. Разъём DVI или VGA для подключения монитора.
10. Разъём HDMI (на более современных ПК).
11. Разъем питания системного блока.
12. Кнопка-переключатель подачи питания.

Корпуса по форм-фактору бывают следующих типов:

1. Desktop.
2. Mini – Tower.
3. Midi – Tower.
4. Big – Tower.

Desktop - это горизонтальный корпус, чаще всего устанавливается под монитор, но его время в современном компьютеростроении проходит. Tower (башни) – это вертикальные корпуса, чаще всего встречающиеся в современном пользовании. А слова -Mini, -Midi, -Big, говорят о габаритах корпуса по вертикали.

Рис. 2. Корпус типа «Desktop»

Рис. 3. Корпус типа «Tower»

1.1.2. Материнская плата

Материнская плата — печатная плата, на которой осуществляется монтаж большинства компонентов компьютерной системы. Название происходит от английского motherboard, иногда используется сокращение MB или слово mainboard — главная плата.

Материнская плата обеспечивает связь между всеми устройствами ПК, посредством передачи сигнала от одного устройства к другому.

На поверхности материнской платы имеется большое количество разъёмов, предназначенных для установки других устройств: sockets (сокеты) – гнезда для процессоров; slots (слоты) – разъемы под оперативную память и платы расширения; контроллеры портов ввода/ вывода.

Рис. 4 . Материнская плата

Материнская плата должна быть подходящего к корпусу форм-фактора, чтобы поместиться и корректно «встать» в него. Существуют следующие форм-факторы материнских плат:

1. AT. Старый формат. Использовали его в первых поколениях персональных компьютеров. Компьютеры IBM PC AT имеют форм-фактор AT, который был подогнан в размерах и периеминован в Baby AT. Размеры простых плат с форм-фактором Baby AT имеют габариты 21,5 см в ширину и 25 - 27,5 см. в длину. Платы с форм-факторами 2/3 и 3/4 Baby AT такого же размера, что и простые платы Baby AT, но на 2,5 - 5 см. меньше. В настоящее время практически не используется.

2. ATX. Форм-фактор ATX был разработан компанией intel, чтобы избавиться от ошибок, связанных с помехами, влияющими на кабели, которые были вызваны большими дополнительными модулями и элементами для охлаждения CPU.

3. AT Extension – в настоящее время является стандартным форм-фактором для настольных компьютеров. Материнская плата (стандартный размер - 305 на 244 мм.) устанавливается в нем длинной стороной вдоль задней стенки корпуса, где блок питания имеет систему вентиляции. Процессор (CPU) ставится как можно ближе к блоку питания для уменьшения длины питающих цепей и дополнительного охлаждения от вентилятора, за исключением современных мощных процессоров, где есть свое собственное охлаждение - воздушное, и еще более «навороченное» - водяное.

1.1.3. Блок питания (БП)

БП преобразует переменное напряжение электрической сети в постоянное с разной полярностью и величиной, необходимое для питания материнской платы и внутренних компонентов.

Главной характеристикой блока питания является мощность. Чаще встречающаяся мощность блока питания современного ПК варьируется от 300 до 400 Вт[3].

Блок питания имеет вентилятор, обеспечивающий системный блок циркулярными потоками воздуха, тем самым охлаждая его компоненты и поддерживая нормальную температуру внутри системного блока. От блока питания запитываются все основные компоненты ПК.

Рис. 5. Блок питания персонального компьютера.

1.1.4. Жесткий диск

При выключении электропитания компьютера оперативная память полностью очищается. Где же хранятся программы и огромный объём полезной информации, когда компьютер выключен?

Для этой цели в персональных компьютерах используются жёсткие диски (англоязычная аббревиатура – HDD, что расшифровывается как HardDriveDisk). Их еще называют винчестеры. Они расположены внутри системного блока и соединены с материнской платой наборами проводов— шлейфами. Разъёмы для подключения жестких дисков на материнской плате могут быть различными. Еще недавно использовался стандарт разъемов IDE (IntegratedDriveElectronics– встроенный интерфейс накопителей), а сейчас уже большинство жестких дисков подключается к разъему SATA (SerialAdvancedTechnologyAttachment – последовательный интерфейс подключения устройств к материнской плате).

Рис. 6. Жёсткий диск

1.1.5. Процессор

Процессор, главный процессор (CPU) — основная микросхема в пе компьютере. Именно он отвечает за выполнение программ, которые запущены на компьютере, и именно от него зависит производительность всей системы. Чаще всего считается, что чем выше тактовая частота процессора, измеряемая в мегагерцах (МГц), тем выше скорость работы всех программ, выполняемых на компьютере с таким процессором. Кроме того, скорость работы процессора определяется еще и его типом. Основой процессора является ядро, в которое входит порядка миллиона транзисторов, расположенных на кристалле кремния.

Разъём процессора – это разъем на материнской плате, куда устанавливается процессор.

Разъёмы отличаются внешним видом и числом контактов. Для каждой модели процессора есть свой тип материнской платы. Бывают два типа разъёмов[6]:

Сокетный (socket – «гнездо») разъем, в который вставляются «штырьки» – контакты ЦП, расположенные на его нижней части по всему периметру.

Слотовый (slot – «щель, желоб») - это ряд контактов в пластмассовой раме. Процессор для такого разъема расположен на специальной плате с полосой контактов на одной стороне. Такая плата устанавливается вертикально.

Классическим производителем процессоров для персональных компьютеров является корпорация Intel. Например, именно она выпускает такие модели процессоров, как PentiumIV, PentiumD, Atom, CoreDuo, CoreQuad, Corei5, Corei7, и современные, мощные Corei9.

С некоторых пор ей составляет довольно сильную конкуренцию компания AMD. Она выпускает, например, линейки процессоров Athlon, Sempron, Phenom, Ryzen 3, Ryzen 5, Ryzen 7.

Последние модели процессоров для персональных компьютеров (например, Corei5, Сorei7) являются четырёхядерными, а некоторые новейшие (Corei9) – восемнадцатиядерными. Это означает, что в одном центральном процессоре содержатся как бы четыре (или как в новом i9 - восемнадцать) подпроцессоров. Поэтому такие процессоры при той же частоте, что и более ранние (Pentium IV), дают феноменально большую производительность.

Рис. 7. Процессор персонального компьютера

1.1.6. Видеокарта (графический адаптер)

Для перевода малопонятных нам и самому монитору сигналов центрального процессора, а также для снятия части задач по прорисовке изображения на экране монитора в специальный разъем на материнской плате вставлен графический адаптер. Все это, естественно, скрыто в корпусе системного блока.

Основных производителей графических адаптеров – два. Это компания ATI (серия адаптеров Radeon) и компания nVidia (серия адаптеров GeForce). Между ними разгорелась конкурентная борьба, в результате чего мы можем приобретать дорогущие видеокарты обоих производителей для суперсовременных суперреалистичных игр или покупать стремительно дешевеющие, но весьма хорошие адаптеры их же производства.

На основе микросхем этих ведущих производителей изготовлением графических адаптеров занимаются и другие фирмы. Однако в названиях их продуктов обычно фигурируют слова Radeon или GeForce, в зависимости от микросхем, на основании которых они сделаны.

Адаптеры различают по размеру памяти адаптера (он имеет свою встроенную оперативную память) и возможностям поддержки различных графических режимов.

Для игрового компьютера, важнее выбрать не мощный центральный процессор, а хороший (дорогой) графический адаптер и большой объем оперативной памяти.

Для офисных задач вполне достаточно процессора Pentium Celeron или Atom, графического адаптера средней ценовой категории (или встроенного в процессор – интегрированного графического адаптера) и 1 Гбайт оперативной памяти.

Рис. 8. Видеокарта, графический адаптер

1.1.7. Оперативная память

Выполняемые в данный момент программу и информацию, с которой работает компьютер, надо где-то хранить. Для этого придумали специальное устройство — оперативная память (англоязычная аббревиатура – RAM, RandomAccessMemory).

Рис. 9. Оперативная память.

Оперативная память компьютера (ОЗУ) – это устройство хранения информации, обрабатываемой процессором. Оперативной она называется потому, что обеспечивает очень быстрый доступ к данным, однако хранит данные только тогда, когда компьютер включен. Это связано с тем, что такая память создана на микросхемах, требующих для своей работы электропитание[8].

На материнской плате есть специальные разъёмы, куда вставляются планки с микросхемами оперативной памяти.

Чтобы как-то измерять объемы памяти и данных, записанных в нее, придумали единицу измерения – байт (есть и более мелкие единицы – биты; 1 байт = 8 бит). Чтобы сориентироваться, один байт оперативной памяти может хранить одну букву электронной книги, которую вы можете прочитать на своем персональном компьютере. Сейчас объемы оперативной памяти довольно большие. Чтобы не измерять ее такими мелкими единицами, как байты, решили использовать и более крупные единицы: