Добавлен: 06.04.2023
Просмотров: 82
Скачиваний: 2
Введение
В состав любой вычислительной машины включены устройства, которые должны выполнять функции мыслящего человека. К подобным устройствам относят:
- устройства ввода,
- устройства запоминания (память),
- устройство обработки (процессор),
- устройства вывода.
В зависимости от особенностей конструкции компьютера все эти устройства могут быть объединены в одном общем корпусе, либо выполнены в виде отдельных и громоздких устройств.
Современный рынок средств вычислительной техники содержит огромное количество самых разнообразных модификаций компьютеров. Несмотря на все это разнообразие, любая из конфигураций обязательно содержит в своем составе один и тот же набор устройств.
Сравнивая персональный компьютер и человека, многие называют аппаратное обеспечение компьютера его телом, а программное обеспечение – мозгом компьютера. Ведь только грамотно подобранное, установленное и настроенное программное обеспечение позволяет из груды железа сделать умную и незаменимую практически во всех сферах жизнедеятельности человека машину, которая может трудиться без отдыха, круглые сутки.
Объект исследования – персональный компьютер.
Предмет исследования – устройства персонального компьютера.
Цель исследования – рассмотрение устройства персонального компьютера.
Для достижения поставленной цели необходимо выполнить следующие задачи:
1. Рассмотреть аппаратные составляющие в устройстве персонального компьютера, в частности – корпус, блок питания, процессор, материнская плата, жесткий диск и оперативная память;
2. Рассмотреть программные составляющие персонального компьютера – операционную систему, прикладное и системное программное обеспечение.
Глава 1. Аппаратные составляющие персонального компьютера
1.1 Корпус и блок питания
Корпус – металлическая оболочка персонального компьютера, обеспечивающая защиту «железа» от внешнего воздействия (механических повреждений) и внутреннего (перегрев).
Современный рынок пестрит предложениями различной ценовой категории, размеров, предназначения, внутренней компоновки. Материалов изготовления. Однако существует общепринятые форм-факторные стандарты:
- Mini-ITX и Micro-ATX – непритязательные корпуса. Предназначенные для офисного использования. Они впишутся в интерьер, а возможности «железа» обеспечат выполнение поставленных задач. Реализуются со встроенным блоком питания малой мощности (до 350 Вт);
- ATX – наиболее популярная разновидность, которая обладает должным потенциалом солидности и производительности. Эргономика «внутренностей» актуальна для современных видеокарт, материнских плат и систем охлаждения нового поколения. Поставляется без встроенного БП, сохраняются возможности для пользовательской сборки;
- XL-ATX – выгодное решение для серверной реализации, максимальной производительности игрового и специализированного ПО. Размеры и внутренняя компоновка предусматривают связку нескольких графических подсистем.
Кабель-менеджмент – позволяет собрать обилие проводов в одном месте или рационально рассредоточить их по внутреннему пространству. Помимо эстетической составляющей, кабель-менеджмент создает пространство для воздушного потока системы охлаждения, минимизирует вероятность перегрева комплектующих. Обычно кабель менеджмент представляет собой дополнительную внутреннюю боковую стенку с отверстиями. В них продеваются провода от блока питания, жестких дисков и другие. Получается что провода остаются между боковой стенкой и внутренней дополнительной стенкой, чтобы не мешаться и не спутываться в основном отсеке для комплектующих. На первый взгляд это не так важно, но уверяю вас, попробуйте спрятать и организовать провода всего раз и вы сразу поменяете свое мнение.
Наличие дополнительных отверстий для установки кулера, шумоизолирующий слой внутренней поверхности или противоударная окантовка – полезные дополнения к вышеназванным преимуществам кабель-менеджмента.
От используемого сплава или металла зависит качество системы охлаждения, защита от механического и коррозийного воздействия. Корпуса премиального сегмента состоят из алюминия – он способствует рассеиванию тепла. Коробки для массового потребления выполняются из оцинкованной стали.
Значение имеет также толщина стенок, качество сборки. Если пожалеть денег и приобрести цельнометаллический корпус от неизвестного изготовителя, то вы ощутите на себе всего его минусы: низкопробную штамповку, люфты, вибрации и щели между неплотно подогнанными составными частями.
Толщина стенок обычно составляет 0.5-1 мм, такие показатели обеспечат должный уровень защиты от внешнего воздействия, внутренних шумов.
Наличие большого количества встроенных кулеров не гарантирует эффективность системы теплоотвода. Переплетение воздушных потоков и нерациональное использование мощностей часто становятся причиной перегрева отдельных комплектующих.
Минимальное количество кулеров – два. Один занимается вдувом холодного воздуха (располагается около жесткого диска), второй – выдувает горячий воздух (рядом с процессорным вентилятором). Такая компоновка объясняется законом физики – горячий воздух находится вверху, а холодный – внизу.
В качественном корпусе предусмотрена возможность установки дополнительных вентиляторов. Оптимальной системой охлаждения считается:
- несколько устройств, взаимодействующих с холодным воздухом (около корзинок жесткого диска);
- пара кулеров на выдув сверху, один – на вдув снизу.
Такое расположение создает циркуляцию воздуха, которая препятствует повышению температурного режима внутри корпуса.
Офисные корпуса часто поставляются со встроенными БП, это экономит денежные средства, да и требуемая мощность у таких систем небольшая (до 450 Вт). Домашний компьютер потребляет до 500 Вт.
Коробки без блока питания предназначены для игровых или серверных решений. Производитель предоставляет покупателю свободу в выборе комплектующих. Для комфортной работы мощного ПК понадобится не менее 600 Вт.
Наличие БП – прерогатива представителей бюджетного/среднего сегмента.
Главное назначение блоков питания – преобразование электрической энергии, поступающей из сети переменного тока, в энергию, пригодную для питания узлов компьютера. Блок питания преобразует сетевое переменное напряжение 220 В, 50 Гц (120 В, 60 Гц) в постоянные напряжения +5 и +12 В, а в некоторых системах и в 3,3 В. Как правило, для питания цифровых схем (системной платы, плат адаптеров и дисковых накопителей) используется напряжение 3,3 или +5 В, а для двигателей (дисководов и различных вентиляторов) – +12 В. Компьютер работает надежно только в том случае, если значения напряжения в этих цепях не выходят за установленные пределы.
Если заглянуть в паспорт типичного блока питания, то можно увидеть, что блок вырабатывает не только положительные напряжения +5 и +12 В, но и отрицательные: -5 и -12 В. Поскольку на практике выясняется, что для питания всех компонентов системы (электронных схем и двигателей) достаточно +5 и +12 В, возникает вопрос, для чего же используются отрицательные напряжения питания. Ответ прост: в большинстве современных компьютеров они не используются.
Хотя напряжения -5 и -12 В подаются на системную плату через разъемы питания, для ее работы нужен только 5-вольтовый источник питания. Питание -5 В поступает на контакт В5 шины ISA, а на самой системной плате оно не используется. Это напряжение предназначалось для питания аналоговых схем в старых контроллерах накопителей на гибких дисках, поэтому оно и подведено к шине. В современных контроллерах напряжение -5 В не используется; оно сохраняется лишь как часть стандарта шины ISA.
На сегодняшний основным форматом является форм — фактор ATX. В прошлом были формы типа AT, но сейчас они канули в лету. Так же есть блоки небольшого размера, типа как для ноутов, или для маленьких корпусов — SFX
Для компьютерного блока питания выделяют следующие основные характеристики:
1. Мощность блока питания. Главным критерием выбора БП является его мощность. И для того, чтобы вычислить приблизительную мощность блока, который нужен для ПК, необходимо приблизительно посчитать потребляемую мощность компонентов будущего ПК. Это можно сделать как с помощью различных онлайн-калькуляторов, так и простым суммированием данных из характеристик к устройствам, указанных производителем.
Вот примеры энергопотребления некоторых комплектующих:
- Центральный процессор: 65-100 Вт;
- Видеокарта уровня Radeon RX 470 или GeForce GTX 1060: 120 Вт;
- Материнская плата: 40 Вт;
- Жесткий диск: 24 Вт;
- SSD: 2 Вт;
- DVD-RW: 27 Вт.
2. Коэффициент полезного действия, сертификация. Блок питания преобразовывает сетевое напряжение, на что он тоже тратит энергию. Чем лучше он это делает, тем выше его КПД, а чем выше КПД, тем экономичнее будет ПК. Например, при КПД 85% БП будет потреблять 575 Вт, а выдавать 500 Вт. Чем выше КПД блока питания, тем меньше будет рассеивать тепла, соответственно, меньше греться и меньше шуметь. Для БП с высоким КПД существует специальная независимая сертификация 80 PLUS.
Модели, у которых есть сертификат 80 PLUS, потенциально должны быть качественнее тех, у которых его нет, поскольку низкокачественные БП просто не смогут пройти эту сертификацию.
3. Коррекция фактора мощности (Power Factor Correction, сокращенно PFC) – это ещё один параметр, влияющий на работу БП. PFC позволяет более эффективно преобразовывать энергию, автоматически корректируя мощность, снижая чувствительность к скачкам и провалам напряжения.
PFC бывает двух видов: активная и пассивная, но в большинстве современных БП используется активная PFC. К её преимуществам относится и то, что на выходе уменьшаются высокочастотные помехи.
4. Охлаждение. Тут в первую очередь нужно обратить внимание на размер вентилятора. Хорошим вариантом будут модели с вентилятором 120 мм и больше. Чем больше вентилятор, тем меньше ему требуется оборотов для прогона того же количества воздуха. Также на воздухопоток и шум влияют решетка вентилятора и вентиляционные отверстия: чем они тоньше, тем меньше преград будет для потока воздуха.
5. Форм-фактор. Блоки питания бывают следующих форм-факторов:
- ATX – самый распространённый форм-фактор, предназначен для стандартных корпусов типа ATX. Обычно игровые и производительные ПК собираются именно с таким типом БП.
- SFX – миниатюрная версия, предназначенная для компактных корпусов m-ATX.
- TFX – тонкий и вытянутый БП для компактных и тонких систем.
- EPS – аналогичен ATX по всем габаритам кроме глубины, которая может быть больше. Этот форм-фактор предназначен, в первую очередь, для систем с более требовательными к питанию процессорами.
6. Коннекторы. У хорошего блока питания должны быть коннекторы 20+4pin для материнской платы и 4+4pin для процессора. И даже, если на данный момент процессору требуется только 4pin, дополнительный коннектор может пригодиться при апгрейде.Также стоит не забывать, что для игровых видеокарт необходимо дополнительное питание с помощью одного или нескольких коннекторов 6pin или 8pin.
Несмотря на то, что отсутствие части коннекторов можно компенсировать переходниками, есть коннекторы, с которыми так сделать не получится. Это, например, дополнительное питание для мощного процессора.
7. Модульность. Плюсом для БП будет модульная система подключения проводов. В таком случае лишние из них можно отключить, улучшив воздухообмен внутри системного блока. Но особо гнаться за модульностью необязательно, поскольку подобные блоки питания стоят дороже. А порядок в системном блоке можно навести и другими способами, например, просто аккуратно проложив все провода и закрепив их стяжками.
1.2 Процессор и материнская плата
Процессор (центральный процессор) - это очень сложная микросхема обрабатывающая машинный код, отвечающая за выполнение различных операций и управление компьютерной периферии.
Для краткого обозначения центрально процессора принята аббревиатура – ЦП, а также очень распространено CPU - Central Processing Unit, что переводится как центральное обрабатывающее устройство.