Как выглядит компьютер внутри. Устройство системного блока — какие компоненты отвечают за работу компьютера

Здравствуйте уважаемые посетители блога сайт. Сегодня поговорим об устройствах компьютера, или как обычно говорят «железках», которые можно найти в системном блоке компьютера. Таким образом, вы поймете, из чего состоит компьютер. Аппаратное устройство компьютера или как модно говорить «железо», остается тайной даже для многих опытных пользователей. В данной статье расскажу про аппаратные устройства, тем самым восполним пробел, конечно если он у вас есть , а если вы с ними знакомы, то освежим немного память.

В первую очередь разделим то, что принято называть «компьютер» на две группы:

• Системный блок . Это тот самый большой (или не очень большой) ящик, к которому все подключено.
• Периферийные устройства . О периферийных устройствах можете почитать в моей статье « » Это все остальные устройства, которые помогают работать с компьютером. Их главная особенность – они находятся вне системного блока и подключены к нему снаружи.

Устройство системного блока

Системный блок является главное устройство компьютера. Только взглянув внутрь компьютера, мы сможем разобраться, из чего состоит компьютер.

1. Блок питания.
2. Оперативная память.
3. Накопитель на жестком магнитном диске.
4. Устройство чтения гибких магнитных дисков.
5. Устройство чтения оптических дисков.
6. Дополнительные устройства.

Пункты с 1-го по 5-й являются обязательными, их вы обнаружите в любом системном блоке. Остальных может и не быть или они могут быть в виде периферийных устройств, то есть подключаться снаружи.

Из чего состоит компьютер:

Теперь давайте более детально расскажу про каждую составляющую.

Блок питания

Это устройство компьютера немаловажный компонент в компьютере! Сокращенное название – БП. Основная характеристика – максимальная выходная мощность. Измеряется в Ватах (Вт), по-английски Watt (W). Для домашнего компьютера мощность БП обычно равна 350-450 Вт, для мощного игрового 600 Вт или больше.

Важность данного компонента часто недооценивается. При покупке компьютера вам могут предложить сэкономить, установив менее качественный блок питания. Это делать крайне не рекомендуется, так как БП является источником энергии для всех остальных узлов системы. Некачественный БП при поломке или какой-либо проблеме в электросети может вывести из строя другие узлы системы. К тому же, на дешевых и некачественных моделях часто указаны значения мощности далекие от действительности. Именно поэтому блок питания компьютера должен быть от проверенного производителя и достаточной мощности.

Варианты названия: материнка, мать, главная плата, MotherBoard, MainBoard. Именно к материнской плате подключаются все устройства, которые находятся внутри системного блока. Она является главной платой в системе. Остановимся подробнее на её содержимом:

• Сокет (Socket) – разъём для подключения процессора. В зависимости от того какой сокет содержит ваша материнская плата, вы можете использовать только определенную группу процессоров.
• Слоты для подключения модуля оперативной памяти. В персональных компьютерах их количество разнится от 2-х до 4-х. По типу они бывают: DDR, DDR2 и DDR3. На современных материнских платах возможно наличие слотов сразу двух типов.
• Разъемы для подключения устройств, хранения данных. Для обычных ПК они бывают двух видов: широкий продолговатый разъем с 39-ю штырьками в два ряда и небольшой разъём почти прямоугольной формы с «г» — образной серединой. Первый – это параллельный интерфейс, называемый IDE (Integrated Drive Electronics) второе его название PATA (Parallel ATAttachment). Второй – это последовательный интерфейс SATA (Serial ATAttachment).
• Слоты расширения. Это разъёмы, которые применяются для подключения дополнительных устройств. Они представляют собой продолговатый разъём, расположенный горизонтально в левой нижней части материнской платы. Именно сюда вставляется видеокарта, сетевая карта и другие устройства. Данные разъемы обычно соединяют устройства с материнской платой по интерфейсу PCI (Peripheral component tinterconnect - взаимосвязь периферийных компонентов) или его производными PCI Express и др.
• Чипсет. Это набор микросхем, которые обеспечивают связь компонентов системы между собой. Обычно его можно разделить на, так называемые, северный и южный мост. Северный мост – это контроллер памяти, то есть деталь, которая обеспечивает обмен данных между центральным процессором и оперативной памятью. В современных платформах контроллер памяти может быть интегрирован прямо в центральный процессор. Южный мост – это контроллер ввода-вывода, деталь, которая обеспечивает связь процессора с такими интерфейсами как SATA, IDE, PCI, USB и другие.

Выше перечислены обязательные компоненты материнской платы, они объединяются еще и тем, что видны только изнутри системного блока.

Если взглянуть на системный блок сзади, то можно увидеть множество разъемов, которые физически также находятся на материнской плате. Они расположены в левой части, примерно посередине и заключены в металлическую «рамочку». Обращаю внимание, что в Вашем компьютере может не быть многих из них, это зависит от конкретной модели материнской платы.

• Разъём подключения мышки и клавиатуры. Это два круглых разъёма, один фиолетового (для клавиатуры) и второй зеленого (для мышки) цвета. Этот интерфейс носит название PS/2 (в разговорной речи PS пополам).
• LPT-порт. Данный параллельный интерфейс изобретался в качестве принтерного порта и активно применялся других целей. На сегодняшний день в материнских платах, все реже можно встретить его на борту.
• COM-порт. Еще один устаревающий последовательный интерфейс. Данный порт активно используются как интерфейс для настройки оборудования.
• USB (Universal Serial Bus – универсальная параллельная шина). Это наиболее популярный способ подключения периферийных устройств к современному ПК. Применяется для подключения самых разных девайсов: мышки, клавиатуры, сканера, принтера, переносных винчестеров, флешек и др.
• Видео разъём VGA, DVI. Это интерфейсы для подключения монитора. Если на Вашей материнской плате есть такой разъём, то она имеет встроенный видео адаптер. Его будет вполне достаточно для работы, однако если за компьютером вы намерены играть в игры, то понадобится дискретная (отдельная) видео карта, которая будет вставляться в специальный слот расширения.
• Сетевой разъем RJ-45. Интерфейс применяется для подключения компьютера к локальной вычислительной сети стандарта Ethernet.
• Группа звуковых разъемов Jack 3.5. Применяется для подключения акустической системы и микрофона. Зеленый разъем для подключения колонок и розовый для микрофона.

Теперь предлагаю уточнить один важный момент. Если какой-либо разъём расположен в вертикальной «рамочке» в середине системного блока, то устройство, к которому он относится, встроено в Вашу материнскую плату. Если у вас имеется дискретная видео карта, модем или что-либо еще, то оно подключено к материнской плате через слот расширения и разъем самого устройства будет расположен ниже горизонтально.

Центральное процессорное (обрабатывающее) устройство (ЦПУ), по-английски CPU (Central processing unit). Это микросхема, которая выполняет команды программного обеспечения, производит вычисления, выполняет операции логического сравнения, грубо говоря «думает». Поэтому процессор часто называют «мозгом» компьютера.

Основными характеристиками устройства являются: разрядность, тактовая частота, энергопотребление, количество ядер, архитектура.

Разрядность указывает на количество информации, передаваемой за единицу времени по шине данных. Бывает 8, 16, 32 и 64 бита. Соответственно, чем выше разрядность, тем быстрее работает процессор. Тактовая частота показывает, какое количество тактов (элементарных операций) выполняет ЦП за единицу времени. Энергопотребление указывает, какое количество тепла выделяет процессор при работе.

Некоторое время назад два основных производителя процессоров – Intel и AMD – в своей конкуренции старались как можно больше увеличить тактовую частоту своих процессоров. Но столкнулись с тем, что после преодоления некоторого порога, начинает нелинейно увеличиваться энергопотребление и теплоотдача. Решением были многоядерные процессоры. Это значит, что в одном ЦП располагается несколько кристаллов, которые распределяют вычислительную нагрузку между собой. Самое широкое распространение сейчас имеют 2-х ядерные устройства, хотя это не предел, существуют процессоры из 4-х и более ядер.

Архитектура показывает, как организована работа внутри процессора. Хотя данный параметр не прибавляет желанных гигагерц, но может очень существенно влиять на производительность. Толковая организация труда, как известно, многого стоит.

Оперативная память

Оперативная память – это оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), по-английски – RAM (Random Access Memory – память с произвольным доступом). Эта область памяти является энергозависимой, то есть без «питания» данные в ней не сохраняются. В оперативную память помещается информация, которую должен обработать процессор в реальном времени. Во время работы оперативная память содержит в себе данные операционной системы и работающих программ пользователя.

Актуальными сегодня являются модули оперативной памяти стандарта SDRAM DDR3, до них были SDRAM DDR 2 и SDRAM DDR 1 (их конечно, тоже еще можно встретить). Каждое новое поколение имело ряд серьезных преимуществ перед предшественниками: повышалась пропускная способность, уменьшалось энергопотребление.

Жесткий диск

Накопитель на жестких магнитных дисках, по-английски HDD (Hard Disk Drive) – это постоянное запоминающее устройство (ПЗУ). Данное устройство компьютера также называют винчестер или жесткий диск.

Данный тип памяти не энергонезависимый, то есть данные сохраняются в памяти после отключения питания. Именно это устройство компьютера содержит все данные пользователя: фильмы, музыку, документы и все остальное.

Жесткий диск представляет собой несколько круглых пластин, которые вращаются на шпинделе. Эти пластины покрыты ферромагнитным материалом, разделенным на множество ячеек, каждая из которых хранит в себе один бит двоичной информации. Считывает и записывает информацию специальная головка, которая перемещается в нужное место над поверхностью диска.

Отличаются они по объему хранимой информации, способу подключения, форм-фактору, скорости вращения шпинделя.

Как упоминалось раньше, способ подключения бывает двух видов: IDE и SATA. Первый уже почти не используется, так как последовательный SATA быстрее и удобнее. По форм-фактору HDD бывают 5,25 (прекращено производство) ; 3,5, 2,5 дюйма, 1,8 дюйма, 1,3 дюйма, 1 дюймов и 0,85 дюйма, это размер пластин, которые содержат информацию. В настольных ПК обычно применяются 3,5 HDD, в ноутбуках 2,5. Чем быстрее скорость вращения – тем выше скорость записи и чтения данных. В 3,5 моделях обычно скорость равна 7200 об/мин, в 2,5 — 5400 об/мин, хотя бывают и более быстрые модели винчестеров для ноутбуков.

Дисковод гибких магнитных дисков

Дисковод для чтения гибких магнитных дисков, по-английски FDD (Floppy Disk Driver), также называется Floppy или просто флоппик. Это устройство для чтения дискет. Грубо говоря, дискета представляет собой миниатюрный винчестер, только вместо металлических пластин гибкое пленочное основание, а головка и мотор привода находятся в дисководе. Размер дискет 3,5 дюйма (давно использовались дискеты 5,25 дюйма). Объём дискеты 1,44 Мб. У дискет, кроме небольшого объема, есть серьезный недостаток – они очень не надежны, информация на них может стать не читаемая из-за воздействия магнитных полей или удара. Из-за этого, данный вид носителей почти не используется сегодня.

Привод оптических дисков

Оптические носители представляют собой пластиковые диски, покрытые специальным слоем. Диск освещается лазером, а из отраженного света считывается информация. Оптические диски бывают нескольких видов: CD (Compact Disk), DVD (Digital Versatile Disc – цифровой многоцелевой диск), Blu-ray Disc (от английского Blue Ray – синий луч).CD и DVD диски бывают трех видов: ROM (Read Only Memory – только для чтения), R (Recordable – записываемый), RW (Re-Writable – перезаписываемый).

Приводы (дисководы) для чтения оптических дисков называются, так же как и носители. Причем привод называется аббревиатурой последнего по очереди поколения, которое он способен читать. То есть DVD-ROM привод читает DVD и CD диски, а CD привод читает только CD диски. Также дисководы делятся на те, которые могут только читать (CD/DVD ROM) и дисководы, которые могут читать и записывать диски (CD/DVD RAM).

Объем CD-диска 700 Мб. DVD-диски могут быть однослойными, двухслойными и двухсторонними, объем обычного 4,7 Гб, двухслойного 8,5 Гб, двухстороннего 9,4 Гб, двухстороннего двухслойного 17,08 Гб (последний встречается редко). Blu-ray Disc способен хранить 25 Гб, двухслойный 50 Гб.

Итак, мы только что рассмотрели основные компоненты, из чего состоит компьютер. Но не надо забывать об устройствах, которые не всегда есть в компьютере.

Дополнительные устройства (периферийные устройства)

В качестве дополнительных устройств могут выступать устройства, которые вставляются в материнскую плату. Дискретным (на отдельной плате) может быть видео адаптер, звуковой адаптер, сетевой адаптер,wi-fi, модем, USB-контроллер и многие другие устройства.

Надеюсь, данная статья пояснила вам в полной мере, из чего состоит компьютер. И после её прочтения мир hadware (так называется компьютерное «железо»), станет немного ближе и понятнее для моих читателей.

Статьи в этой же категории

Системный блок

Основная часть персонального компьютера – это системный блок. Да, это тот самый ящичек, который стоит у кого на столе, у кого на полу под ногами и шумит, я не имею ввиду ноутбук, там все компактно и тихо. Вот там внутри и есть все главные узлы компьютера. В этом самом ящике, спрятаны самые главные элементы этого удивительного изобретения человечества, куда мы сейчас и заглянем.

Гладим его шершавые бока, и тихо холим и лелеим свои корыстные интересы, что эта железка наконец-то обеспечит мне материальное благополучие, и я съезжу в отпуск к своей куме в Ликино-Дулёво и куплю наконец-то себе велосипед.

И так:

Вот в таком красивом (иногда не очень) корпусе и находятся все основные компоненты нашего друга.

Материнская плата — это всё то, что даже если мы потратим еще одну жизнь на познание того, как это все сделалось и воплотилось в такие милые пластиночки цилиндрики, соединенные между собой красивыми ниточками, мы не узнаем как это всё работает. Да нам и не надо. Полюбуемся на это великое творение человека и забудем о нем. Потому как у нас другие задачи.

Процессор — сердце компьютера. В его искусственном мозгу происходят все те самые вычисления, которые потом преобразуются в потоки нужной информации, которую мы со временем превратим в денежные знаки, так нам необходимые.

Оперативная память (ОЗУ). — система хранение кратковременной цифровой информации для обработки массивов данных, вставлено в материнку, в соответствующие разъемы, обладает высокой скоростью переработки. Короче очень нужная система и он, компьютер, пользует её по полной программе и как ему заблагорассудится.

Звуковая плата, еще её называют аудиокарта — служит для воспроизведения звука, существует как дополнительное оборудование, которое позволяет выводить звук на акустические приборы.Вставляется в специальные разъемы (слоты) на материнке. Как правило в компьютерах поставляются встроенными в материнскую плату.

Видеокарта (так же графическая плата, видеоадаптер ) — устройство служит для преобразования цифрового сигнала, образованного в процессоре, в сигнал для вывода на устройства, предназначенные для просмотра изображений (мониторов, телевизоров). Тоже в современных компьютерах поставляется интегрированными в материнскую плату. Но если требуется высококачественный выход на монитор, с высоким быстродействием. то следует приобретать более серьезные и дорогие видеоплаты, с большим объемом памяти, стоящими иногда дороже самого компьютера. Но это не наша история.

Жесткий диск (HDD, hard, винчестер) — запоминающее устройство, накопитель на жестких, как правило на алюминиевых, реже на стеклянных вращающихся пластинах, покрытых ферромагнитным слоем, двуокисью хрома. Принцип работы диска основан на магнитной записи. Жесткий диск является основным накопителем информации в современных компьютерах.

DVD привод — еще одно название Оптический привод , который при помощи лазера осуществляет считывание записанной информации, а так же записи (прожигание) на оптический носитель информации, представляющим собой специальный пластиковый диск (компакт -диск, DVD)

И наконец, все эти системы питает электрической энергией Блок питания. Он выпрямляет, снижает до нужного размера в Вольтах электроэнергию сети и выдает системам компьютера для их стабильной работы. Все просто как мир.

Конечно при работе компьютера происходит нагревание микросхем, и для их охлаждения используются компактные вентиляторы. Они исправно выполняют свою работу, но со всременем изнашиваются и начинают шуметь. Это не большая беда, они продаются в каждом магазине комплектующих деталей и стоят копейки. Всегда можно поменять и не волноваться о их исправности.

Периферия

Периферией называются устройства, которые присоединяются к системному блоку по средством кабелей, в определенные для них соответствующие слоты (разъемы). И хотя их обычно называют вспомогательными устройствами, они все-таки являются неотъемлемыми частями компьютера.

Клавиатура — система ввода информации (пальчиками) в компьютер от его пользователя. В народе её зовут нежно «Клава». Одно из основных устройств. Клавиатуры бывают разные, я лично люблю Клаву белую.

Мышь — это механический манипулятор, гениально придуманный мне неизвестным изобретателем, преобразующий движение руки в управляющий сигнал. Без неё смутно представляется работа с компьютером. Есть альтернативы мыши, это так называемые скролы, вращаемый ладонью шарик, пробовал, неудобно. Но всему есть место в эксплуатации ПК, и «Каждому своё», как было написано на воротах концентрационного лагеря «Освенцим».

И наконец самая приятная периферия нашего персонального компьютера, на которую мы больше всего смотрим, в котором видим волшебный мир чудесного превращения человеческой мысли в реальность, которая заставляет нас думать и мечтать, трудиться и наслаждаться, которая возбуждает любопытство к нашему необъятному миру познания, которая заставляет нас трудиться и думать — это наш Монитор. И даже не хочется описывать процессы получения изображения на этой плоской пластинке. Пусть это останется для нас загадкой, пусть останется интрига, а мы как дети, останемся такими же наивными и мечтательными.

Устройство компьютера с картинками

Слово компьютер известно любому малышу!

Вот он компьютер: монитор, мышь, клавиатура, и системный блок:

Главные части компьютера — процессор и память — содержатся внутри системного блока. А монитор, клавиатура и мышь — это устройства ввода и вывода компьютера.

С клавиатуры и мыши компьютер вводит текст и команды. На монитор компьютер выводит текст и рисунки. Вот почему эти устройства называют устройствами ввода и вывода компьютера.

	Это — монитор . Он похож на телевизор. Компьютер выводит на его экран тексты и рисунки. Монитор — это устройство вывода . Буквой «К» на рисунке условно обозначен компьютер, а стрелка показывает, что информация выводится из компьютера на монитор.
	Это — клавиатура . Она служит для набора (ввода ) текста: С клавиатуры можно вводить команды, например, клавишами-стрелочками управлять героем на экране: Клавиатура — это устройство ввода . Стрелка на рисунке слева показывает, что информация с клавиатуры вводится в компьютер.
	Это — компьютерная мышь . Движение мыши повторяет стрелочка на экране монитора. Эта стрелочка — курсор . У мыши есть кнопки, которыми можно щёлкать — задавать (вводить ) команды. Мышь — это устройство ввода .
	Это — системный блок . В нём находятся: процессор («мозг» компьютера); устройства хранения информации («память» компьютера).
	Если открыть системный блок, можно увидеть процессор и компьютерную память.
	На рисунке условно показано, что информация с клавиатуры и мыши вводится в компьютер, а из компьютера — выводится на монитор. Клавиатура и мышь — это устройства ввода компьютера. Монитор — устройство вывода .
	Мы говорим о вводе информации в компьютер и выводе её из компьютера. Возникает вопрос: куда именно вводится информация и откуда она выводится? Какое устройство в компьютере хранит информацию? Конечно, это компьютерная память ! В память компьютера информация поступает с клавиатуры и мыши. Из неё она выводится на монитор.

Что такое компьютер . Компьютер, как следует из его названия (на английском слово computer произошло от слова compute – считать, вычислять) – это вычислительное устройство . На самом деле, кроме как считать, считать много и быстро компьютер ничего более и не умеет. Различные периферийный устройства вывода, такие как монитор, принтер, аудио аппаратура, веб-камера и т.п. просто способны по-разному результаты этих вычислений преобразовывать в понятные нам сигналы. Различные устройства ввода (клавиатура, манипуляторы, планшеты и т.д.) занимаются обратной задачей: преобразованием внешних воздействий в понятные компьютеру наборы команд и данных. То, без чего компьютер просто не может существовать – это центральный процессор и запоминающее устройство (память компьютера). Первое умеет считать, а второе – хранить исходные данные и результаты вычислений. Компьютер производит вычисления по заранее заложенной в него программе. Программы пишут люди, а дело компьютера – их выполнять. Об этом чуть более подробно в конце материала, а сейчас вкратце о том, в каком виде компьютер воспринимает информацию.

Часть 1. Особенности представления информации в компьютере

Минимальной единицей информации для компьютера является один бит , который может принимать два значения. Одно из значений считают равным 1, а другое 0. На уровне “железа” (аппаратной части компьютера) единица информации представлена триггерами – классом электронных устройств, которые обладают возможностью длительно оставаться в одном из двух состояний. Значение выходного напряжения таких электронных устройств может иметь два значения, одно из которых ассоциируют с нулем, а другое с единицей. Если бы на базе полупроводников можно было легко и эффективно создавать электронные устройства, способные подолгу находиться, например, в трех или четырех состояниях, то и битом тогда считали бы единицу информации, принимающую три и более разных значений. Поскольку все же современные компьютеры построены на базе триггеров, то и система счисления в них используется двоичная.

Что такое система счисления . Система счисления – это способ представления числовой информации, определяемый набором символов. Для нас привычной является десятичная система счисления, представленная набором цифр от 0 до 9. Компьютеру для представления информации достаточно двух символов: 0 и 1. Почему это так - я попытался ответить чуть выше, когда описывал природу триггеров – аппаратной основы современных компьютеров. Как представляются числа в различных системах счисления, я покажу на примере десятичной, двоичной и шестнадцатеричной систем. Последняя широко используется в низкоуровневом программировании, поскольку более компактна, чем двоичная, а числа, представленные в 16-ричной легко перевести в 2-ю и наоборот.

Десятичная система счисления “СИ10”: {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9}. Двоичная система счисления “СИ2”: {0,1} Шестнадцатеричная система счисления “СИ16”: {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F} (для обозначения чисел 10, 11, 12, 13, 14 и 15 используются символы A, B, C, D, E и F)

Итак, пример: рассмотрим, как представляется число 100 с использованием этих систем.

“СИ10”: 100=1*100 +0*10+0*1 “СИ2” : 01100100=0*128+1*64 +1*32 +0*16+0*8+1*4 +0*2+0*1 “СИ16”: 64=6*16+4*1

Все это различные позиционные системы счисления с разным основанием . Позиционными системами счисления называют те системы, в которых вклад в общую сумму от каждого разряда определяется не только значением этого разряда, но и его позицией. Примером не позиционной системы счисления является римская система с ее L,X,V,I. Получаем, что значение числа, которое обозначается в позиционной системе счисления с определенным основанием, вычисляется следующим образом:

N=D 0 *B 0 +D 1 *B 1 +…+D n-1 *B n-1 +D n *B n , где D i – величина разряда на i-м месте, начиная с 0, а B – основание системы счисления. Не забываем, что B 0 =1.

Как перевести число из шестнадцатеричной системы в двоичную и наоборот . Все просто, каждый разряд в 16-ричной системы переводите в 4 разряда двоичной системы и записывайте результат последовательно хоть слева направо, хоть справа налево. Наоборот: разбиваете двоичное число на тетрады (по 4 разряда строго справа налево) и каждую тетраду отдельно заменяете на один из символов 16-ричной системы счисления. Если последняя тетрада оказалась неполной, до дополняете ее нулями слева. Пример:

1010111100110 -> 0001(1).0101(5).1110(14).0110(6) -> 15E6

Для того, чтобы быстро умножить или разделить число на основание системы счисления, достаточно просто сдвинуть все разряды влево (умножение) и вправо (деление). Умножение на 2 в двоичной системе счисления называют сдвигом влево (в конце добавляется 0), а целочисленное деление на 2 – сдвигом вправо (последний символ убирается). Пример:

11011(27) > 1101(13)

Единицы информации компьютера . С минимальной единицей информации в вычислительной технике разобрались – это бит. Но минимальным адресуемым набором информации является не бит, а байт – набор информации, представленный 8-ю битами и, как следствие, способный хранить 256 (2 8) различных значений. Что значит минимальный адресуемый набор информации ? Это значит, что вся память компьютера поделена на участки, каждый из которых имеет свой адрес (порядковый номер). Минимальный размер такого участка – байт. Я, конечно, упрощаю картину, но на данный момент такого представления достаточно. Почему именно 8 бит? Так сложилось исторически, а впервые 8-ми битовая (байтовая) адресация была применена в вычислительных машинах компании IBM. Наверное, сочли удобным, что единицу информации легко представить ровно двумя символами шестнадцатеричной системы счисления. А теперь развеем мифы насчет объемов данных, обозначаемых практически всем знакомыми словами килобайт , мегабайт , гигабайт , терабайт и т.д.

1 килобайт (кб) = 2 10 байт = 1024, а не 1000 байт. 1 мегабайт (мб) = 2 20 байт = 1048576 байт = 1024 килобайт, а не 1000.000 байт. 1 гигабайт (гб) = 2 30 байт, 1 терабайт (тб) = 2 40 байт и т.д.

Часть 2. Устройство компьютера

Как устроен компьютер . Или из чего состоит компьютер . Дальнейшее повествование будет построено следующим образом. Описание устройства компьютера будет представлено на различных уровнях. На первом уровне я обозначу основные составляющие современного компьютера, на втором и последующих уровнях буду более детально описывать каждую его часть. Для быстрого поиска нужной вам информации пользуйтесь следующей навигацией.

Уровень 1. Общее устройство компьютера

Системный блок

Системный блок компьютера – это тот самый ящик, из которого торчит шнур питания, к которому подключены монитор, клавиатура, мышь и принтер, и в который вставляют компакт диски, флешки и прочие внешние устройства. Можно сказать, что все устройства, которые подключены к системному блоку извне являются периферийными устройствами – выполняющими второстепенные задачи компьютера. Ну а в самом системном блоке находится все самое ценное и необходимое: блок питания, системная материнская плата и центральное процессорное устройство (центральный процессор) - “мозги” компьютера. А также, модули управления периферийными устройствами (контроллеры), видео и звуковая карты, сетевая карта и модем, транспортные магистрали для передачи информации (шины) и много еще чего полезного. Тем не менее, все это в первую очередь справедливо для домашних и офисных компьютеров. Например, глядя на ноутбук, сложно сказать, где у него заканчивается системный блок, и начинаются периферийные устройства. Все это деление условно, тем более что есть еще и коммуникаторы, планшетные компьютеры и прочие портативные вычислительные устройства.

К этой категории относят все устройства, которые позволяют вводить информацию в компьютер. Например, клавиатура, мышь, джойстик, веб камера и сенсорный экран позволяют это делать человеку, а устройство чтения компакт-дисков или карты памяти просто считывает информацию с внешнего носителя автоматически. К устройствам ввода чаще относят только средства ввода информации человеком, а все остальные называют приводами внешних носителей данных .

Это устройства, которые предназначены для вывода результатов вычислений компьютера. Монитор выводит информацию в графическом электронном виде, принтер делает практически то же самое, но на бумаге, а аудио система воспроизводит информацию в виде звуков. Все это средства обратной связи с человеком в ответ на ввод им информации через устройства ввода.

Прочие устройства

К этой категории можно отнести любые подключаемые к компьютеру устройства от флеш карт и портативных жестких дисков, до модемов (в том числе wi-fi), роутеров и т.п. Классифицировать устройства – дело неблагодарное, поскольку делать это можно абсолютно по-разному, и всегда можешь оказаться прав. Например, встроенный модем сложно отнести к периферийным устройствам, хотя внешний модем выполняет абсолютно те же функции. Модем – это устройство для организации связи между компьютерами, и абсолютно не важно, где он находится. То же самое можно сказать про сетевую карту. Жесткий диск – это, прежде всего, энергонезависимое запоминающее устройство, которое может быть как внутренним, так и внешним. Приведенная выше классификация оборудования компьютера опирается в первую очередь на физическое месторасположения того или иного устройства в классическом персональном компьютере и только потом на его назначение. Это всего лишь один из способов классификации и не более того.

Уровень 2. Начинка системного блока современного компьютера

Для начала пару слов о быстродействии компьютера . Это свойство характеризуется тактовой частотой и производительностью системы. Чем они выше – тем быстрее работает компьютер, но это не синонимы. Производительность любого компонента системы – это количество выполняемых им элементарных операций в секунду. Тактовая частота – это частота синхронизирующих импульсов, подаваемых на вход системы генератором тактовых импульсов, что, в свою очередь, и определяет количество выполняемых последовательно операций за единицу времени. Но производительность можно увеличить, обеспечив возможность выполнять элементарные операции параллельно при той же тактовой частоте, примером чего является многоядерная архитектура центрального процессора. Таким образом, нужно оценивать не только тактовую частоту, с которой работает процессор, но и его архитектуру.

Теперь о компонентах компьютера. С корпусом и блоком питания, я думаю, все понятно и без комментариев. Системная материнская плата и центральный процессор – это сердце компьютера и именно они занимаются управлением процессами вычислений. О них более подробный рассказ чуть ниже. Шины – это средство передачи информации между различными устройствами компьютера. Шины делятся на шины управления , которые передают коды команд; адресные шины , которые, как следует из их названия, служат для передачи адреса определенного контекстом команды набора аргументов или адреса, куда следует поместить результат; и шины данных , которые передают, непосредственно, сами данные - аргументы и результаты выполнения команд. Контроллеры – это микропроцессорные устройства, предназначенные для управления жесткими дисками, приводами внешних носителей информации и прочими видами устройств. Контроллеры – это посредники между инфраструктурой центрального процессора и конкретным устройством, подключенным к компьютеру. Жесткий диск – это энергонезависимое устройство хранения информации. Энергонезависимость запоминающего устройства – это его способность не утрачивать информацию после отключения питания. Помимо пользовательских данных, жесткий диск содержит программный код операционной системы, включая драйверы различных устройств. Драйвер устройства – это программа, управляющая его контроллером. Операционная система, например, Microsoft Windows, управляет всеми устройствами посредством драйверов, которые имеют понятный ей программный интерфейс. Драйверы, как правило, разрабатываются поставщиками комплектующих компьютера отдельно для каждого вида операционной системы. Также, системный блок не может обойтись без системы охлаждения и панели управления, позволяющей включать и выключать компьютер.

Уровень 3. Как работает компьютер

Как в компьютере представлены данные . Все данные для компьютера – это набор чисел. Как хранятся положительные целые числа , я рассказал в самом начале. Данные, которые могут быть как положительными, так и отрицательными, в первом разряде (в 1-м бите) хранят знак (0-плюс, 1-минус). Про особенности хранения вещественных чисел рассказывать подробно не буду, но следует знать, что вещественные числа в компьютере представляются с помощью мантиссы и экспоненты . Мантисса - это правильная дробь (числитель меньше знаменателя), у которой первый знак после запятой больше нуля (в двоичной системе это означает, что после запятой первый разряд - 1). Значение вещественных чисел вычисляется по формуле D=m*2 q , где m – мантисса, а q -экспонента, равная log 2 (D/m). В памяти компьютер хранит не саму мантиссу, а ее значащую часть - знаки после запятой. Чем больше разрядов (битов) выделено под мантиссу, тем выше точность представления вещественных данных. Пример:

Число ПИ в десятичной системе счисления выглядит примерно так: ПИ=3,1415926535... Приведем число к виду правильной дроби, умноженной на 10 в соответствующей степени: ПИ=3,1415926535 = 0.31415926535*10 1 =m*10 q , где m=0.31415926535, q=1.

Таким образом, мы представили вещественное число в виде двух целых чисел, поскольку для хранения мантиссы достаточно хранить только знаки после запятой (31415926535). Нужно учитывать, что и мантисса и экспонента могут быть как положительными, так и отрицательными числами. Если число отрицательное, то и мантисса отрицательная. Если число меньше одной десятой, то экспонента отрицательная (в десятичной системе счисления). В двоичной системе счисления экспонента отрицательная, если число меньше 0.5. Теперь попробуем проделать то же самое в двоичной системе счисления.

Немного округлим исходное число: ПИ 10 =3.1415=3+0.1415 Итак, 3 в двоичной системе это 11. Теперь разберемся с дробной частью. 0.1415=0 *0.5+0 *0.25+1 *0.125+…= 0 *2 -1 +0 *2 -2 +1 *2 -3 +… В итоге получим примерно следующее: ПИ 2 =11,001001000011=0.11001001000011*2 2 =m*2 q , где m=0.11001001000011, а q=2.

Теперь должно стать понятным, что я имел в виду под точностью представления вещественных чисел. На мантиссу потрачено 14 разрядов, а для числа ПИ удалось сохранить только лишь несколько знаков после запятой (в десятичной системе счисления). Также, работая на компьютере, можно столкнуться со следующей формой записи числа:

6,6725E-11 Это не что иное, как 6,6725*10 -11 Текст – это последовательность символов, а каждый символ имеет свой числовой код. Кодировок текста существует несколько. Наиболее известные и широко применяемые кодировки текста – это ASCII и UNICODE. Графика – это последовательность точек, каждая из которых соответствует определенному цвету. Каждый цвет представлен 3-мя целыми числами: составляющей красного (red), зеленого (green) и синего (blue) цветов RGB палитры. Чем больше разрядов отводится под хранение цвета, тем большим спектром цветов вы можете оперировать. Видео – это просто последовательность статических кадров. Существуют технологии сжатия видео, которые, к примеру, отдельные участки видео хранят как один кадр и последовательность дельт – отличий последующих кадров от предыдущего. При условии, что соседние кадры отличаются не абсолютно всеми точками (например, мультипликация), такой подход позволяет сэкономить на общих объемах материала. Звук – это сигнал, который из аналогового представления можно перевести в цифровое путем дискретизации и квантования (оцифровки). Естественно, что оцифровка приведет к потере качества, но такова цена цифрового звучания.

Как организован процесс вычислений . Материнская плата – это печатная плата, на которой установлен центральный процессор (ЦП ). Также, через специальные разъемы к материнской плате подключены модули оперативной памяти, видеокарта, звуковая карта и прочие устройства. Материнская плата – это агрегирующее звено в архитектуре современного компьютера. Материнская плата снабжена системным контроллером (северный мост ), обеспечивающим связь центрального процессора с оперативной памятью и графическим контроллером, а также, периферийным контроллером (южный мост ), отвечающим за связь с контроллерами периферийных устройств и постоянным запоминающим устройством. Северный и Южный мост вместе образуют чипсет материнской платы - ее базовый набор микросхем. Оперативная память или оперативное запоминающее устройство (ОЗУ ) – это энергозависимая память компьютера, в которой хранятся исполняемый и сами данные программы. Объем оперативной памяти влияет на производительность компьютера, поскольку именно ОЗУ определяет объем обрабатываемой в каждый момент времени информации. Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ ) – это энергоне зависимая память компьютера, которая хранит самую важную для него информацию, в том числе программу первоначальной загрузки компьютера (до загрузки операционной системы) – BIOS (basic input/output system - базовая система ввода-вывода). Данные ПЗУ обычно записывает производитель материнской платы. Видеокарта – это самостоятельная плата со своим процессором и своей оперативной памятью (видеопамять), предназначенная для быстрого преобразования графической информации в тот вид, который можно напрямую вывести на экран. Процессор видеокарты оптимизирован для работы с графикой, в том числе, для обработки трехмерной графики. Тем самым, процессор видеокарты разгружает центральный процессор от такого вида работ. Чем выше объем видеопамяти, тем быстрее и чаще компьютер способен обновлять данные на экране, и тем шире может быть спектр используемых цветов. Центральное процессорное устройство (ЦПУ) может состоять из нескольких процессоров, каждый из которых способен параллельно остальным выполнять свою программу. Раньше процессор и ядро процессора были синонимами. Сейчас ЦПУ может состоять из нескольких процессоров, а каждый процессор из нескольких ядер. Ядро микропроцессора – это арифметико-логическое устройство (АЛУ ), контроллер ядра и набор системных регистров . АЛУ, как следует из его названия, умеет выполнять с числами, загруженными в регистры . Набор регистров служит для хранения адреса текущей команды (команды хранятся в оперативной памяти, а регистр IP (Instruction Pointer) указывает на текущую команду), адресов загружаемых для выполнения команды данных и самих данных, включая результат выполнения команды. Ядро, собственно, и управляет всем этим процессом, выполняя низкоуровневые команды процессора. К таким командам относятся загрузка данных в регистры, выполнение арифметических операций, сравнение значений двух регистров, переход к следующей команде и т.д. Сам микропроцессор обменивается данными с оперативной памятью посредством контроллера оперативной памяти. Хотя время доступа к оперативной памяти намного меньше, чем, к примеру, время доступа к информации на жестком диске, но при интенсивных вычислениях всех же это время становится заметным. Для организации хранения данных, время доступа к которым должно быть минимальным, служит сверхоперативная память (кэш память).

Кто или что управляет процессом вычислений . Процессом вычислений, как я уже сказал в начале, управляет компьютерная программа. Программы пишутся на различных языках программирования и чаще всего на . Основными высокого уровня являются: объявление переменных различных типов, выполнение арифметических и логических операций, условные операторы и циклы. Человеку, программирующему на языке высокого уровня не нужно задумываться, как обрабатываемая им информация представляется в компьютере. Все вычисления, в основном, описываются в привычной для него десятичной системе счисления. Программист определяет в том виде, в котором ему удобно. В его распоряжении серьезный арсенал уже готовых программных компонентов, решений и технологий программирования: , средства организации , сервисы работы с и т.д. и т.п. Далее, специальные программы, называемые компиляторами, переводят текст программы в машинный код – на язык команд, понятный центральному процессору компьютера. Как выглядит программа на языке программирования высокого уровня можно, к примеру, посмотреть на страницах этого сайта, а как выглядит программа на языке низкого уровня, приближенного к машинному коду (), смотрите ниже (эта программа всего лишь выводит сообщение “Hello, world”).

386 .model flat, stdcall option casemap:none include \masm32\include\windows.inc include \masm32\include\kernel32.inc includelib \masm32\lib\kernel32.lib .data msg db "Hello, world", 13, 10 len equ $-msg .data? written dd ? .code start: push -11 call GetStdHandle push 0 push OFFSET written push len push OFFSET msg push eax call WriteFile push 0 call ExitProcess end start

Один оператор на языке высокого уровня трансформируется в десятки, а то и сотни строк машинного кода, но поскольку это происходит автоматически, то переживать по этому поводу не стоит. В момент запуска программы, операционная система выделяет ей отдельный , загружает машинный код в оперативную память, инициализирует регистры (в регистр IP помещает адрес самой первой инструкции), и вычислительный процесс начинается.

Считаю, что в рамках этого материала рассказ о том, как устроен современный компьютер, можно закончить. Теперь вы знаете в общих чертах, из чего он состоит и как работает, а детали без труда найдете в интернете.

Персональный компьютер – это многокомпонентная машина (состоящая из 7 основных устройств ), являющаяся основой современного мира.

Если говорить о простом среднестатистическом человеке, то ему компьютер нужен:

• для серфинга в интернете
• прослушивания музыки
• просмотра фильмов
• общения с друзьями
• может быть, написания статей.

В более серьезных целях компьютеры используются:

• при прогнозировании погоды
• для обеспечения работы атомных станций, в оборонных и промышленных технологиях.

Полноценная работа компьютера невозможна, если в нем нет 7 устройств.

Из чего состоит компьютер

Устройство № 1. Системный блок компьютера

Системный блок (иначе процессор или пылесборник) – это небольшая «коробка», внутри которой и располагаются все элементы . К нему подключаются внешние устройства мышь, клавиатура, принтер и шнур питания.

Устройство № 2. Блок питания компьютера

Блок питания – главная деталь, благодаря которой компьютер вообще включается. Они классифицируются по мощности, для комфортной работы рекомендуется приобретать от 500W (Ватт) и выше. Если мощность блока питания будет меньше, то при перебоях напряжения компьютер будет выключаться. В первое время ничего серьезного может не произойти, но если ситуация будет повторяться с определенной периодичностью, то он попросту сгорит. Хорошо, если только он, ведь скачки напряжения могут повредить и прочие элементы (материнскую плату, видеокарту, систему охлаждения и т.д.) Чтобы это исключить, рекомендуется использовать устройство бесперебойного питания

Устройство № 3. Материнская плата для ПК

(motherboard – англ.) – это самая большая плата, которая является самой главной деталью в системном блоке . Именно на ней расположены все элементы, нужные для управления всеми устройствами. Она занимает больше всего места в блоке, одна из ее сторон выходит на заднюю часть блока. Там находятся разъемы, к которым подключаются периферийные устройства – мышь, клавиатура, колонки (в редких случаях монитор). На внутренней части материнской платы тоже есть разъемы, они предназначены для видеокарты, оперативной памяти, звуковой или сетевой карт. Среди большого разнообразия материнских плат от самых разных производителей можно выделить MSI Z97-G43 . Эта модель сочетает в себе самые лучшие характеристики плат, с ней можно собрать компьютер как для простого пользования, так и для современных игр и программ. В сочетании с сильным процессором и видеокартой она способна превратить ПК в мощный вычислительный центр, которому под силу любые задачи.

Устройство № 4. Процессор для компьютера

(CPU – англ.) – «мозг» компьютера. Эта небольшая по размеру деталь способна производить десятки тысяч вычислительных операций в секунду, оперативно реагируя на все действия пользователя. Выбирать процессор следует исходя из двух параметров – это разрядность и тактовая частота. Чем выше первая, тем производительнее будет работать компьютер. Частота влияет на скорость обработки команд. Сейчас в мире очень популярны процессоры Intel Pentium и AMD . Если «пеньки» выбирают за отличную надежность и великолепную совместимость со многим аппаратным обеспечением, то АМД приобретают из-за высокой скорости обработки данных (однако они не столь надежны )

Одним из самых лучших процессоров, что видел компьютерный рынок, считается Intel Core i7-6700. Это четырехядерный процессор с тактовой частотой 3400 МГц, который выпускается с 2008 года. Он подходит для большинства материнских плат, также в него встроено графическое ядро, которое при желании может стать альтернативой видеокарте. Его вычислительных мощностей хватит для того, чтобы одновременно запускать мощные игры и приложения, при этом зависать компьютер не будет

Устройство № 5. Видеокарта для компьютера

Видеокарта (GPU – англ.) – это плата с графическим ядром, благодаря ей сигналы трансформируются и выводятся в привычном для нас виде на мониторе. Она может быть интегрированной в материнскую плату или процессор , а может устанавливаться отдельно. В первом случае ее мощности вряд ли хватит для серьезных задач , а вот во втором она сможет работать с очень ресурсоемкой графикой. Именно поэтому видеокарту рекомендуется приобретать отдельно и не надеяться на интегрированные. считается MSI NVIDIA GeForce GTX 1070. Она обладает памятью в 8 Гб, чего вполне хватит для самых требовательных игр и программ. Среди ее плюсов выделяется бесшумная система охлаждения и устойчивость к скачкам напряжения.

Устройство № 6. Оперативная память для компьютера

(RAM – англ.) – небольшая плата, необходимая для временного хранения данных о программах и играх, которые используются в данный момент. То есть, если пользователь запустил, например, Photoshop, то в оперативную память загружаются определенные элементы этой программы. Благодаря этому утилита начинает работать намного быстрее, поскольку требуемые данные подгружаются не только с жесткого диска, а еще и из оперативной памяти. Выделить лучшую память по производителям достаточно сложно, так как они все практически одинаковы .

Единственный параметр, на который нужно обращать внимание, – это объем . Чем больше, тем лучше, однако минимум следует покупать от 8 ГБ (оптимально 16 ГБ и выше).

Устройство № 7. Жесткий диск для компьютера

Жесткий диск (HDD – англ.) – компактное устройство, на котором хранится вся информация пользователя. Программы, документы, фото, музыка, прочие файлы – все это располагается на магнитных дисках внутри герметичного корпуса. Диск подключается посредством небольшого шлейфа прямо к материнской плате. Лучшими жесткими дисками считаются устройства от компании Seagate . Они надежные, быстрые и оптимально сочетаются в плане цены и качества. Выбирать нужно по объему памяти. Если планируется хранить на ПК много разной информации, то следует присмотреться к диску от 1 ТБ (терабайт) или даже выше. Для обычного пользователя вполне хватит и 512 ГБ .
Прочее оборудование: система охлаждения;дисковод;внешняя звуковая карта;внешняя сетевая карта. Эти устройства не играют ключевой роли при выборе компонентов системного блока, но обратить внимание на них следует.

После сборки компьютера потребуется: , выбрать и произвести несколько простых для .