Внутреннее устройство компьютера

Говоря о внутреннем устройстве компьютера, обычно имеют в виду компоненты внутри корпуса. Для стационарного компьютера корпус — это системный блок, для ноутбуков и нетбуков — нижняя из выставленных половинок (напоминаю, второй урок ИТ был посвящен видам компьютерной техники).

Компоненты системного блока

Для начала возьмем не слишком новый, но и не слишком старый системный блок, в котором установлены все основные компоненты. А потом сравниваем с менее дорогой альтернативой с меньшим количеством дополнительных компонентов.

Что мы увидим, если снять крышку системного блока компьютера

Первое, что бросается в глаза, это множество всевозможных плат, «коробочек» и проводов. Все платы и устройства в отдельном корпусе — это компоненты, выполняющие разные задачи. С помощью проводов компоненты обмениваются информацией и получают электрический ток.

Давайте разберемся со всеми компонентами по очереди.

Системная плата

Все компоненты компьютера соединены между собой одной самой большой печатной платой (которую сразу можно узнать на картинке по размеру), она называется main board или основной платой (в английской версии main board или main board).

Одни компоненты устанавливаются непосредственно в разъемы на материнской плате, другие подключаются к ней с помощью специальных проводов в соответствующие разъемы, и устанавливаются в специальные отсеки в корпусе.

Блок питания

Чтобы все компоненты выполняли свою задачу, они должны питаться от электрической энергии. Для подачи этой энергии используется компьютерный блок питания (по-английски power Supply unit или PSU), от которого протянуты провода по всему системному блоку.

Большинство устройств имеют специальный разъем для подключения питания, но некоторые получают электрическую энергию через материнскую плату (которая в данном случае будет посредником между блоком питания и устройством).

Центральный процессор

С процессором мы уже познакомились на третьем уроке ИТ, напомню, что задача процессора — обрабатывать информацию.

Процессор (англ central unit и CPU) устанавливается в специальное гнездо на материнской плате (английское название сокета — «Socket»). Разъем процессора обычно расположен на верхней части материнской платы.

После установки процессора в сокет сверху устанавливается система охлаждения — кулер (алюминиевый радиатор с вентилятором).

Оперативная память

Оперативная память (RAM, Random Access Memory, RAM), как и процессор, устанавливается в специальные слоты на материнской плате.

Оперативная память выполнена в виде небольшой печатной платы с установленными на ней микросхемами памяти, вся эта конструкция называется «модулем памяти». Из-за специфической формы доски ее называют «брусок».

Разъемов четыре, а модулей оперативной памяти два, причем установлены они в разъемы одного цвета для увеличения скорости работы

Видеокарта

Видеокарта (видеокарта, видеокарта, видеокарта, видеокарта, видеокарта, видеокарта, видеокарта, видеокарта и так далее) предназначена для обработки графических объектов, отображаемых в виде/изображении на экране экрана.

Видеокарта выполнена в виде печатной платы (платы расширения), вставляемой в специальный разъем на основной плате (слот расширения). Так как эта видеокарта сильно греется, в нижней части можно увидеть большую систему охлаждения (да, это тоже кулер).

Впервые на занятиях по ИТ мы столкнулись с терминами «карта расширения» и «слот расширения», поэтому сразу зададим определение, от которого будем отталкиваться в дальнейшем.

Плата расширения — устройство в виде печатной платы с универсальным разъемом для установки на системную плату (например, видеокарту, сетевую карту, звуковую карту).

Карты расширения устанавливаются дополнительно к основным компонентам для расширения возможностей компьютера, они могут иметь разное назначение (графика, обработка звука или подключение к компьютерной сети и так далее).

Слот расширения — это специальный универсальный разъем на материнской плате, предназначенный для установки дополнительных устройств компьютера, выполненных в виде плат расширения.

Разобравшись с новыми определениями, идем дальше.

Сетевая карта

Сетевая карта (сетевой адаптер, Ethernet-адаптер, сетевой адаптер, LAN-адаптер) предназначена для подключения компьютера к компьютерной сети.

В этом случае сетевая карта также выполнена в виде платы расширения (печатной платы), которая устанавливается в слот на основной плате.

Звуковая карта

Звуковая карта (звуковая карта, звуковой адаптер, звуковая карта) обрабатывает звук и выводит его на акустические системы (колонки) или наушники.

Как и предыдущие два устройства, звуковая карта представляет собой печатную плату, вставляемую в слот на материнской плате. Правда, этот аудиоадаптер не распространен, он состоит из двух печатных плат, но это исключение из правил.

Жесткий диск

На жестком диске хранятся все программы и данные компьютера.

Жесткий диск, в отличие от предыдущих компонентов, не устанавливается на материнскую плату, а монтируется в специальный отсек в системном блоке

В эти отсеки можно установить больше жестких дисков и расширить внутреннюю память компьютера.

Жесткий диск иногда называют аббревиатурой НМЖД (Hard Disk Drive), часто говорят «винчестер», а по-английски жесткий диск или HDD.

Оптический привод

Оптический привод (привод DVD, привод оптических дисков или оптический дисковод) требуется для чтения и записи DVD и компакт-дисков. Как и жесткий диск, оптический привод устанавливается в специальный отсек в системном блоке.

Этот отсек расположен в верхней части передней части крышки и шире, чем для жесткого диска, так как DVD-привод заметно больше.

Состав системного блока

Системный блок (или ошибочно называемый многими «процессором») — важнейшая часть компьютера, без которой он фактически не может существовать.

Структуру системного блока можно представить следующим образом: материнская плата, на которой установлен ЦП с системой охлаждения, видеокарта, планки оперативной памяти и дополнительные карты расширения, например, звуковые или сетевые.

К материнской плате также подключаются два типа накопителей: жесткие диски (HDD — Hard Disk Drive) и высокоскоростные твердотельные накопители (SSD — Solid-State Drive). Кабели используются для защиты интерфейса между дисками и материнской платой. И вся эта система питается от блока питания, обеспечивающего бесперебойное питание всех частей.

Стоит отметить, что в это описание включено все основное оборудование системного блока — остальные элементы, например, те же платы расширения или дополнительные вентиляторы, каждый пользователь уже устанавливает сам.

Было бы совершенно неуместно подключать предохранитель к системному блоку в виде источника бесперебойного питания, или ИБП. Главное его достоинство в том, что он позволит выиграть несколько минут работы компьютера в случае пропадания питания из розетки — за это время можно сохранить результат работы и безопасно выключить компьютер.

Исходя из этого перечня компонентов, можно сделать вывод, что все части системного блока имеют разное назначение, но самое главное, что без них персональный компьютер не может нормально функционировать.

Также важно понимать, что системное устройство не является устройством ввода или вывода: их роль выполняют внешние устройства (или периферия) — это, например, клавиатура или мышь для ввода и экран для вывода.

Вопрос: «Есть ли в системном блоке флеш-память, плоттер, трекбол, сканер?»

Ответ: нет, потому что:

Флэш-память — это фактически карта флэш-памяти, содержимое которой легко считывается через картридер — устройство, которое только размещается в системном блоке;
Плоттер — это специальный принтер для печати на бумаге формата А1 или А0. Из-за своих размеров не может вместиться в системный блок;
Трекбол является устройством ввода, и, находясь внутри системного блока, пользователь не сможет отдавать команды компьютеру;
Сканер — это внешнее устройство, подключаемое к системному блоку.

Характеристики стационарного компьютера и ноутбука

Как я уже говорил ранее, каждый компьютер состоит из материнской платы, процессора и других компонентов, отличающихся друг от друга по выпуску и мощности.

Сейчас я дам рекомендации, как правильно выбрать ПК для работы или отдыха.

Стандартный домашний и офисный компьютер

В обязанности типичного офисного работника входит работа с почтой, документами и интернетом. Для этих целей нам не нужен очень мощный ПК. Хорошо подойдет компьютер на базе процессора Core i3 7-го или 8-го поколения.

Этот процессор имеет 4 ядра и отлично справится со всеми офисными задачами.

Оперативной памяти будет достаточно в размере 4 ГБ.
Жесткий диск можно установить от 500 до 1000 ГБ, также подойдет HDD формата SATA 3.0.
Дополнительную видеокарту купить нельзя — достаточно встроенной.
Блок питания подходит на 450-500 Вт.
Вы можете выбрать монитор, клавиатуру и мышь.

Производители также выпускают готовые фирменные решения для офиса и дома. Как правило, на таких компьютерах уже установлена операционная система Windows и пакет Microsoft Office, что позволит сэкономить на покупке программного обеспечения.

Что касается ноутбуков, то они уже идут в готовых конфигурациях. Вам остается только выбрать, на каком процессоре он работает, объем оперативной памяти и какая видеокарта в нем установлена. Для офисных задач подойдет ноутбук на базе процессора I3 и 4 ГБ оперативной памяти.

Монтажный или игровой компьютер

Чтобы собрать мощный монтажный или игровой ПК, нужна значительная сумма, так как чем круче комплектующие, тем они дороже. Как я уже писал ранее, для таких целей больше подходит настольный ПК.

Я рекомендую собрать компьютер на базе процессора Core i9 9900K. Имеет разблокированный множитель, что позволяет разгонять и увеличивать мощность. И не экономьте на охлаждении!

Этот процессор имеет 8 физических ядер и 8 виртуальных, что в сумме дает 16 потоков. Сегодня этой мощности достаточно для работы с монтажом и играми.

Материнскую плату необходимо выбирать формата ATX, желательно надежных производителей (Gigabyte, Asus).
Оперативную память лучше сразу покупать объемом 32 Гб.
Видеокарта для этой сборки является ключевой, так как мощность используется при работе с редактированием и играми.
На сегодняшний день топовой моделью считается Nvidia GeForce RTX 2080Ti.
Жесткий диск для этого устройства должен быть установлен скоростной M2. Кроме того, вы можете установить очень большой жесткий диск для хранения данных.
Основой такой сборки является блок питания. Если вы решили купить хорошую видеокарту, вам нужен БП мощностью от 800 Вт. В идеале 1000 Вт и больше — главное, отличное качество.
Собирать все это нужно в корпусе Full Tower для хорошей вентиляции и охлаждения.
Вы можете выбрать монитор, мышь и клавиатуру в соответствии с вашими предпочтениями. Но экономить на этом не стоит, чтобы ощутить всю мощь этого ПК.

На рынке также есть профессиональные фирменные графические накопители. В них могут быть установлены серверные процессоры (от двух и более), несколько профессиональных видеокарт и несколько сотен гигабайт оперативной памяти. На таких станциях работают профессиональные редакторы для студий. Ну и конечно цена такой станции просто заоблачная.

Портативные игры покупать не рекомендую — на мой взгляд, это не целесообразно. Но если вы все же решились, присмотритесь к линейке процессоров Intel Core i9.

Как узнать комплектующие компьютера

Вы можете узнать, из чего сделан компьютер, даже не разбирая его. Для этого достаточно воспользоваться инструментами операционной системы или специальными программами.

Средствами системы Windows

Чтобы узнать серию процессора и объем оперативной памяти, щелкните правой кнопкой мыши значок «Этот компьютер» и выберите «Свойства».

Чтобы узнать размер и количество жестких дисков, откройте «Этот компьютер».

Чтобы увидеть видеокарту, в меню «Пуск» введите команду dxdiag и нажмите Enter.

В открывшейся программе перейдите в раздел «Экран». Там вы увидите модель и объем видеопамяти.

При помощи специальных программ

Aida64 — это инструмент для идентификации и тестирования компонентов ПК. Скачать его можно с официального сайта: aida64.com/downloads.

Программа платная, но дает возможность использовать ее бесплатно в течение 30 дней для ознакомления.

Системная плата. В этой категории отображается информация о материнской плате, памяти и процессоре.

Показывать. Он содержит информацию о вашей видеокарте и мониторе.

Также можно посмотреть температуру компонентов в разделе «Компьютер» — «Датчики».

Для диагностики ПК можно запустить «Тест стабильности системы». Но будьте осторожны: если один из компонентов вашего компьютера работает нестабильно, такая проверка может его доделать.

Cpu Z — бесплатная программа, отображающая подробную информацию о процессоре. Также через него можно узнать материнскую плату, оперативную память и видеокарту. Чтобы скачать программу, перейдите на сайт: cpuid.com/downloads.

ЦП – Отображает информацию о процессоре.
Материнская плата — материнская плата.
Память — ОЗУ.
Графика — видеокарта.

Вкладка «Бенч» проверит и сравнит мощность вашего процессора с одной из последних моделей.

Gpu Z — бесплатная программа, отображающая подробную информацию о видеокарте. Скачать его можно по ссылке: techpowerup.com/download.

Во вкладке «Видеокарта» программа отобразит подробную информацию о видеокарте.

Во вкладке «Датчики» — его нагрузка и температура.

Crystal DiscInfo — бесплатная программа. Отображает информацию о состоянии жестких дисков. Вы можете скачать его с crystalmark.info.

При запуске утилита сразу указывает на проблемы с диском. Если проблем нет, программа скажет, что все в порядке.

Мы рассмотрели основные программы, которые будут отображать всю необходимую информацию о ПК. Единственное, модель и ток штатного блока питания надо смотреть вручную при открытой крышке. На топовых БП есть специальные датчики, которые показывают модель и потребление с помощью специального встроенного инструмента, идущего в комплекте.

Корпус

Все компоненты установлены в корпусе, который выступает одновременно и защитной оболочкой, и «шасси», к которому крепятся детали. Чаще всего современные сумки изготавливаются из металла и пластика, а в последнее время стали набирать популярность чехлы со стеклянными боковыми панелями.

Для того, чтобы системный блок получал холодный воздух и имел возможность выдувать теплый, корпус оборудован «секциями» для вентиляторов – чаще всего вентиляторами оборудованы передняя и задняя стенки, но есть модели, где место для вентиляторов расположен на верхней крышке.

Длительная работа внутренних устройств без применения ремонта во многом зависит от правильной организации охлаждения.

Корпуса можно разделить как по размеру, так и по ряду внутренних признаков: расположению блока питания — сверху или снизу — или количеству слотов для винчестеров или дисководов, и так далее до сих пор популярны следующие три размера:

Тип корпуса	Описание
Полноразмерная башня (ATX)	Самый большой из представленных типов жилья. Имеет большое количество слотов для флоппи-дисководов, винчестеров и SSD, можно разместить полноразмерную материнскую плату ATX. Хороший выбор для мощных компьютеров, использующих большое количество различных компонентов.
Средняя башня (MicroATX)	Корпус среднего размера, имеет меньше разъемов, позволяет установить материнскую плату MicroATX. Отлично подходит для домашних и офисных ПК
Маленький форм-фактор (мини-ITX)	Самый маленький из представленных типов жилья. Из-за своего небольшого размера он может не иметь слота для флоппи-дисковода и требует очень маленького блока питания. Можно установить только плату Mini-ITX. Лучше всего он будет смотреться в инсталляциях для офисной работы или домашнего кинотеатра.

Материнская плата

Ключевой деталью, определяющей, как будет работать компьютер, является материнская плата, которую часто называют «материнской платой» или даже «матерью». Без него другие компоненты совершенно бесполезны — в системном блоке проводником выступает материнская плата.

Он расположен в системном блоке параллельно крышке, так как чаще всего является самой крупной деталью в компьютере, к которой потом подключаются остальные. Различий между материнскими платами большое количество — от производителя до количества слотов оперативной памяти, но наиболее важными считаются процессорное гнездо и форм-фактор платы.

Сокет — это имя сокета для установки процессора (или центрального процессора). Если вы разделите материнские платы в зависимости от марки ЦП, то заметите, что различаются только два типа — для процессоров от AMD и Intel. Разделение обусловлено различиями в способе установки — у AMD контакты расположены на самом процессоре, в отличие от Intel, у которого контакты расположены на самом сокете.

Форм-фактор платы — это размеры и количество контактов для разных устройств. По-прежнему наибольшим спросом пользуются форм-факторы ATX, Micro-ATX и Mini-ITX, которые существенно различаются как по размерам и оснащению, так и по назначению:

Фактор формы	Описание
АТХ	Самый большой из представленных форм-факторов, размер платы 30,5/24,4 сантиметра. Большая площадь позволяет разместить на плате множество разъемов разного типа — для оперативной памяти, карт расширения, накопителей. Хорошо подходит для домашних ПК.
Micro-ATX	Чуть меньше предыдущего форм-фактора — 24,4/24,4 сантиметра. Малое количество контактов компенсируется малыми габаритами. Хорошо подходит для тех, кому нужен компактный ПК.
Мини-ITX	Самый маленький из представленных форм-факторов — 17/17 сантиметров. Обычно они имеют минимум контактов, без которых невозможно обеспечить нормальную работу системы. На это стоит обратить внимание при сборке мультимедийного ПК.

Также стоит отметить, что «материнские платы» всегда оснащены чипсетом — это что-то вроде микрокомпьютера, управляющего всей системой. Именно он играет роль проводника в системном блоке.

Если однажды вы обнаружите, что время на вашем компьютере отображается неправильно, то одной из возможных проблем может быть севший аккумулятор, т н. «планшет». Заменить его достаточно просто, так как он расположен на основной плате (это легко увидеть на картинке выше). Эта батарейка необходима материнской плате для хранения данных конфигурации системы, а также обеспечения работы системного таймера.

Если учитывать производителей, то основными производителями на рынке на данный момент являются ASUS, MSI, Gigabyte и ASRock. Было бы справедливо разделить комплектующие по качеству, но стоит отметить, что модельный ряд каждой из компаний напрямую сопоставим с конкурирующими линейками – как по стоимости, так и по качеству.

Процессор

Процессор (CPU) — часть компьютера, отвечающая за выполнение вычислений, необходимых для работы любой программы, игры или самого компьютера. В системном блоке процессор размещен в специальном гнезде материнской платы и спрятан под системой охлаждения. Двумя наиболее важными производителями процессоров, как упоминалось ранее, являются Intel и AMD.

Одной из определяющих характеристик процессора является количество ядер и тактовая частота.

Ядро процессора — это конкретная вычислительная единица, способная выполнять любую задачу. Чем больше ядер у процессора, тем больше программ он может выполнять одновременно. Также существует понятие потоков — набор инструкций, которые процессор выполняет, когда получает запрос на их выполнение.

Чем больше потоков, тем больше команд он может выполнять — ситуация такая же, как и с ядрами, но между ними есть разница: ядро реализовано в железе (в процессоре), а поток создается компьютером сам.

Тактовая частота — это количество операций, выполняемых процессором в секунду. Чем выше скорость выполнения этих команд, тем производительнее будет вся система. Тактовая частота процессора измеряется в гигагерцах в секунду (ГГц/с).

Охлаждение процессора

Из-за того, что ЦП выполняет множество операций, он нагревается, и для того, чтобы температура не поднималась до критических значений, вместе с процессором должна быть установлена система охлаждения. Он установлен прямо на крышке процессора.

Такие системы часто называют кулерами (coolers — «кулеры» с англ.), и выглядят они как «радиатор + вентилятор». Принцип работы кулера заключается в том, что радиатор отводит тепло, а вентилятор его распространяет. Существуют также системы жидкостного охлаждения и пассивного типа (всего один радиатор).

Также важно отметить, что любая система охлаждения требует нанесения на корпус процессора слоя термопасты — это необходимо для более эффективного охлаждения процессора.

Оперативная память

Оперативная память, или ОЗУ, представляет собой быстродействующую временную память, в которую загружаются данные различных программ, с которыми работает система. То есть при запуске программы система выгружает все необходимые для работы данные в оперативную память, а при выключении программы система сама удаляет оттуда ненужные данные.

Как и процессор, оперативная память имеет частоту, и чем она выше, тем быстрее данные передаются на обработку. Что касается объема оперативной памяти, то рекомендуемый объем на данный момент составляет 8 ГБ, но возможно и больше, если будет работа с несколькими программами одновременно.

Накопители

Абсолютно всем компьютерам нужна долговременная память, где можно хранить всю информацию. Для этого были придуманы накопители, которых бывает сразу два вида: HDD — жесткий диск — и SSD — твердотельный накопитель.

Отличаются они тем, что у них разная скорость записи и чтения, а SSD в несколько раз быстрее HDD. При этом оба типа устанавливаются внутрь системного блока и требуют подключения к материнской плате. Что касается объема памяти, то преимущество на данный момент у винчестеров — некоторые модели могут хранить до 10-12 терабайт данных.

WD, Toshiba и Seagate по-прежнему являются крупнейшими производителями жестких дисков на рынке. Нишу SSD-накопителей, в свою очередь, занимают Samsung, Gigabyte, Kingston и WD.

Хорошим решением будет поставить в компьютер и SSD, и HDD: установить на SSD важные программы и операционную систему, а HDD использовать для личных файлов или программ, к которым редко обращаются.

Компоненты системного блока

Вот мы и рассмотрели все основные компоненты системного блока. Теперь посмотрим, как может меняться внутреннее устройство компьютера на примере менее дорогой альтернативы ПК.

Встроенные компоненты

Дело в том, что некоторые компоненты могут быть выполнены не в виде плат расширения, а встроены (интегрированы) в материнскую плату или ЦП.

В этом случае на материнскую плату устанавливаются дополнительные микросхемы, выполняющие функции сетевого и аудиоадаптера. Видеоадаптер встроен (встроен) в основной чип на основной плате.

При этом на материнской плате остались слоты расширения (номер 4) для установки более функциональных компонентов (если встроенные вас по каким-то причинам не устраивают).

Компоненты ноутбуков

В принципе можно будет создать отдельный урок по внутреннему устройству ноутбуков и нетбуков. Но на самом деле там те же компоненты, что и в настольном компьютере, только эти компоненты меньше и крепятся по-другому.

Производительность компьютера

Каждый из компонентов, перечисленных в этом ИТ-учебнике, выполняет свою задачу, но, наверное, интересно узнать, какие компоненты больше всего влияют на скорость работы вашего компьютера?

Поскольку большую часть вычислений выполняет центральный процессор, он больше всего влияет на производительность компьютера.

Оперативная память необходима процессору для предоставления данных и программ для выполнения вычислений. Поэтому объем памяти также существенно влияет на производительность всего компьютера.

Если вам нужен компьютер для игр или работы с трехмерной графикой, большое значение имеет скорость видеоадаптера.

Но если компьютер привык работать в Интернете, а также с текстовыми документами, фотографиями, просмотром фильмов и прослушиванием музыки, можно обойтись самым медленным (но современным) видеоадаптером, в том числе встроенным в материнскую плату или процессор.

﻿﻿Устройство системного блока персонального компьютера