Что связывает все элементы компьютера в единое целое

Обновлено: 21.11.2024

Компьютер — это удивительно полезная универсальная технология, до такой степени, что теперь камеры, телефоны, термостаты и многое другое превратились в маленькие компьютеры. В этом разделе будут представлены основные части и темы работы компьютерного оборудования. «Оборудование» — это физические части компьютера, а «программное обеспечение» — код, работающий на компьютере.

Чипы и транзисторы

Транзистор — жизненно важный электронный блок.
—Транзисторы являются «твердотельными» — в них нет движущихся частей.
— Одно из самых важных изобретений в истории.
— «Переключатель», который мы можем включить. /выключено электрическим сигналом
Кремниевый чип – кусочек кремния размером с ноготь.
Микроскопические транзисторы выгравированы на кремниевых чипах
Чипы могут содержать миллиарды транзисторов.
Чипсы упакованы в пластик с металлическими ножками.
напр. Микросхемы ЦП, микросхемы памяти, флэш-чипы
Силикон (металлоид) и силикон (мягкое вещество на кухонной утвари)

Вот кремниевый чип в пластиковой упаковке. Я вытащил это из кучи электронных отходов в здании Stanford CS, так что, наверное, оно старое. Это небольшой чип с несколькими «контактами» электрического соединения. Позже мы увидим более крупный чип с сотнями контактов.

Внутри пластиковой упаковки находится кремниевый чип размером с ноготь с выгравированными на его поверхности транзисторами и другими компонентами. Крошечные провода соединяют чип с внешним миром. (лицензия CC, атрибуция на шареалке 3. пользователь википедии Zephyris)

В современных компьютерах используются крошечные электронные компоненты, которые можно выгравировать на поверхности кремниевого чипа. (См.: чип из Википедии) Обратите внимание, что кремний (микросхемы, солнечные панели) и силикон (мягкий резиновый материал) — это разные вещи!

Самым распространенным электронным компонентом является "транзистор", который работает как усилительный клапан для потока электронов. Транзистор является «твердотельным» устройством, то есть в нем нет движущихся частей. Это основной строительный блок, используемый для создания более сложных электронных компонентов. В частности, «бит» (ниже) можно построить с компоновкой из 5 транзисторов. Транзистор был изобретен в начале 1950-х годов, заменив вакуумную лампу. С тех пор транзисторы становились все меньше и меньше, что позволяло размещать все больше и больше их на кремниевом чипе.

Закон Мура

Транзисторы становятся в 2 раза меньше примерно каждые 2 года
– иногда указывается срок службы около 18 месяцев.
Может вместить в два раза больше транзисторов на чип
Из-за более совершенной технологии травления чипов
-Но современный завод по производству чипов стоит более 1 миллиарда долларов
Наблюдение против научного "закона"
2 эффекта:
а. чипы удваивают емкость каждые 2 года
-скорость не удваивается, емкость удваивается, что по-прежнему очень полезно
б. или при неизменной емкости чипы становятся меньше и дешевле каждые 2 года.
(б) вот почему компьютеры теперь используются в автомобилях, термостатах и поздравительных открытках.
Пример: емкость MP3-плеера 50 долларов США каждые 2 года: 2 ГБ, 4 ГБ, 8 ГБ, 16 ГБ.
Практическое правило: увеличение емкости в 8 раз каждые 6 лет.
В 8 раз за 6 лет емкость вашего телефона может увеличиться в 8 раз
Вероятно, закон Мура не будет действовать вечно

Закон Мура (Гордон Мур, соучредитель Intel) гласит, что плотность транзисторов на микросхеме удваивается примерно каждые 2 года (иногда указывается каждые 18 месяцев). Увеличение связано с улучшением технологии производства чипов. Это не научный закон, а просто общее предсказание, которое, кажется, продолжает работать. В более широком смысле он отражает идею о том, что на доллар компьютерные технологии (не только транзисторы) с течением времени становятся лучше в геометрической прогрессии. Это совершенно ясно, если вы посмотрите на стоимость или возможности компьютеров/камер и т. д., которые у вас есть. Закон Мура приводит к появлению более мощных компьютеров (сравните возможности iPhone 7 и оригинального iPhone), а также к более дешевым компьютерам (компьютеры с меньшими возможностями появляются повсюду, например, в термостатах и автомобилях).

Компьютеры в жизни: системы управления

Система управления: реагирует на внешнее состояние
напр. автомобильный двигатель: изменяйте топливную смесь в зависимости от температуры
напр. сработала подушка безопасности при больших перегрузках от столкновения
Чипы — отличный и дешевый способ создания систем управления.
Докомпьютерные системы управления работали не так хорошо
Одна из причин, почему сегодня автомобили работают намного лучше

Система управления / Демонстрация фонарика Мура

У фонарика Maglite XL200 есть фишка
Пример системы управления
Закон Мура делает возможным такое применение чипа
Фонарик преобразует угловое положение в яркость.(1 клик)
Также есть угол для режима скорости моргания. (2 клика)

Компьютерное оборудование — ЦП, ОЗУ и постоянное хранилище

Теперь давайте поговорим о трех основных компонентах, из которых состоит компьютер: ЦП, ОЗУ и постоянном хранилище. Эти три компонента есть на всех компьютерах: ноутбуках, смартфонах и планшетах.

1. ЦП

ЦП – центральный процессор
Действует как мозг: следует инструкциям в коде.
"общее" — изображения, работа в сети, математика... все на ЦП
Выполняет вычисления, например. добавить два числа
по сравнению с ОЗУ и постоянное хранилище, в которых только хранятся данные
"гигагерц" = 1 миллиард операций в секунду
ЦП с частотой 2 ГГц выполняет 2 миллиарда операций в секунду.

ЦП — центральный процессор — неизбежно называют "мозгом" компьютера. ЦП выполняет активный «запуск» кода, манипулируя данными, в то время как другие компоненты играют более пассивную роль, например, хранят данные. Когда мы говорим, что компьютер может «складывать два числа миллиард раз в секунду»… это процессор. Когда вы нажимаете кнопку «Выполнить», ЦП в конечном итоге «запускает» ваш код. Позже мы дополним картину того, как ваш код Javascript выполняется процессором.

Кроме того: "ядра" процессора

Современные чипы ЦП имеют несколько ядер.
Каждое ядро является полунезависимым процессором.
Ключ: 4 ядра не в 4 раза быстрее, чем 1 ядро.
т.е. 4 машины не доставят вас туда быстрее, чем 1 машина
Убывающая отдача
Более 4 ядер часто бесполезны

Примеры ЦП

напр. Кнопка "Выполнить" — "распечатать информацию", посчитать.
напр. Отправить текстовое сообщение — отформатировать байты, отправить байты, проверить, что они были отправлены

Вариант CPU: GPU — графический процессор

Подобен процессору, но предназначен для обработки изображений.
Компьютерные игры активно используют GPU
Современные ЦП в большинстве случаев достаточно быстры, больше энергии уходит на ГП.

2. ОЗУ

ОЗУ – оперативное запоминающее устройство
Действует как доска.
Временное рабочее хранилище, байты
ОЗУ хранит как код, так и данные (временно)
напр. открыть изображение в Photoshop
- данные изображения загружаются в байты оперативной памяти
напр. добавление 2 к числу в калькуляторе
- управление байтами в оперативной памяти
"постоянная"
-ОЗУ не является постоянной. Состояние исчезает при выключении питания
-e.g. Вы работаете над документом, затем отключается электричество, и вы теряете свою работу (вместо "Сохранить")

ОЗУ — оперативное запоминающее устройство или просто «память». Оперативная память — это оперативная память, которую компьютер использует для хранения кода и данных, которые активно используются. ОЗУ фактически является областью хранения байтов под управлением ЦП. Оперативная память относительно быстра и способна извлекать значение любого конкретного байта за несколько наносекунд (1 наносекунда составляет 1 миллиардную долю секунды). Другая важная особенность ОЗУ заключается в том, что оно сохраняет свое состояние только до тех пор, пока на него подается питание — ОЗУ не является «постоянным» хранилищем.

Предположим, вы работаете на своем компьютере, и он внезапно теряет питание, и экран гаснет. Вы понимаете, что то, над чем вы работали, пропало. Оперативная память была очищена, осталось только то, что вы в последний раз сохранили на диск (ниже).

Примеры оперативной памяти

В вашем браузере открыто много вкладок
– данные для каждой вкладки находятся в оперативной памяти
Выполняется программа
- код программы находится в оперативной памяти
Программа манипулирует большим изображением
- данные изображения находятся в оперативной памяти
напр. у вас может закончиться оперативная память — вы не сможете открыть новую вкладку или программу, потому что вся оперативная память занята
Кроме того, теперь телефоны имеют от 2 до 4 ГБ ОЗУ . достаточно для большинства целей

3. Постоянное хранилище: жесткий диск, флэш-накопитель

Постоянное хранение байтов
"Постоянный" означает сохранение, даже если питание отключено.
напр. Жесткий диск — хранит байты в виде магнитного узора на вращающемся диске.
— он же «жесткий диск».
— Высокий звук вращения, который вы, возможно, слышали.
Жесткие диски долгое время были основной технологией постоянного хранения данных.
НО сейчас Flash становится все более популярным.

Видео о том, как работает жесткий диск (Webm — открытый стандартный видеоформат, работает в Firefox и Chrome). 4:30 в видео, чтобы увидеть чтение/запись битов.

Постоянное хранилище, новая технология: флэш-память

"Flash" – это транзисторная технология постоянного хранения данных.
"твердое состояние" – отсутствие движущихся частей. -aka "SSD": твердотельный накопитель
Флэш-память лучше жесткого диска во всех отношениях, но стоит дешевле: быстрее, надежнее, потребляет меньше энергии.
Флэш дороже в пересчете на байт.
Форматы: USB-ключ, SD-карта в камере, флэш-память, встроенная в телефон, планшет или компьютер.
Раньше флэш-память была очень дорогой, поэтому в большинстве компьютеров использовались жесткие диски.
Flash дешевеет (закон Мура)
Однако в пересчете на байт жесткие диски по-прежнему значительно дешевле.
Не путать с проприетарным мультимедийным форматом Adobe Flash.
Предупреждение: флэш-память не сохраняется вечно. Он может не хранить биты за последние 10 или 20 лет. Никто точно не знает

Постоянное хранилище — долговременное хранилище байтов в виде файлов и папок. Постоянный означает, что байты сохраняются даже при отключении питания. Ноутбук может использовать вращающийся жесткий диск (также известный как «жесткий диск») для постоянного хранения файлов. Или он может использовать «флэш-накопитель», также известный как твердотельный диск (SSD), для хранения байтов на флэш-чипах. Жесткий диск считывает и записывает магнитные узоры на вращающемся металлическом диске для хранения байтов, в то время как флэш-память является «твердотельной»: никаких движущихся частей, только кремниевые чипы с крошечными группами электронов для хранения байтов. В любом случае хранилище является постоянным, т. е. сохраняет свое состояние даже при отключении питания.

Флэш-накопитель работает быстрее и потребляет меньше энергии, чем жесткий диск. Однако в пересчете на байт флэш-память значительно дороже, чем хранилище на жестком диске. Flash дешевеет, поэтому может занять нишу за счет жестких дисков. Флэш-память намного медленнее, чем оперативная память, поэтому она не является хорошей заменой оперативной памяти. Обратите внимание, что Adobe Flash — это несвязанное понятие; это проприетарный медиаформат.

Флэш-память — это то, что лежит в основе USB-накопителей, SD-карт для использования в камерах или встроенной памяти в планшете или телефоне.

Файловая система

Как организованы байты в постоянном хранилище?
напр. Байты на флешке?
"Файловая система" – организация байтов постоянного хранилища, файлов и папок.
"Файл" — имя, дескриптор блока байтов.
напр. "flowers.jpg" означает 48 КБ данных изображения.

Жесткий диск или флэш-накопитель обеспечивает постоянное хранение в виде плоской области байтов без особой структуры. Обычно жесткий диск или флэш-диск отформатированы с использованием «файловой системы», которая организует байты в знакомый шаблон файлов и каталогов, где каждый файл и каталог имеют несколько полезное имя, например «resume.txt». Когда вы подключаете диск к компьютеру, компьютер представляет файловую систему диска пользователю, позволяя ему открывать файлы, перемещать файлы и т. д.

По сути, каждый файл в файловой системе относится к блоку байтов, поэтому имя «flowers.jpg» относится к блоку 48 КБ байтов, которые являются данными этого изображения. Фактически файловая система дает пользователю имя (и, возможно, значок) для блока байтов данных и позволяет пользователю выполнять операции с этими данными, например перемещать их, копировать или открывать с помощью программы. Файловая система также отслеживает информацию о байтах: их количество, время последнего изменения.

Microsoft использует проприетарную файловую систему NTFS, а Mac OS X имеет собственный эквивалент HFS+ от Apple. Многие устройства (камеры, MP3-плееры) используют на своих флеш-картах очень старую файловую систему Microsoft FAT32. FAT32 — старая и примитивная файловая система, но она хороша там, где важна широкая поддержка.

Примеры постоянного хранилища

Это легко понять, так как вы использовали файлы и файловые системы.
напр. 100 отдельных видеофайлов по 1 ГБ. Требуется 100 ГБ дискового пространства.

Изображения оборудования

Ниже представлены изображения недорогих компьютеров Shuttle с процессором 1,8 ГГц, 512 МБ ОЗУ и жестким диском на 160 ГБ. Примерно в 2008 году он стоил около 200 долларов США. Он сломался и стал классным примером.

Материнская плата
Металлический пакет ЦП, удерживаемый рычагом
Медный радиатор

Чип процессора в металлическом корпусе
Радиатор удален.
Низ упаковки... много соединений (маленькие провода)

Если перевернуть ЦП, видны маленькие позолоченные накладки в нижней части ЦП. Каждая контактная площадка соединена очень тонким проводом с точкой на кремниевом чипе.

Вот изображение другого чипа, но без верхней упаковки. Вы видите кремниевый чип размером с мизинец в центре с выгравированными на нем крошечными деталями транзистора. На краю чипа видны очень тонкие провода, соединяющие части чипа с внешними контактными площадками (лицензия CC, атрибуция 3. пользователь википедии Zephyris)

Карта оперативной памяти
Подключается к материнской плате
Карта на 512 МБ (4 чипа)

Оперативная память состоит из нескольких микросхем, объединенных в небольшую плату, известную как DIMM, которая вставляется в материнскую плату (модуль памяти с двумя встроенными разъемами).Здесь мы видим модуль RAM DIMM, извлеченный из разъема материнской платы. Это модуль DIMM емкостью 512 МБ, состоящий из 4 микросхем. Несколькими годами ранее этот модуль DIMM мог потребовать 8 микросхем для хранения 512 МБ. Закон Мура в действии.

Жесткий диск объемом 160 ГБ (постоянное хранилище)
т.е. постоянный
Подключается к материнской плате стандартным кабелем SATA.

Флэш-накопитель (другой тип постоянного хранилища)
т.е. постоянный
Содержит флэш-чип, твердотельный.
SD-карта, аналогичная идея

Здесь он разобран, показывая флэш-чип, который фактически хранит байты. Этот чип может хранить около 1 миллиарда бит... сколько это байтов? (A: 8 бит на байт, то есть около 125 МБ)

Вот "SD-карта", которая обеспечивает хранение в камере. Он очень похож на флешку, только другой формы.

В вашем малом бизнесе может не хватить ресурсов, чтобы иметь штатного сотрудника службы технической поддержки. Это может сделать вас службой технической поддержки по умолчанию, но не волнуйтесь — узнать, что внутри компьютера, не так уж сложно. Компьютеры похожи на любую машину: ряд движущихся частей, соединенных вместе для выполнения задачи. Компоненты, соединяющие центральный процессор (ЦП) с остальным оборудованием, называются материнской платой, кабелями питания и информационными кабелями.

Материнская плата

Мозг вашего компьютера — это центральный процессор: именно здесь происходит все программирование и вычисления. Но его нервная система — это материнская плата, которая использует схемы для соединения ЦП с другими частями оборудования, включая память, жесткий диск, привод CD/DVD и все ваши периферийные устройства. Материнская плата представляет собой сложный технологический элемент с тысячами цепей для управления передачей информации и электричества между другими составными частями. Большинство материнских плат зеленые, плоские и занимают всю основу компьютера.

Кабели питания

Как ноутбуки, так и настольные компьютеры имеют кабели питания как внутри, так и снаружи. В повседневном использовании вы столкнетесь только с внешним кабелем питания, который входит в часть компьютера, называемую блоком питания. Блок питания подает питание на материнскую плату, которая, в свою очередь, питает процессор. Разъемы питания также идут от материнской платы к жесткому диску и оптическим приводам. На портативном компьютере к дисплею подключается дополнительный кабель питания.

Информационные кабели

Компьютер ничто, если он не может передавать информацию между ЦП и остальным оборудованием. Опять же, материнская плата играет здесь важную роль, но фактическая передача данных происходит по информационным кабелям, называемым кабелями IDE. Они соединяют дисководы — жесткий диск и дисковод CD/DVD — с материнской платой, которая взаимодействует с ЦП по встроенному информационному каналу, называемому шиной.

Работа внутри компьютера

Если ваш компьютер или любой компьютер в вашем офисе перестал работать должным образом, и если вы определили проблему как проблему с оборудованием, вам может потребоваться поработать внутри компьютера, чтобы убедиться, что все правильно подключено к материнской плате. Отсоедините шнур питания от задней панели компьютера, нажмите и удерживайте кнопку питания в течение нескольких секунд, чтобы выпустить электричество из цепей. Затем откройте корпус компьютера и найдите кабели питания и серые информационные кабели. Поднимите каждый из них с материнской платы, а затем поместите их на место, где вы их нашли, сильно нажимая, чтобы убедиться, что они подключены правильно. В случае с портативным компьютером рассмотрите возможность возврата компьютера в магазин, в котором вы его купили, поскольку для работы внутри ноутбука требуется большая ловкость рук и очень маленькие отвертки.

Эндрю Ааронс живет в Канаде и профессионально пишет с 2003 года. Он получил степень бакалавра английской литературы в Оттавском университете, где работал писателем и редактором университетской газеты. Ааронс также является сертифицированным специалистом по компьютерной поддержке.

На этом изображении показаны основные компоненты компьютерной системы.

Есть три основных компонента компьютерной системы:

оборудование
программное обеспечение
человеческое оборудование

Несмотря на то, что компоненты аппаратного обеспечения и программного обеспечения сосуществуют, чтобы составить фактический компьютер, компонент человеческого оборудования добавляет человеческое лицо, чтобы обеспечить полный компьютер в функциональное и продуктивное существование. При отдельной установке каждый из них может быть полезен в определенной степени, но не может полностью раскрыть вычислительный потенциал. Аппаратное и программное обеспечение нуждается в человеческом факторе, чтобы обеспечить возможность ввода и подключения.

1. Компьютерное оборудование

Это компоненты компьютерной системы, до которых можно дотронуться рукой. Примеры:

Показать монитор
Клавиатура
Мышь
Материнская плата
Модули памяти
Диск

Эти компоненты размещаются в системном блоке ноутбука или настольного компьютера. Однако для настольного компьютера клавиатура и мышь подключаются и используются снаружи.

Типичная установка компонентов компьютерного оборудования включает монитор, компьютер, клавиатуру и мышь.

Самой важной частью оборудования является микропроцессорная микросхема, широко известная как центральный процессор (ЦП).

В новых компактных портативных компьютерах традиционный ЦП и графический процессор (GPU) объединены в так называемый блок ускоренной обработки (APU). Эти чипы обычно крепятся к материнской плате этих ноутбуков.

ЦП и APU несут ответственность за все арифметические и графические операции.

ЦП AMD является примером микропроцессора и, как показано выше, подключается к материнской плате.

Не менее важным компонентом является дисковод. Здесь хранятся компьютерные данные. Она классифицируется как вторичная память.

Вы можете выбрать один из двух популярных типов дисководов.

Жесткий диск. Этот накопитель имеет механическую конструкцию и хранит данные на магнитных и металлических пластинах. Его данные считываются с помощью магнитных головок чтения/записи, что делает его зависимым от бесперебойного источника питания. Внезапное отключение питания может привести к потере данных или отказу диска. Его необходимо использовать правильно для обеспечения целостности данных и длительного срока службы.

Топ-8 лучших бесплатных приложений для аудиокниг, которыми должен пользоваться каждый

8 лучших альтернатив Adobe Photoshop (бесплатных и платных)

8 лучших альтернатив LastPass, которые стоит попробовать

Твердотельный диск: этот новый тип диска хранит данные на микросхемах флэш-памяти и менее подвержен неустойчивому поведению. Это быстрее и надежнее даже в случае внезапного отключения электроэнергии.

Иллюстрация различных аппаратных компонентов внутри системного блока.

Еще одной важной частью системы является материнская плата. Он обеспечивает связь и прямое подключение к устройствам на компьютере.

Образец материнской платы Acer.

Подключение к материнской плате может быть внутренним или внешним.

К внутренним устройствам, которые подключаются к материнской плате, относятся:

Микропроцессор (ЦП).
Диск.
Оперативная память (модули памяти).
Блок питания (БП).

К внешним периферийным устройствам, подключаемым к материнской плате, относятся:

Контролировать.
Клавиатура.
Мышь.
Принтер.

Выше показан компьютер Apple iMac, пример одноблочного компьютерного набора. Он содержит системный блок и монитор, объединенные вместе.

В отличие от настольных компьютеров и одноблочных компьютеров, в которых мышь и клавиатура используются как отдельные устройства, в портативном компьютере они объединены.

2. Компьютерное программное обеспечение

Под программным компонентом понимаются инструкции, программы, данные и протоколы, работающие поверх аппаратного обеспечения. Он также временно и постоянно сохраняется на первичном и вторичном аппаратных носителях. Микросхема оперативной памяти является примером основного оборудования, а жесткий диск — примером вторичного оборудования.

Иллюстрация программного компонента, работающего на компьютере

Программное обеспечение можно разделить на системное, прикладное, вредоносное и программное.

Системное программное обеспечение

Система управляет другим программным обеспечением и устройствами внутри компьютера. Наиболее ярким примером системного программного обеспечения является операционная система (ОС).

В типичном случае операционная система похожа на материнскую плату для программного обеспечения. Это первое, что устанавливается, а затем приложения и другое программное обеспечение. К трем популярным операционным системам для традиционных компьютеров относятся Windows, Mac OS X и Linux.

К популярным мобильным операционным системам относятся ОС Android, ОС iPhone, ОС Windows Phone и ОС Firefox.

Прикладное программное обеспечение

Это предназначено для того, чтобы конечные пользователи выполняли специализированное задание для вывода полезной информации.

Примером может служить приложение для обработки текстов, используемое для составления писем или брошюр, например Microsoft Word.

Другие популярные примеры включают Adobe Photoshop, Corel Draw и AutoCAD.

Набор прикладного программного обеспечения объединен в пакет, известный как программный пакет. Типичный пакет включает программное обеспечение для обработки текстов, презентаций, графического дизайна и электронных таблиц.

Примеры включают Microsoft Office, OpenOffice и iWork.

Программное обеспечение написано на компьютерных языках, таких как Visual Basic, C и Java.

Программный компонент хранится на оптических носителях, дисках и в облачных хранилищах

Вредоносное ПО

Вредоносное ПО – это сокращение от вредоносное программноепрограммное обеспечение. Это общий термин, который относится к эксплуататорскому коду, разработанному преступниками и хакерами в черной шляпе для нарушения нормальной работы компьютера. . Атаки вредоносного ПО могут привести к потере данных и хакерскому доступу к личной информации.

Затронутые компьютеры также можно превратить в зомби и использовать для более масштабных преступных действий, таких как запуск атак типа "отказ в обслуживании" (DOS) и распространение спама.

Вредоносные сценарии доставляются на компьютер в виде вирусов, троянов, руткитов, клавиатурных шпионов, червей или через электронную почту и веб-сайты в виде рекламного ПО, шпионского ПО, программ-вымогателей и вредоносных программ.

Программное обеспечение

Это инструменты, используемые разработчиками для создания всех видов программного обеспечения, например ОС Windows и текстовых редакторов. Также называемые языками, они используются для написания исходных кодов, устранения ошибок, поддержки и создания нового программного обеспечения для компьютеров и написания вредоносных сценариев, таких как вирусы и трояны.

Популярными примерами языков высокого уровня являются Java, Javascript, BASIC, PHP, Visual Basic, Visual C++, Visual Basic, Python, Ruby, Perl, Java.

3. Человеческое оборудование

Компонент Humanware относится к человеку, который использует компьютер. Точнее говоря, производительность аппаратных и программных компонентов зависит от человека.

Как правило, программные пакеты и аппаратные части тщательно тестируются, чтобы убедиться, что они улучшают работу конечного пользователя и помогают создавать документы, музыкальные и видеозаписи, а также все формы необработанных и готовых данных.

Рассмотрение частей компьютера и их функций поможет вам понять все жизненно важные компоненты, из которых состоит компьютер.

Это отличное место для начала, если вы хотите начать изучать компьютеры. Это не только хорошая отправная точка, но и то, что полезно знать из любопытства.

Знать, что это за часть, хорошо, но мы объясним функции каждой части, что даст вам более четкое представление о них.

Части компьютера и их функции

Вот полный список всех распространенных компонентов компьютерного оборудования и часто используемых с ними периферийных устройств.

1. Корпус компьютера

Это та часть, которая содержит все внутренние компоненты, из которых состоит сам компьютер.

Обычно он разработан таким образом, чтобы максимально упростить установку материнской платы, проводки и дисков. Некоторые из них спроектированы так хорошо, что легко сделать так, чтобы все выглядело опрятно и презентабельно.

Корпуса бывают самых разных форм и размеров, чтобы вместить различные типы компьютерных компонентов и удовлетворить потребности потребителей.

Элементы дизайна могут варьироваться от простых до чрезвычайно сложных. Вы можете получить простой серый корпус или тот, у которого повсюду цветная подсветка, чтобы он выглядел эффектно.

Чехлы, как и большинство вещей, различаются по качеству. Вы можете сделать их из дешевых металлов или материалов хорошего качества, которые обеспечат вам прочную конструкцию.

Список размеров корпусов компьютеров (известных как форм-фактор):

Очень компактный форм-фактор: поддерживает материнские платы Mini ITX.
Малый форм-фактор: поддерживает материнские платы micro ATX.
Стандартный форм-фактор: поддерживает стандартные материнские платы ATX.
Большие форм-факторы: поддержка материнских плат ATX и XL-ATX.

2. Материнская плата

Материнская плата — это основная плата, которая привинчивается непосредственно внутрь корпуса компьютера. Все остальные карты и все остальное подключается непосредственно к материнской плате, отсюда и название.

К нему подключаются ЦП, ОЗУ, диски, блок питания и многое другое.

Его функция заключается в интеграции всех компонентов, чтобы они могли взаимодействовать и работать вместе.

Хорошая материнская плата предлагает широкий спектр возможностей подключения. Он также имеет наименьшее количество возможных узких мест. Это позволяет всем компонентам работать эффективно и максимально раскрывать свой потенциал, как и было задумано.

Очевидно, что по мере уменьшения физического размера возможности подключения и функциональность начинают ограничиваться.

Материнские платы бывают следующих размеров:

< тд> 3,9 дюйма х 2,9 дюйма | 100 мм x 72 мм

Материнская плата	Размеры
Pico-ITX
Nano-ITX	4,7 дюйма x 4,7 дюйма \| 120 мм x 120 мм
Mini-ITX	6,7 дюйма x 6,7 дюйма \| 170 мм x 170 мм
Micro-ATX	9,6 дюйма x 9,6 дюйма \| 244 мм x 244 мм
Стандарт-ATX	12 дюймов x 9,6 дюймов \| 305 мм x 244 мм
XL-ATX	EVGA: 13,5 x 10,3 дюйма \| 343 мм x 262 мм Gigabyte: 13,58 x 10,31 дюйма \| 345 мм x 262 мм Micro-Star: 13,6 x 10,4 дюйма \| 345 мм x 264 мм

3. ЦП: центральный процессор

Процессор в основном подобен мозгу компьютера. Он обрабатывает всю информацию на вычислительном уровне.

Он берет информацию из оперативной памяти и обрабатывает ее для выполнения задач, требуемых от компьютера.

Обычно он устанавливается в гнездо, в котором используется рычаг или защелка с шарнирной пластиной с вырезом в центре, чтобы закрепить его на материнской плате.

Под ним есть много медных прокладок для контактов гнезда, которые прижимаются к ним, создавая электрический контакт.

Есть и другие способы подключения ЦП к материнской плате.

Вот несколько типичных примеров:

ZIF (Zero Insertion Force): хотя это более предпочтительный сокет, его чаще всего можно найти на материнских платах старых компьютеров. Рычажный механизм для зажима контактов процессора.
PGA (Pin Grid Array): это также сокет ZIF, но с другим шагом контактов и другим количеством контактов.
LGA (Land Grid Array): сегодня чаще встречается на материнских платах. Рычажная откидная пластина с вырезом в центре прижимает процессор.
BGA (Ball Grid Array): ЦП припаивается непосредственно к материнской плате. Это делает его частью, не заменяемой пользователем. Это связано с плохим подключением.

Процессор выделяет приличное количество тепла, особенно при работе под высокими нагрузками.

Он будет работать еще горячее, если установить более высокую тактовую частоту, чтобы он работал быстрее. Это называется разгоном.

Вот почему для отвода тепла от процессора и его распределения по тонким листам или металлическим ребрам требуется блок радиатора и вентилятора, чтобы вентилятор мог остыть.

Существует так много разных типов процессоров. Ведущими производителями компьютеров являются Intel, AMD и NVidia.

4. ОЗУ: оперативная память

ОЗУ — это устройство хранения данных, обеспечивающее быстрый доступ для чтения и записи. Оперативная память также энергозависима, что означает, что она теряет все сохраненные данные при отключении питания.

Оперативная память обеспечивает готовность данных для обработки ЦП. Скорость оперативной памяти сильно влияет на общую скорость компьютера.

Он подключается непосредственно к длинному разъему, контакты которого расположены по обеим сторонам разъема.

У него тоже есть тактовая частота, как и у процессора. Таким образом, его также можно разогнать, чтобы обеспечить более высокую производительность, превышающую предполагаемую спецификацию.

Некоторые модули оперативной памяти продаются с распределителем тепла. Это помогает рассеивать тепло от отдельных микросхем памяти, сохраняя их более прохладными.

Оперативная память эволюционировала, как и любой другой компонент. ОЗУ, используемое на материнской плате, часто использует память типа DDR (двойная скорость передачи данных) SDRAM (синхронная динамическая оперативная память).

Объем ОЗУ всегда указывается в степени 2, поэтому в некоторых примерах вы всегда будете видеть такие числа, как 16 ГБ, 32 ГБ или 64 ГБ ОЗУ.

5. Видеокарта

Видеокарта обрабатывает данные с материнской платы и отправляет соответствующую информацию на монитор для ее отображения.

Это можно сделать с помощью разъема HDMI, DisplayPort, DVI или VGA.

Графическая карта также может называться видеокартой или видеокартой.

Вся нагрузка по обработке видео ложится на основной процессор. Это значительно повышает производительность компьютера.

Из-за больших требований к производительности для игровой видеокарты вентиляторы почти само собой разумеющееся.

Видеокарта подключается к разъему PCI Express (Peripheral Component Interconnect Express) на материнской плате. Это слот последовательной шины расширения, обеспечивающий высокую пропускную способность в двух направлениях.

Графическая карта имеет GPU (графический процессор), который является основным компонентом, требующим охлаждения.

Графический процессор медленнее ЦП, но он предназначен для выполнения математических операций, необходимых для рендеринга видео.

Объем памяти на карте зависит от дизайна производителя.

Графические карты используют GDDR (Graphics Double Data Rate) SDRAM, которая специально разработана для оптимизации производительности графики.

GDDR поддерживает более высокую пропускную способность по сравнению с обычной оперативной памятью DDR.

6. Звуковая карта

В большинстве случаев звуковой чип, встроенный в материнскую плату, используется для вывода звука.

Но если вы любите звук или предпочитаете звук с более высокой детализацией во время игры, возможно, вам стоит использовать звуковую карту.

Звуковые карты подключаются к компьютеру несколькими способами. Это может быть через USB, слот PCI или слот PCI Express x 1.

Внешние ЦАП приобрели гораздо большую популярность и помогают воспроизводить более чистый и четкий звук.

Они подключаются с помощью кабеля ввода-вывода, например USB-кабеля, к вашему компьютеру или ноутбуку и обеспечивают линейный выход для ваших динамиков или наушников.

Чип обработки звука на карте выполняет всю обработку звука и обычно не является очень мощным процессором.

Звуковая карта может обеспечивать широкий спектр возможностей подключения к различному звуковому оборудованию.

Несколько примеров: оптический звук, 1/4-дюймовый разъем или разъемы RCA.

7. Жесткий диск

Жесткий диск есть в большинстве компьютеров. Обычно это механический диск, на котором хранятся все данные.

Помимо хранения данных, его также можно использовать в качестве загрузочного диска для запуска с него операционной системы.

Операционная система — это программа, позволяющая использовать компьютер, например Microsoft Windows. Самой большой уязвимостью механического привода является его физическая хрупкость.

Один неверный удар может разрушить весь диск. Механический жесткий диск содержит одну или несколько пластин, которые вращаются со скоростью от 5200 до 10 000 об/мин (оборотов в минуту).

Головки чтения и записи расположены на расстоянии всего около 0,002 (51 микром) дюйма от пластины.

Это дает вам представление о физических ограничениях относительно его хрупкой природы.

Небольшие области на тарелке могут быть расположены так, чтобы представлять 1 или 0. Их можно изменить с помощью приводной головки, чтобы изменить материал для представления правильного значения с помощью магнита.

Существуют различные категории жестких дисков, предназначенных для различных реальных приложений.

Некоторые примеры включают:

Общее использование для настольных компьютеров или ноутбуков.
Игры, оптимизированные для настольных компьютеров или ноутбуков.
Общее хранилище большой емкости.
NAS-устройства.
Серверы.
Запись видео.

8. SSD: твердотельный накопитель

Твердотельный накопитель также относится к типу жестких дисков, но в нем нет движущихся частей. Он состоит из банка флэш-памяти, в котором может храниться разумный объем данных.

Несмотря на то, что размеры твердотельных накопителей постоянно увеличиваются, они нерентабельны для хранения больших объемов данных.

Механический диск имеет более дешевое соотношение гигабайт к доллару.

Однако SSD — это высокопроизводительный диск. Он быстрый и его не так легко повредить, уронив его или получив несколько ударов.

Твердотельные накопители доступны в виде 2,5-дюймовых инкапсулированных дисков для ноутбуков, а также в виде твердотельных накопителей M.2, которые наиболее часто используются на рынке.

Вот почему я всегда рекомендую твердотельные накопители для портативных компьютеров, если это возможно. Вы можете узнать больше о том, стоит ли покупать SSD, в другой нашей статье.

9. Блок питания: блок питания

Блок питания крепится внутри корпуса компьютера. Это преобразует питание переменного тока от сетевой розетки и подает правильное постоянное напряжение на все компоненты внутри компьютера.

Блок питания компьютера обеспечивает следующие напряжения:

+3,3 В: это напряжение подается на материнскую плату.
+5 В: это напряжение подается на материнскую плату и другие внутренние компоненты.
+12 В: это напряжение подается на материнскую плату и другие внутренние компоненты.
-12 В: это напряжение подается на материнскую плату.

У блоков питания разная номинальная мощность. Чем выше мощность в ваттах, тем больший электрический ток может быть обеспечен частями, которые в нем нуждаются.

Чем выше значение в ваттах, тем больше будет стоить блок питания.

Блок питания также поставляется с собственным охлаждающим вентилятором. Это помогает всем внутренним компонентам оставаться холодными, когда блок питания подвергается большим нагрузкам.

Если вы хотите узнать больше о блоке питания и сроке его службы, я написал статью, в которой подробно об этом рассказываю.

10. Монитор или визуальный дисплей (VDU)

Монитор — это то, что вы используете для визуализации графических данных, отправляемых с видеокарты компьютера.

На рынке представлены различные типы мониторов. Чаще всего используется ЖК-монитор со светодиодной подсветкой.

Есть также множество различных размеров с различными соотношениями сторон. Соотношение сторон — это просто соотношение между высотой и шириной.

Например, монитор с соотношением сторон 16:9 будет иметь 16 частей по ширине и 9 частей по высоте.

Есть и изогнутые мониторы, но они дороже.

Мониторы также имеют быстрое время отклика, чтобы соответствовать высоким требованиям, необходимым для устранения задержек с пользовательским вводом для игр.

11. Клавиатура

Клавиатура — это один из способов общения с компьютером. Нажатие клавиши с клавиатуры отправляет небольшую часть данных, чтобы сообщить компьютеру, какая клавиша была нажата.

Компьютер может использовать эту информацию по-разному. Примером может быть команда или символ, который можно использовать в документе.

Существует два основных типа клавиатур. Механические и мембранные типы.

12. Мышь

Мышь позволяет пользователю перемещать указатель, отображаемый на мониторе, и обеспечивает более интуитивное взаимодействие с компьютером.

В наши дни у мышей больше кнопок, чем у обычных трех.

Однако три основные кнопки позволяют пользователю выбирать, захватывать, прокручивать и получать доступ к дополнительным меню и параметрам.

Компьютерная мышь может быть проводной или беспроводной.Последнее, очевидно, требует батарей.

Современные оптические мыши обеспечивают очень точную точность и плавность движений.

Общие внешние периферийные устройства

Вот некоторые распространенные периферийные устройства, которые подключаются к компьютеру и расширяют их полезность.

Принтер

Принтер может взять изображение, отправленное компьютером, и вывести его на лист бумаги.

Он делает это, используя данные с компьютера и тонер или чернила, нанося один из них контролируемым и точным образом для формирования изображения.

Сканер

Сканер может взять что угодно на бумаге и отсканировать его, чтобы создать копию цифрового изображения.

Это также очень удобно для сохранения физических фотографий, которые вы хотите сохранить.

После того как фотография будет сохранена в цифровом виде, она не будет портиться со временем, как физическая фотография.

Сегодня чаще всего используется планшетный сканер.

Существует множество устройств "все в одном", также известных как многофункциональные устройства, которые имеют возможности печати и сканирования в одном достаточно компактном изделии.

Компьютерные динамики

Компьютерные динамики можно подключить к звуковой карте на задней панели компьютера.

Другой способ их подключения – монитор со встроенными динамиками.

Как правило, качество звука из динамиков монитора низкое. Вот почему большинство людей покупают комплект компьютерных динамиков, чтобы иметь их на своем компьютерном столе.

Вы даже можете подключить акустическую систему объемного звучания 7.1 к определенным звуковым картам.

Это может добавить приятных впечатлений от игр, прослушивания музыки или просмотра фильмов.

Части компьютера и их функции в формате PDF

Я составил PDF-версию этой статьи на случай, если она понадобится вам для ознакомления в автономном режиме.

Заключение

Это относится к основным компонентам компьютера. Все эти части играют жизненно важную роль в работе компьютера.

После того как вы разберетесь с этими компонентами на базовом уровне, скорее всего, вскоре вы начнете ремонтировать или собирать компьютеры самостоятельно.

Отсюда я рекомендую вам пойти и прочитать о том, какие части компьютера совместимы друг с другом.

Читайте также: