Устройство компьютера: из чего состоит пк

Звуковая карта

Качество звука, оцифрованного звуковой картой, определяется такими параметрами, как

частота дискретизации звука
глубина кодирования

Важнейшим параметром кодирования звука является частота дискретизации звука, то есть количество преобразований аналогового звука в цифровую форму, выполняемых за одну секунду. При квантовании звука определяется номер подуровня квантования, в который попадает дискретное значение звукового давления. Количество бит, используемых для записи номеров подуровней, называется глубиной кодирования звука.

Чем больше частота дискретизации и глубина кодирования, тем выше качество звука и тем больше при воспроизведении он будет похож на оригинал.

Основным параметром звуковой карты является разрядность, определяющая количество битов, используемых при преобразовании сигналов из аналоговой в цифровую форму и наоборот. Чем выше разрядность, тем меньше погрешность, связанная с оцифровкой, тем выше качество звучания. Минимальным требованием сегодняшнего дня являются 16 разрядов, а наибольшее распространение имеют 32-разрядные и 64- разрядные устройства.

Системы, расположенные на материнской плате

Компьютерная периферия

Помимо аппаратных компонентов компьютера, есть много внешних устройств, которые одинаково важны для его функционирования. Клавиатура, мышь и монитор это основные входные и выходные устройства. Джойстики, игровые устройства и другие указывающие устройства обычно используются для игровых приложений на компьютере. Наушники, колонки, микрофоны, и веб-камеры широко используются для запуска мультимедийных приложений. Давайте посмотрим на некоторые примеры этих периферийных устройств.

Это устройство ввода, дизайн которой произошел от пишущей машинки. Клавиатура состоит из нескольких ключей, установленных определенном образом. Каждая клавиша действует как электронный переключатель, рождая букву, цифру или символ, введенный в текстовом процессоре или выполнение определенной операции компьютера.

Display:

Известный как монитор, это электрическое устройство, которое отображает изображения, полученные в результате видеовыхода от компьютера.

Компьютерная мышь указывающее устройство, которое обнаруживает двумерное движение. Движение мыши переводится в движение указателя на дисплее компьютера, что позволяет пользователю графически управлять пользовательским интерфейсом.

Это указывающее устройство, которое содержит курсор вместе с шаром с датчиками вращательного движения. Трекболы нашли применение в рабочих станциях специального назначения и видеоиграх.

Они состоят из пары небольших динамиков, которые можно удерживать близко к ушам. Они могут быть подключены к источнику звуковой частоты, таких как усилитель или проигрыватель компакт-дисков.

Это акустический преобразователь, который преобразует звуковые сигналы в электрические. Как правило, микрофоны состоят из мембраны, которая вибрирует в ответ на звук. Колебания переводятся в электрические сигналы.

Этот периферийное устройство производит бумажные копии электронных документов. Он прикреплен к компьютеру с помощью периферийного кабеля или кабеля USB. Принтер часто выпускают в сочетании со сканером, который служит в качестве копировального инструмента.

Это периферийное устройство, которое может сканировать изображения, почерк, или объекты и преобразовать их в цифровые изображения.

Это устройство ввода, которое используется в видеоиграх, или развлекательных системах для обеспечения ввода в видео игры, как правило, для управления объектом или персонажем в игре.

Спикер:

Внешние компьютерные колонки, которые позволяют пользователям компьютеров прослушивать аудиофайлы.

Веб-камера маленькая камера, которая широко используется во время проведения видеоконференций и мгновенного обмена сообщениями. Они представляют собой цифровые камеры, которые могут загружать изображения на веб-сервер.

Это было введение в различные виды аппаратных средств компьютера. С развитием компьютерных технологий, мы можем рассчитывать на развитие многих других аппаратных компонентов, которые переводят технологию к действию!

Персональный компьютер
представляет собой сложное электронное устройство, предназначенное для выполнения широкого круга задач. Это могут быть различные вычисления, расчеты, прослушивание музыки, просмотр видео, различные офисные задачи, игры и многое другое.

Персональный компьютер
может быть стационарным или мобильным. К мобильным компьютерам относят ноутбуки, нетбуки и планшеты.

Стационарный компьютер также в последнее время претерпел изменения, но в большинстве случаев представляет собой системный блок, монитор, устройства ввода (клавиатура и мышь), аудиоустройства (колонки, наушники и микрофон), а также другие периферийные устройства (принтер, сканер и т.п.).

Для нормального функционирования персонального компьютера необходим лишь системный блок, монитор, клавиатура и мышь.

Так же необходима операционная система, в большинстве случаев используют Windows, но так же можно скачать Linux .
Далее мы рассмотрим подробнее каждое из этих устройств.

Блок питания и корпус

Основные компоненты компьютера

Дополнительные устройства компьютера

Всё, о чём я выше рассказал необходимо для работы системного блока, а теперь давайте рассмотрим дополнительные устройства компьютера, которые расширяют его возможности и добавляют функционал.

Внешний жесткий диск

В отличие от HDD, внешний жесткий диск переносной. Если HDD и SSD нужно установить в корпус и закрепить его там, то внешний подключается всего одним USB проводом. Это очень удобно на все случаи жизни, которые не имеет смысла описывать. Внешний HDD это как флешка, только с большим количеством памяти.

Источник бесперебойного питания

Абсолютно каждый компьютер боится перепадов напряжения, я бы даже сказал больше чем какая-либо другая техника. Источник бесперебойного питания обеспечит стабильное напряжение и убережёт ваш БП от скачков.

Напряжение может прыгать по разным причинам, и не всегда это заметно. Например, если у вас слабая проводка, то во время включения другой техники в доме напряжение может прыгнуть. Или же у соседей что-то мощное… В общем, я настоятельно рекомендую всем использовать безперебойник.

ТВ тюнер

ТВ тюнер – это специальная микросхема, которая позволяет смотреть ТВ на компьютере. Тут скорее, как и в случае с дисководом – ещё работает, но уже не актуально. Чтоб смотреть ТВ на компьютере, не обязательно вставлять специальные платы, у нас теперь есть IPTV и в моем блоге есть целый раздел, посвященный этой теме.

Система охлаждения процессора (кулер)

Центральный процессор сильно нагревается во время работы, поэтому на него обязательно должна быть установлена система охлаждения (сокращенно СО).

Рассеиваемая мощность

Рассеиваемая мощность измеряется в ваттах, и должна быть не ниже, чем тепловыделение процессора. В противном случае возможен его перегрев.

Совместимость с сокетом процессора

На радиаторе обязательно должны быть установлены
крепления, совместимые с сокетом материнской платы, иначе установить СО не
удастся.

Материал основания

Материал изготовления основания радиатора может
отличаться от основного материала. Зачастую в хороших кулерах основание делают
из меди, т.к. медь – отличный проводник тепла.

Высота установки СО

Важно обращать внимание на высоту конструкции. Высокий
кулер может не поместиться в корпусе, и будет упираться в боковую крышку
системного блока

Тип охлаждения

Охлаждение бывает двух видов – воздушное и жидкостное.
Жидкостное менее шумное и более эффективное, но зато более дорогое, в отличие
от воздушного охлаждения.

Уровень шума

Вентилятор, установленный на воздушной СО издает шум. У разных СО установлены различного размера и качества вентиляторы, и, соответственно, они имеют разный уровень шума. Жидкостное охлаждение тоже шумит, но, как правило, уровень его шума заметно ниже воздушных систем охлаждения.

Перед установкой системы охлаждения на процессор, на крышку процессора наносится термопаста тонким слоем.

Что находится внутри блока

Внутреннее устройство собственного блока, наверняка, интересует любого пользователя не меньше, чем его технические характеристики. Прежде всего, внутри блока крепится самая важная плата компьютера — материнская плата. От нее отходят всевозможные шины, шлейфы и провода, ведущие к дисководам, портам, индикаторам, управляющим и вспомогательным элементам. Также внутри блока находится специальное гнездо для блока питания, от которого идут кабели питания к материнской плате и дисководам. Отсеки для дисководов обычно расположены у передней панели системного блока.

Отсеки для дисководов делятся на внутренние и внешние (или, по-другому, на отсеки с внутренним и внешним доступом). Внутренние отсеки недоступны для пользователя при закрытой крышке блока, и в них обычно устанавливаются дисководы, не работающие со сменными носителями, такие, как жесткие диски. Внешние же отсеки имеют выходы на передней панели, откуда пользователь может получить доступ к дисководам. Во внешний отсек можно установить устройство для работы со сменными носителями, такое, как CD- BD- и DVD- привод, а также дисковод для гибких дисков.

Обычно отсеки для дисководов имеют типоразмеры 3,5 и 5,25 дюймов. Поскольку большая часть жестких дисков для настольных компьютеров имеет форм-фактор в 3,5 дюйма, то, как правило, внутренние отсеки в большинстве компьютеров имеют лишь форм-фактор в 3,5 дюйма. Внешние отсеки, наоборот, большей частью имеют размер в 5,25 дюймов, поскольку большинство внешних накопителей на данный момент обладают 5,25-дюймовым форматом. До сих пор многие корпуса имеют также внешний отсек в 3,5 дюйма. На практике, однако, он редко используется, поскольку, как правило, место в нем занимало устройство для чтения гибких дисков (флоппи-дисковод), но большинство компьютеров на сегодняшний день обходятся без него.

Монитор

Монитор — устройство визуального представления данных. Это не единственно возможное, но главное устройство вывода. Его основными потребительскими параметрами являются:

тип, размер и шаг маски экрана, максимальная частота регенерации изображения, класс защиты.

Сейчас наиболее распространены мониторы двух основных типов на основе электронно-лучевой трубки (ЭЛТ) и плоские жидкокристаллические (ЖК). ЭЛТ-мониторы обеспечивают лучшее качество изображения, но в пользу жидкокристаллических мониторов говорит их компактность, небольшой вес, идеально плоская поверхность экрана.

Размер монитора измеряется между противоположными углами видимой части экрана по диагонали.

Единица измерения — дюймы. Стандартные размеры: 14″; 15″; 17″; 19″; 20″; 21″.

Шаг маски Изображение на экране ЭЛТ-монитора получается в результате облучения люминофорного покрытия остронаправленным пучком электронов, разогнанных в вакуумной колбе. Для получения цветного изображения люминофорное покрытие имеет точки или полоски трех типов, светящиеся красным, зеленым и синим цветом. Чтобы на экране все три луча сходились строго в одну точку и изображение было четким, перед люминофором ставят маску — панель с регулярно расположенными отверстиями или щелями. Часть мониторов оснащена маской из вертикальных проволочек, что усиливает яркость и насыщенность изображения. Чем меньше шаг между отверстиями или щелями (шаг маски), тем четче и точнее полученное изображение.

Шаг маски измеряют в долях миллиметра. В настоящее время наиболее распространены мониторы с шагом маски 0,24-0,26 мм.

На экране жидкокристаллического монитора изображение образуется в результате прохождения белого света лампы подсветки через ячейки, прозрачность которых зависит от приложенного напряжения. Элементарная триада состоит из трех ячеек зеленого, красного и синего цвета и соответствует одному пикселу экрана. Размер монитора по диагонали и разрешение экрана однозначно определяет размер такой триады и, тем самым, зернистость изображения.

Частота регенерации (обновления) изображения показывает, сколько раз в течение секунды монитор может полностью сменить изображение (поэтому ее также называют частотой кадров). Этот параметр зависит не только от монитора, но и от свойств и настроек видеоадаптера хотя предельные возможности определяет все- таки монитор. Частоту регенерации изображения измеряют в герцах (Гц). Чем она выше, тем четче и устойчивее изображение, тем меньше утомление глаз, тем больше времени можно работать с компьютером непрерывно. При частоте регенерации порядка 60 Гц мелкое мерцание изображения может быть заметно невооруженным глазом. Сегодня такое значение считается недопустимым. Для ЭЛТ-мониторов минимальным считают значение 75 Гц, нормативным — 85 Гц и комфортным — 100 Гц и более. У жидкокристаллических мониторов изображение более инерционно, так что мерцание подавляется автоматически. Для них частота обновления в 75 Гц уже считается комфортной.

Класс защиты монитора определяется стандартом, которому соответствует монитор с точки зрения требований техники безопасности.

Персональный компьютер на работе

Современный человек должен быть компьютерно грамотным, пользоваться компьютером на работе и в быту. По сути, сегодня с помощью компьютера бухгалтер готовит отчет, пилот управляет самолетом, музыкант чинит деталь, милиционер просматривает документы. Компьютер – универсальное изобретение человечества. На рисунках 3.1 и 3.2 показаны различные рабочие среды.

Мы живем в мире новых технологий. Они включены практически во все сферы человеческой деятельности, само общество вовлекает всех в процесс компьютеризации. Потребность человека занять свое место в обществе приводит к необходимости использования на практике современных компьютерных технологий. Возможность находить информацию с наименьшими потерями времени является насущной потребностью сегодня.

Клавиатура

Клавиатура является неотъемлемым устройством ввода любого компьютера. Клавиатура представляет собой группы клавиш для ввода символьной информации. Также многие современные клавиатуры оснащаются дополнительными клавишами, например, для управления медиаплеерами и различными программами.

Основные устройства компьютера «живут» в системном блоке. К ним относятся: материнская плата, процессор, видеокарта, оперативная память, жесткий диск. Но за его пределами, обычно на столе, «проживают» также не менее важные устройства компьютера. Такие как: монитор, мышь, клавиатура, колонки, принтер.

В этой статье мы рассмотрим, из чего состоит компьютер
, как эти устройства выглядят, какую функцию выполняют и где они находятся.

Первый советский компьютер

В СССР не желали отставать от Запада и вели свои разработки по созданию ЭВМ. Результатом усилий советских ученых стала «Малая электронная счетная машина» (МЭСМ). Ее первый запуск состоялся в 1950 году. В МЭСМ использовались 6 тысяч ламп, она занимала площадь в 60 кв. м и требовала для работы мощности до 25 кВт.

МЭСМ

Устройство могло выполнять до 3 тысяч операций в секунду. МЭСМ применялась для сложных научных вычислений, затем ее использовали как учебное пособие, а в 1959 году машину разобрали.

В 1952 году у МЭСМ появилась старшая сестра — «Большая электронная счетная машина» (БЭСМ). Количество электронных ламп в ней возросло до 5 тысяч, выросло и количество операций в секунду — от 8 до 10 тысяч.

БЭСМ

Неттопы

Этот вид компьютеров отличается своей компактностью. Неттопы предназначаются для работы, плохо подходят для домашнего использования и совершенно не подходят для игр. А вообще, термин «Неттоп» ввела компания Intel при демонстрации своих новых процессоров Intel Atom, которые, как полагали представители фирмы, должны стать основой и базой для создания неттопов.

Если привести аналогию, то такой вид компьютера представляет собой стационарный аналог ноутбука или нетбука. Эти компьютеры имеют традиционные мониторы, мышку и клавиатуру, а вот применяемый системный блок настолько мал, что он легко крепится за заднюю панель монитора. В результате огромная коробка отсутствует, что позволяет экономить место.

Неттопы — это очень слабые компьютеры, которые оснащаются бюджетным «железом». За счет низкой производительности комплектующих они очень слабо нагревается, что дает возможность поместить их в небольшую коробку без эффективного охлаждения. Эту коробку аккуратно крепят за монитор. За счет применения слабых комплектующих подобные системы являются очень дешевыми, поэтому их часто покупают для использования в офисах. Они дают возможность пользователям работать с офисными программами, браузерами и т.д. Ожидать от них высокой производительности точно не стоит. Их основная задача — обеспечить возможность работы персонала и при этом сэкономить бюджет компании. С ней они справляются отлично.

Хорошими примерами реализации таких видов компьютеров являются следующие модели: ASUS Eee Box, Acer AspireRevo AR1600. Эти системы созданы на базе чипа Intel Atom и видеокарты Nvidia.

Отметим, что хотя неттопы и являются удобным решением для офисов, они практически не прижились. Чаще всего даже в небольших компаниях для нужд персонала приобретают дешевые стационарные компьютеры с классическими системными блоками.

Мышь

Мышь — устройство управления манипуляторного типа. Перемещение мыши по плоской поверхности синхронизировано с перемещением графического объекта (указателя мыши) на экране монитора.

В отличие от рассмотренной ранее клавиатуры мышь не является стандартным органом управления, и персональный компьютер не имеет для нее выделенного порта. Она нуждается в поддержке специальной системной программы — драйвера мыши. Драйвер устанавливается либо при первом подключении мыши, либо при установке операционной системы компьютера.

К числу регулируемых параметров мыши относятся: чувствительность (выражает величину перемещения указателя на экране при заданном линейном перемещении мыши), функции левой и правой кнопок, а также чувствительность к двойному нажатию (максимальный интервал времени, при котором два щелчка кнопкой мыши расцениваются как один двойной щелчок).

Комбинация монитора и мыши обеспечивает наиболее современный тип интерфейса пользователя, который называется графическим

Внутренние устройства системного блока

Системный блок

Основным узлом персонального компьютера
является системный блок. Он представляет собой корпус , чаще всего металлический вертикальный коробок, на передней панели которого расположены кнопки включения и дисководы. На заднюю стенку выведены все необходимые разъемы и кабели. Системный блок состоит из блока питания, материнской платы (она же системная плата или «материнка»), жесткого диска (HDD), видеокарты, процессора (CPU), оперативной памяти (ОЗУ), дисководов (CD/DVD), звуковой платы и сетевой платы. Зачастую сетевая и звуковая платы выполняются интегрированными в материнскую плату, то есть радиоэлементы платы распаяны прямо на материнской плате.

Блок питания

Выполняет функции питающего элемента для всех
электронных компонентов, а также выполняет роль стабилизатора напряжения.

Важные
характеристики:

Разъемы, их перечень и количество

Особое внимание необходимо уделить длине кабеля
питания процессора, особенно если корпус ПК предполагает нижнее расположение
блока питания

Наличие встроенных систем защит

Хороший блок питания имеет несколько степеней защиты
для безопасной эксплуатации компьютера. К таким защитам, например, относятся:
защита от перенапряжения и перегрузки, защита от перегрева и т.д.

Номинальная мощность

Основная характеристика блока питания. Чем мощнее блок, тем более мощное «железо» он способен обеспечить стабильным питанием.

Наличие сертификата 80plus

Для того, чтобы получить сертификат 80Plus, эффективность (КПД) блока питания должна составлять не менее 80%. Если эффективность превышает 80%, то блок питания получает соответствующий сертификат: 80+Bronze, 80+Silver, 80+Gold, 80+Platinum и 80+Titanium. Каждый из этих сертификатов предъявляет более высокие требования к уровню эффективности.

При сборке компьютера или замене блока питания не стоит экономить на его качестве – дешевый блок питания без основных систем защит может вывести из строя все остальные компоненты компьютера.

Элементы

Операционная система

Самый первый персональный компьютер в мире

Впервые термин «персональный компьютер» был применен к творению итальянского инженера Пьера Джорджио Перотто под названием Programma 101. Выпустила его фирма Olivetti.

Programma 101

Стоило устройство 3200 долларов и разошлось тиражом около 44 000 экземпляров. Десять штук купило NASA, чтобы использовать для расчетов посадки Apollo 11 на Луну в 1969 году. Сеть ABC (American Broadcasting Company) использовала Programma 101 для прогнозирования президентских выборов 1968 года. Американские военные использовали его для планирования своих операций во время войны во Вьетнаме. Он также закупался для школ, больниц и правительственных учреждениях и отмечал начало эпохи быстрого развития и продаж ПК.

Кто создал самый первый компьютер в мире

В 40-е годы прошлого столетия существовали сразу несколько устройств, которые могут претендовать на звание первого компьютера.

Z3

Конрад Цузе

Ранний компьютер, созданный немецким инженером Конрадом Цузе, который работал в полной изоляции от разработок других ученых. Он имел отдельный блок памяти и отдельную консоль для ввода данных. А в качестве их носителя выступала восьмидорожечная перфокарта, изготовленная Цузе из 35 мм кинопленки.

В машине было 2600 телефонных реле и ее можно было свободно программировать в двоичном коде с плавающей точкой. Аппарат Z3 использовался для аэродинамических расчетов, но был уничтожен при бомбежке Берлина в конце 1943 года. Цузе руководил реконструкцией своего детища в 1960-х годах, и сейчас эта программируемая машина демонстрируется в музее Мюнхена.

Марк 1

Устройство «Марк 1» задуманное профессором Говардом Эйкеном и выпущенное IBM в 1941 году, представляло собой первый в Америке программируемый компьютер. Машина стоила полмиллиона долларов, и применялась для разработки оборудования для ВМФ США, такого как торпеды и средства подводного обнаружения. Также «Марк 1» использовали при разработке имплозионных устройств для атомной бомбы.

Именно «Марк 1» можно назвать самым первым компьютером в мире. Его характеристики в отличие от немецкого Z3, позволяли выполнять вычисления в автоматическом режиме, не требуя вмешательства человека в процесс работы.

Atanasoff-Berry Computer (ABC)

Atanasoff-Berry Computer

В 1939 году профессор Джон Винсент Атанасов получил средства для создания машины, названной Atanasoff-Berry Computer (ABC). Она была спроектирована и собрана Атанасовым и аспирантом Клиффордом Берри в 1942 году. Однако устройство ABC не имело широкой известности до патентного спора, связанного с изобретением компьютера. Он был разрешен лишь в 1973 году, когда было доказано, что соавтор ENIAC Джон Мокли видел компьютер ABC вскоре после того, как тот стал функциональным.

Юридический результат судебных тяжб был знаковым: Атанасов был объявлен инициатором нескольких основных компьютерных идей, но компьютер как концепция был объявлен непатентоспособным и, следовательно, свободно открыт для всех разработчиков. Полномасштабная рабочая копия ABC была завершена в 1997 году, доказав, что машина ABC функционировала так, как утверждал Атанасов.

ENIAC

ENIAC разрабатывался двумя учеными из Пенсильванского университета — Джоном Эккертом и Джоном Мокли. Он мог решать «широкий спектр числовых задач» путем перепрограммирования. Хотя машина была предъявлена публике уже после войны, в 1946 году, она была важна для расчетов во время последующих конфликтов, таких как «Холодная война» и Корейская война. Она использовалась для вычислений при создании водородной бомбы, инженерных расчетов и создания таблиц стрельбы. А также делала прогнозы погоды в СССР, чтобы американцы знали, куда могут выпасть радиоактивные осадки в случае ядерной войны.

В отличие от «Марк 1» с его электромеханическими реле, в «ЭНИАКе» были вакуумные лампы. Считается, что ENIAC провел больше расчетов за свои десять лет эксплуатации, чем все человечество до этого времени.

EDSAC

Первый компьютер с хранимым в памяти программным обеспечением назывался EDSAC. Он был собран в 1949 году в Кембриджском университете. Проект по его созданию возглавлял профессор Кембриджа и директор Лаборатории вычислительных исследований Кембриджа Морис Уилкс.

Одним из основных достижений в программировании было использование Уилксом библиотеки коротких программ под названием «подпрограммы». Она хранилась на перфокартах и использовалась для выполнения общих повторяющихся вычислений в рамках программы lager.