Устройство компьютера — немного информатики. Из чего состоит ПК, основные хар-ки железок

Аллегория...

«Все выходные работал над отчетностью и понял, насколько же компьютер облегчает выполнение работы, которую до появления компьютеров просто не нужно было делать...».

*

Здравствуйте.

Начал с небольшого анекдота, но вообще, текущая заметка будет на относительно-серьёзную тему — по просьбам трудящихся рассмотрим устройство типового персонального компьютера (ПК): из чего он состоит - аппаратное обеспечение (или по англ. Hardware), какие устройства отвечают за ввод, вывод, обработку и хранение информации.

Чаще всего этим интересуются начинающие пользователи и учащиеся (кто добровольно-принудительно начал знакомится с информатикой 😉). Плюс к этому: у меня на блоге появиться заметка, куда можно будет поставить ссылку при решении определенных вопросов...

*

Стоит сразу сделать акцент: в заметке я буду затрагивать только "классические" ПК и устройства, используемые в домашних и офисных условиях (различные серверные и промышленные станции, редко-используемые комплектующие и т.д. — это тема отдельных заметок, и широкому кругу читателей здесь они явно не нужны...).

 

 

*

Устройство компьютера (ПК)

Основные и доп. устройства ПК, периферия

Итак...

Думаю правильно будет начать нашу тему с того, что всё аппаратное обеспечение ПК можно разбить на несколько категорий:

1. 📌 основные устройства. К ним относятся всего 4 компонента: системный блок, монитор, клавиатура, мышка (т.е. то, без чего нельзя пользователю работать!);
2. 📌 дополнительные устройства: джойстики, сканеры, колонки, наушники, принтеры и т.д. (т.е. те устройства, которые нужны далеко не всегда и не всем!).
3. 📌 Периферийные устройства (популярная аббревиатура). К ним относятся любые устройства, подключаемые к системному блоку для расширения его возможностей. Например, клавиатура, мышка, сканер, монитор, джойстик и т.д. (Почему монитор как и джойстик явл. периферией? Потому, что системный блок/компьютер, в отличие от пользователя, может работать с информацией без монитора...);

*

📌 Кстати!

"Железки", находящиеся вне системного блока, называют внешними устройствами компьютера. Например: дисплей, колонки, клавиатура и пр.

"Железки", находящиеся внутри системного блока, называют внутренними устройствами. К ним относятся:

• материнская плата (в обиходе: "мать");
• центральный процессор (ЦП);
• оперативная память (ОЗУ);
• блок питания (БП);
• жесткий диск (также называют: винчестер или HDD), твердотельный накопитель (SSD). Об этом более подробно далее -->

 

 

*

Устройства ввода, вывода, хранения и обработки информации

Основные и дополнительные устройства (в свою очередь) делятся на неск. категорий (в зависимости от своей основной функции/цели использования):

• устройства ввода: отвечают за получение компьютером информации от вас. Сюда относятся: микрофон, клавиатура, мышь, сканер, веб-камера, граф. планшет и т.д.;
• устройства вывода: отвечают за предоставление информации вам (монитор, колонки, принтер и пр.);
• устройства для хранения информации: диски (HDD, SSD), флешки, ОЗУ. Обратите внимание, что ОЗУ — это кратковременная память (как только ПК будет выключен - вся информация из ОЗУ будет удалена), а диски и флешки — долговременная память (можно записать информацию и хранить ее годами). 📌Сколько служат жесткие диски, флешки, дискеты, DVD-диски;
• устройства для обработки информации: процессор, видеокарта*.

 

 

*

Из чего состоит системный блок ПК

Что на передней стенке

Прежде, чем переходить к внутренним устройствам, думаю, целесообразно было бы кратко рассмотреть основные элементы (кнопки, разъемы, порты), которые есть на корпусе системного блога.

Обычно на лицевой стороне системного блока есть следующие элементы:

• кнопка питания (Power) — служит для включения/выключения ПК (если у вас нет кнопки Reset — можно попробовать зажать Power на 5-7 сек. — компьютер должен принудительно выключиться);
• кнопка перезагрузки (Reset) — служит для перезагрузки ПК. Нажимать ее нужно лишь в безысходных случаях, когда ПК завис и не отзывается при работе в Windows (📌как перезагрузить ПК, если он завис);
• гнезда под микрофон и наушники (розовый - микрофон, зеленый - наушники);   (на некоторых корпусах спереди их может не быть);
• USB-порты: используются для подключения мышек, клавиатур, флешек, и других периферийных устройств (на некоторых корпусах спереди их может не быть);
• кнопки для управления DVD-приводом, дисководом и прочими устройствами (в зависимости от наличия таких устройств. В современных ПК дисководы часто уже не устанавливают).

 

*

Что на задней стенке

На задней стенке ПК расположены основные элементы:

• разъем для подкл. шнура питания (220 В);
• порты PS/2 для подкл. мышки и клавиатуры;
• несколько USB-портов;
• сетевой порт (LAN);
• порты VGA, HDMI, DVI-D для подкл. монитора, проектора (и др. устройств, на которые можно вывести изображение). 📌Разъемы мониторов (VGA, DVI, HDMI, Display Port, USB Type-C);
• гнезда для подкл. наушников и микрофона (в помощь: 📌аудио-разъемы Mini-Jack (3.5), Jack и Micro-Jack, или как правильно подключать наушники).

 

Что внутри

📌 Теперь кратко рассмотрим то, что находится непосредственно внутри системного блока:

• материнская плата (подробнее): как только вы откроете сист. блок — то вы увидите большую плату, занимающую половину корпуса ПК (это она и есть!). К ней подкл. все другие устройства: ЦП, ОЗУ, диски и пр.;
• процессор (подробнее): это "мозг/сердце" компьютера, обычно "спрятан" под большим кулером (радиатором и вентилятором для его охлаждения);
• оперативная память/ОЗУ (подробнее): после включения ПК - рабочая информация с жесткого диска считывается в ОЗУ и процессор работает с ней (так значительно повышается производительность компьютера);
• видеокарта (подробнее): отвечает за вывод изображения на монитор (как правило, занимает достаточно внушительную часть сист. блока, установлена к мат. плате перпендикулярно);
• диск (подробнее): обычно, располагаются в правой части сист. блока, в спец. отсеках;
• блок питания (подробнее): прямоугольная коробка, закрытая со всех сторон металлом; обеспечивает железо компьютера пост. током, необходимым для работы;
• DVD-приводы, дисководы, ТВ-тюнеры, и др. платы расширений - устанавливаются далеко не в каждый ПК, и не относятся к основным устройствам (а потому рассматривать в рамках этой заметки я их не буду).

 

 

*

Корпус

Используется для установки и закрепления всех вышеперечисленных основных устройств компьютера, защищает их от пыли, неаккуратных действий пользователя (а пользователя от электротока 😉).

Благодаря различным разъемам и переключателям на корпусе - пользоваться "железками" компьютера гораздо удобнее, нежели, чем вручную замыкать контакты на мат. плате для включения ПК (примечание: корпус для работы компьютера, в принципе, не нужен - он лишь облегчает жизнь пользователю. А то пришлось бы иметь ворох проводов и железок на рабочем столе...).

Корпуса могут быть самого разного размера и компоновки - для дома чаще всего выбирают формат: Міdіtоwеr. Его высота: 40–45 cм, ширина: до 20 cм, и длина: до 40 cм. Отлично подходит для домашних и офисных сборок. В него обычно можно установить мат. платы формата АТХ, Місrо-АТХ и Міnі-ІТХ (в редких случаях Е-АТХ).

Приводить здесь все возможные компоновки и функциональные решения корпусов большого смысла нет (тем паче, что они постоянно дорабатываются). Но вот, что хотелось бы отметить — так это 3 типовые ошибки при выборе корпуса:

• многие пользователи не учитывают габариты мат. платы и корпуса (например, берут плату ATX, а корпус под Micro-ATX — разумеется, установить не получается...);
• не учитывают длину видеокарты (в некоторых корпусах могут быть доп. отсеки под диски, в следствии чего - туда нельзя будет установить габаритную видеокарту!);
• не учитывают высоту кулера (это относится в основном к компактным корпусам, в которые хотят установить кулеры башенного типа).

 

*

Материнская плата

Иногда ее называют системной платой, или по англ.: motherboard.

Материнская плата — явл. основанием, к которому подключаются другие компоненты компьютера: ЦП, видеокарта, диски и т.д. Разумеется, что в зависимости от модели мат. платы и ее производителя — на ней могут быть самые разные разъемы и встроенные устройства (например, есть платы со встроенной видеокартой, Wi-Fi модулем и пр.).

Если вы собираете ПК самостоятельно - убедитесь, что ваша выбранная мат. плата, ЦП, ОЗУ совместимы между собой (т.е. имеют одинаковые разъемы и "поддерживают" друг друга)! Более подробно об этом здесь. 

*

*

В рамках этой заметки, думаю, правильно было бы обратить внимание читателя на главные моменты при выборе мат. платы.

📌 Во-первых, мат. платы могут быть разных габаритов (форм-фактор):

• EATX (305 на 330 мм);
• ATX (305 на 244 мм);
• Micro-ATX (244 на 244 мм);
• Mini-ITX (170 на 170 мм). Важно! перепроверяйте размеры платы в ее спецификации, т.к. иногда бывают интересные "сюрпризы" от производителей!

Разумеется, в зависимости от размеров платы — кол-во портов, слотов, и встроенных компонентов может сильно разница.

В домашнем ПК чаще всего используют ATX и Micro-ATX. Обычно мат. плату подбирают с учетом корпуса, который вы хотите (можете) использовать.

 

📌 Во-вторых, обратите внимание на сокет (это спец. разъем на плате под установку центрального процессора). Разумеется, и на ЦП и на мат. плате эти разъемы должны совпадать (иначе ЦП просто не получится установить).

Сегодня наиболее популярны след. сокеты:

• для AMD: AM4, AM3+, AM3, AM2+, AM2, SP3, TR4;
• для Intel: LGA 2066, LGA 1151 v2, LGA 2011-3, LGA 1151, LGA 1150, LGA 1155, LGA 2011, LGA 775, LGA 1156, LGA 1366.

 

📌 В-третьих, материнские платы от одного производителя, с одним и тем же форм-фактором и сокетом могут отличаться чипсетами (по англ.: «chipset»). Это набор микросхем, которые связывают компоненты компьютера между собой.

От чипсета зависит поддержка тех или иных процессоров, возможность их 📌разгона, число слотов под ОЗУ и пр. параметры. В домашних условиях, в основном, опираются на тот чипсет, который позволит (в случае чего) выполнить небольшой разгон ЦП (например, у AMD B450).

Сегодня при покупке мат. платы можно встретить следующие чипсеты (для справки):

• У AMD: A320, A520, B350, B450, B550, X370/X470, X399 (прим.: A320 - наиболее бюджетный вариант, разгон ЦП выполнить не позволит);
• У Intel: H310, H510, B360, B560, H370, H570, Q370, Z370, Z390, X299.

 

 

*

Процессор (и кулер)

Также его называют: ЦП, чип, камень, кремний, CPU...

Центральный процессор (ЦΠ) — в прямом смысле слова "мозг" компьютера. От его производительности напрямую зависит скорость выполнения подавляющего большинства задач, которые вы делаете на ПК.

Наиболее популярны в свободной продаже сегодня ЦП от производителей AMD и Intel. При выборе процессора стоит учитывать неск. важных моментов:

1. требуемая производительность (обычно, выбор ПК начинают именно с этого - с определения для чего вообще нужно устройство. От этого будет зависеть требуемое кол-во ядер и тактовая частота). Оценить и сравнить производительность разных процессоров 📌можно с помощью спец. сервисов;
2. сокет (разъем). Это особенно важно, если у вас уже есть мат. плата, и вы хотите под нее купить ЦП. Про сокеты более подробно выше;
3. возможность разгона (т.е. возможность повышения производительности ЦП, задав вручную определенные настройки, выходящие за рамки оптимальных). Отмечу, что далеко не каждый ЦП можно 📌разогнать (для этого обычно выбирают специальные версии ЦП c индексом «K» и мaт. плату на Z-чипсете — это у Intel);
4. кол-во ядер (вычислительный блок, способный выполнять линейную последовательность задач за определенное время) и тактовая частота (например, 3500 МГц). Как правило, чем больше ядер и выше их частота — тем производительнее ЦП (в определенных случаях это правило не работает);
5. встроенная/интегрированная графика (например, Intel HD Graphics или AMD Vega) — при наличии встроенного граф. ядра нет необходимости в покупке отдельной дискретной видеокарты (что позволяет сэкономить!). Правда, стоит отметить тут два момента: во-первых, мат. плата должна поддерживать такой ЦП; во-вторых, встроенное граф. ядро не подходит для игр (разве только для 📌старых...).

 

📌 Про охлаждение

Процессор при работе достаточно сильно греется, и поэтому для его охлаждения требуется спец. устройства (например, система водяного охлаждения. Вообще, в домашних условиях — чаще всего используется классический кулер: радиатор + вентилятор на нем).

Сегодня в продаже есть самые разные виды кулеров: любых размеров, форм, материалов (из которых изготовлены и пр.). Я бы отметил в этом плане следующее:

• процессоры могут идти с кулерами в комплекте (BOX-версия), и без него (Trey, OEM);
• боксовый кулер (идущий в комплекте к ЦП), как правило, не всегда хорошо справляется со своей задачей: сильно шумит, при определенных условиях не может удержать температуру в оптимальной границе;
• кулер башенного типа (с медными тепло-трубками) как правило справляется со своей задачей лучше (да и шума от него меньше);
• при выборе кулера учитывайте его высоту (и высоту вашего корпуса), сокет (на который он идет), уровень рассеивания тепла (прим.: на кулерах, обычно, всегда пишется с каким ЦП они способны справиться: например, ЦП не более 125 Вт).

 

*

Оперативная память (ОЗУ)

Оперативная память (ОЗУ, по англ. RAM (Random Access Memory)) — кратковременная энергозависимая память, в которой хранится выполняемый машинный код, входные, выходные данные, обрабатываемые процессором. От ее объема и пропускной способности (скорости передачи данных) зависит напрямую производительность ПК!

В домашних ПК, как правило, в качестве ОЗУ выступают неск. небольших плашек (как на фото ниже 👇).

📌 Важно: память для классических ΠK носит маркировку DDR SDRAM. Для портативных ПК и ноутбуков - есть уменьшенные варианты плашек: DDR SO-DIMM (в принципе, они совершенно разные по габаритам и вы их вряд ли перепутаете...).

*

При выборе памяти (📌пример для ноутбука) необходимо обратить внимание на:

1. Тип (поколение) памяти. Маркируются следующим образом: DDR2, DDR3, DDR4, DDR5 (обратите внимание, что DDR4 нельзя установить вместо DDR 3 — у них разные разъемы. При покупке необходимо учитывать совместимость ОЗУ с мат. платой и процессором);
2. Объем (2 ГБ, 4 ГБ, 8 ГБ и пр.). Чаще всего для домашнего ПК сегодня выбирают объем ОЗУ не меньше 8 ГБ;
3. Частота шины. Как правило, чем выше частота - тем быстрее работает память. Измеряется частота в мегагерцах (МГц). Например, 2400 МГц;
4. Тайминги (задержка). Чем ниже тайминги - тем лучше для производительности. Обычно, на эти параметры смотрят любители игр, а также при необходимости работы со спец. софтом.

 

 

*

Видеокарта

Видеокарта (альтернативные названия: GPU, видеоадаптер, "видюха", графический ускоритель) — устройство компьютера, которое отвечает для обработку графических данных и их вывода на монитор. Т.е. по сути всё, что вы видите на экране, — это и есть работа видеокарты! 👀

Обратите внимание, что сейчас можно встретить неск. "типов" видеокарт:

1. дискретные (см. фото ниже) — устройство в виде отдельной платы (обычно идет с кулером), подключаемой в слот на мат. плате. Обеспечивает достойную производительность (если вы собираетесь запускать на ПК игры — то выбирать стоит именно этот тип!);
2. интегрированные (встроенные) — это когда "видеокарта"/граф. ядро встроено в процессор (есть также некоторые модели материнских плат со встроенной графикой). Обеспечивают куда меньшую производительность. Правда, у них есть свои плюсы: не шумят, не требуют доп. охлаждения, не потребляют столько энергии, ПК получается легче и дешевле.
3. внешние видеокарты (eGPU) — представляют из себя устройство, подключаемое к компьютеру через Thunderbolt (в основном используется совместно с ультрабуками).

*

Основные характеристики видеокарт, на которые стоит обратить внимание: 

1. объем памяти — оказывает прямое влияние на производительность видеокарты (особенно при высоких разрешениях и макс. качестве графики в играх). Однако, помимо памяти на производительность оказывает большое влияние частота работы ядра (об этом чуть ниже). 📌 Сравнивать производительность видеокарт лучше по реальным тестам на практике!
2. разрядность шины видеопамяти. Отвечает за то, сколько данных обработает видеокарта за единицу времени. У современных видеокарт этот показатель от 128 до 512 бит;
3. частота работы граф. ядра. Показатель измеряется в МГц (мегагерцы). Чем выше - тем лучше!
4. Тип видеопамяти. Маркировка: GDDR5, GDDR6, GDDR6X и пр. (на англ. Graphics Double Data Rate, перевод: графическая память с удвоенной скоростью передачи данных). Цифра рядом с аббревиатурой показывает поколение памяти;
5. разъемы и порты (интерфейсы) для подключения монитора(ов), и др. устройств (📌HDMI, VGA, DVI, DP, USB Type C).

*

 

 

*

Диски (HDD, SSD)

Жесткий диск, винчестер (HDD) — устройство для долговременного хранения информации, используемое в большинстве ПК. Емкость диска указывается в Гб или Тб (важный нюанс: информация на HDD хранится на жёстких магнитных дисках! В процессе работы диска они вращаются и спец. головка записывает/считывает с них данные 👇).

 

Твердотельный накопитель (SSD) — это тоже устройство для хранения информации, в котором используются не магнитные диски, а спец. чипы памяти (т.е. в нем нет механически-движущихся частей). Как правило, SSD обеспечивают более высокую скорость чтения/записи.

*

📌 Сравнение HDD и SSD:

1. скорость чтения/записи у SSD выше, вот тесты;
2. SSD-накопители сейчас стоят дороже, чем HDD (при сопоставимом объеме);
3. у SSD есть такой важный параметр как TBW (т.е. SSD выдержит определенное кол-во записанных на него данных, а после придет в негодность...);
4. HDD можно годами не подключать к ПК и информация на нем будет сохранна (с SSD всё сложнее: если не подключать их к ПК длительное время (от 6 мес.) — то чипы памяти могут "забыть" всё, что на них было записано!);
5. SSD намного легче, чем HDD;
6. SSD менее восприимчив к тряске, легким мех. воздействиям;
7. SSD не издает шума при работе (т.к. нет мех. частей);
8. SSD, как правило, меньше потребляет энергии (что позволяет ноутбукам проработать дольше от батареи на ~5-10%);
9. информацию с HDD восстановить (в случае поломки, ошибок и пр.) обычно значительно легче, чем с SSD.

 

*

📌 Обратите внимание, что сегодня чаще всего можно столкнуться с неск. форм-факторами накопителей:

• диски 3,5 дюйма — это классические HDD, довольно большие и тяжелые. Их ставят в обычные системные блоки. Используются как в домашних условиях, так и в офисных, промышленных;
• диски 2,5 дюйма — могут быть как HDD, так и SSD. Первые используются чаще всего в ноутбуках, вторые — и в ПК, и в ноутбуках;
• диски формата M2 — компактные твердотельные накопители, устанавливаемые в слот на мат. плате (подобно плашкам ОЗУ). Используются как в ПК, так и в ноутбуках (важно: обратите внимание, что 📌диски M2 могут быть совершенно разными!).

*

 

 

*

Блок питания

Блок питания (БП, по англ. Power supply unit) — устройство для преобразования переменного тока в постоянный (от которого и питаются все остальные устройства в сист. блоке).

По внешнему виду БП представляет из себя небольшую металлическую коробку (относительно тяжелую). См. парочку примеров ниже. 👇

 

При выборе блока питания следует обратить внимание на:

• мощность (измеряется в Вт). Чем производительнее железо вы выбрали — тем, как правило, мощнее требуется БП (📌как подсчитать сколько Вт потребляет ПК);
• габариты (форм-фактор) — их нужно сравнить с габаритами вашего корпуса (иначе может так стать, что вы не сможете его установить!);
• сертификат — от него зависит КПД (отражает сколько электроэнергии будет уходить "впустую", т.е. теряться). Наиболее популярные сертификаты: 80 Plus Bronze, 80 Plus Silver,  80 Plus Gold, 80 Plus Platinum (см. скрин ниже: в зависимости от нагрузки/Load на БП и его сертификата — эффективность отличается порой на 10+%. Сколько это за год набежит?);
• разъемы/интерфейсы (должны быть совместимы с др. устройствами ПК. См. на: основной разъем питания - 20+4 pin; разъемы для питания процессора (CPU) - 4+4 pin; разъемы для питания видеокарты (PCI-E) - 6 pin; количество разъемов 15-pin SATA - 2; количество разъемов 4-pin Molex - 2;
• степени защиты (OPP, OVP, UVP, SCP и пр.). Спасут ваше железо в случае замыкания, перегрузки, скачка напряжения в сети и т.д. (в зависимости от наличия той или иной защиты). Чем их больше - тем, как правило, лучше! 😉

 

 

*

📌 Сложно ли собрать ПК самостоятельно

Смотря какой ваш уровень знаний и для чего вы собираете этот ПК... Если речь идет про ПК для домашнего использования, без каких-либо "наворотов", — то весь процесс относительно прост.

В одной из своих прошлых заметок я показал пример такой сборки (и некоторые "подводные" камни, с которыми можно столкнуться). Чтобы не удлинять эту заметку - приведу ссылку, см. ниже. 👇

📌 В помощь!

Какой ПК для игр и работы можно собрать за относительно небольшие деньги для дома, см. пример: https://ocomp.info/pk-sobrat-za-20-25-tyis.html

 

 

*

Как узнать какие устройства подключены к ПК и подключить новое устройство

📌 Вариант 1: самое банальное — визуально осмотреть все разъемы ПК и кабели, которые идут к нему (различные флешки, внешние диски, клавиатуры, мышки, джойстики — всё это легко видно ). Открыв боковую крышку системного блока — можно оценить все внутренние основные устройства ПК.

*

📌 Вариант 2: если на компьютере установлена Windows — можно запустить диспетчер устройств и раскрыть нужные вкладки (они там достаточно удобно отсортированы). См. пример ниже. 👇

👉 В помощь!

Как посмотреть подключенные устройства к компьютеру (в том числе историю USB подключений: флешки, телефоны, и пр.) — https://ocomp.info/podklyuchennyie-ustroystva.html

 

В ОС Windows 10/11 можно открыть параметры системы (Win+i), перейти во вкладку "Bluetooth и устройства" и посмотреть нужную вкладку. 👇

 

📌 Вариант 3: через спец. утилиты (например, Speccy) можно узнать довольно много обо всех железках, подключенных к ПК. См. пример ниже. 👇

 

*

📌 Как подключить новое устройство к ПК

Ответ на вопрос сильно может зависеть от того, какое именно устройство нужно подключить. Касаться здесь подключения внутренних устройств или каких-то специальных — я не буду (в виду большого разнообразия "переменных"), а вот если речь идет о внешних устройствах, подключаемых к USB — то последовательность примерно следующая:

1. сначала необходимо включить (зарядить) это внешнее устройство;
2. далее включить ПК и загрузить Windows;
3. затем подключить устройство к USB-порту компьютера (в большинстве случаев Windows тут же автоматически определяет устройство и с ним можно работать);
4. в ряде случаев далее нужно установить драйвер на устройство;
   

   Диспетчер устройств. Обновляем драйвер на клавиатуру (чтобы заработали дополнительные клавиши)

    

5. также в некоторых случаях может потребовать перезагрузить ПК.
6. 📌несколько примеров по подключению: наушников, джойстика, беспроводной мышки, беспроводной клавиатуры, второго диска к ПК/ноутбуку, монитора к ноутбуку, муз. центра к ПК. Другие инструкции вы также можете посмотреть в соотв. разделах моего блога... 👀

 

*

За сим откланяюсь... Всем успехов с изучением информатики!

Удачи!

🚗