Файл: Устройство персонального компьютера (Состав компьютера).pdf

Создание персонального компьютера можно смело отнести к одному из самых значительных изобретений 20-го века. ПК существенно повлиял и изменил роль, и значение вычислительной техники в жизни человека. Современные ЭВМ бывают разными: от больших, занимающих целый зал, средних, которые помещаются в отделе компьютерного стола до маленьких, помещающихся на столе, в портфеле и даже в кармане. Сегодня самым массовым видом ЭВМ являются персональные компьютеры.

Представлю далеко не полный список использования компьютера: подготовка текстовых документов различных форматов, графических изображений с разными эффектами обработки, электронная почта с разными адресами и доменами, обучение какому-либо материалу, подготовка к изданию рекламных материалов, журналов, газет и книг, организация бухгалтерского учета и учета материальных ценностей, подготовка рекламных роликов и демонстрационных программ, математические расчеты, создание и исполнение музыкальных произведений, игры и развлечения.

Но, для нормальной работы необходимо четко и ясно представлять, из чего компьютер состоит.

Правильно подключить все вентиляторы, источник бесперебойного питания и периферийные устройства.

Глава 1. Состав компьютера. Теоретическая часть

1.1 Устройство ПК

Персональный компьютер состоит из двух основных частей: аппаратной и программной. Составные части, из которых состоит компьютер, называются модулями. Среди всех модулей выделяют основные модули, без которых работа компьютера невозможна и дополнительные модули, которые используются для решения различных задач: ввода и вывода графической информации, подключения к компьютерной и локальной сети, трансляции презентаций, обработки разного типа проектов, взаимодействие с облачными хранилищами; использование программ-ботов, сенсорного ввода, виртуальной реальности, искусственного интеллекта, нескольких ОС по специальным запросам и т. д. и т. п.

Персональные компьютеры обычно состоят из следующих основных модулей:

1. Монитор

2. Маршрутизатор

3. Модем

4. Системный блок

5. Мышь

6. Акустическая система

7. Принтер

8. Клавиатура

9. Внешний жесткий диск

10. Web-камера

11. ИБП (источник бесперебойного питания)

Системный блок состоит из:

1. Корпус

2. Блок питания

3. Жесткий диск

4. Накопитель флоппи-дисков

5. SSD-диски с интерфейсом M.2

6. Материнская плата

7. Процессор

8. Оперативная память

9. Шлейфы для соединения компонентов ПК

10. Приводы для записи/чтения дисков

11. Вентиляторы (различного типа)

12. СВО (система водяного охлаждения)

1.1.1 Корпус

В корпусе (CASE) размещаются все внутренние компоненты компьютера: блок питания, жесткий диск, накопитель флоппи-дисков, накопитель компакт-(или CD/DVD/Blu-ray) дисков, SSD-диски с интерфейсом M.2, материнская плата, процессор, оперативная память, а также прочие компоненты. Корпус персонального компьютера вместе с находящимися в нем вышеперечисленными компонентами называется системным блоком.

На передней панели корпуса находятся следующие кнопки:

1. Кнопка Power (мощность). Включает и выключает компьютер

2. Кнопка Reset (сброс). Производит принудительную перезагрузку компьютера

3. Индикатор включения. Позволяет оценить текущее состояние ПК

4. Индикатор доступа к HDD. Этот индикатор горит в момент обращения различных программ к накопителю и при обработке информации.

5. Оптический накопитель, дисковод для CD/DVD/Blu-ray-дисков.

6. Флоппи-накопитель.

На задней панели корпуса находятся отверстия для разъемов:

1. Разъем для подключения мыши.

2. Разъем для подключения клавиатуры.

3. Разъем для подключения USB-устройств.

4. 9-контактный разъем последовательного порта COM.

5. Параллельный порт LPT для подключения принтера.

6. Линейный аудио-выход.

7. Линейный аудио-вход.

8. Разъем для микрофона.

9. 15-контактный разъем VGA для подключения монитора или 9-контактный разъем последовательного порта COM.

10. Разъем для подключения шнура питания.

11. Выключатель напряжения питания.

Существует несколько типов корпусов ATX:

1. Desktop.

2. Mini-Tower.

3. Midi (Middle)-Tower.

4. Big (full)-Tower.

5. AT

6. Barebone

7. Rack

8. Slim

Подробнее ниже,

Desktop - это настольный блок, предназначенный находиться на столе под монитором. Корпуса типа Tower (башня) - это вертикальные блоки, они же являются и самыми распространенными. Приставка «Mini-», «Midi-», «Big-» означает размер корпуса по вертикали.

Mini-Tower - довольно маленький по высоте корпус типа mini-tower раньше, в эпоху господства «матерей» формата Baby АТ, был самым широко распространенным, однако сейчас он встречается гораздо реже, так как с размещением в нем полноразмерных системных плат АТХ могут возникнуть проблемы, остаются только малогабаритные платы форматов micro-ATX и flex-АТХ. Такие корпуса чаще всего используется в РС самых простейших конфигураций и применяется в качестве офисных машин или сетевых терминалов.

Midi (Middle) tower - самый распространенный сегодня формат корпуса midi (middle)-tower АТХ, обеспечивает использование большого количества накопителей и практически всех типов системных плат при приемлемых габаритных размерах. Являясь настоящей «рабочей лошадкой», оптимально приспособленной для решения самого широкого круга задач, корпуса этого типа применяется практически везде.

Big (full)-Tower - являясь самыми крупногабаритными, корпуса типа big-tower обеспечивают размещение системных плат любых размеров и самого большого количества устройств формата 5,25", чаще всего 4- 6. Кроме того, они обычно комплектуются блоками питания повышенной мощности. Основная область применения корпусов - рабочие станции, небольшие серверы и компьютеры для продвинутых пользователей.

Однако в связи с всеширящейся экспансией недорогих IDE RAID-контроллеров в массовые устройства, потребность в большом количестве посадочных мест для дисковых накопителей может вывести корпуса big-tower в разряд наиболее распространенных устройств, особенно, если учесть, что современные высокоскоростные винчестеры в процессе работы ощутимо греются и уже сейчас начали появляться устройства, монтируемые в 5-дюймовые отсеки и предназначенные для охлаждения 3-х дюймовых HDD.

AT - практически не используемый на данный момент стандарт. Применялся для сборки компьютеров на базе Intel 486, Pentium I, Pentium II и их модификаций.

Barebone - это упрощённое решение от производителя, которое включает в себя всё для быстрого сбора компьютера и нуждается только в таких вариативных компонентах, как процессор, память и жёсткий диск. Процесс установки крайних занимает считанные минуты и компьютер выполнен. Как правило, в таких системах, производители используют собственные проприетарные компоненты, поэтому замена материнской платы или добавление какого-нибудь компонента, может вызвать некоторые затруднения.

Однако обычно, такие системы используются в качестве массовых корпоративных компьютерах либо, как персональный компьютер у человека не обременённого потребностями к апгрейду.

Rack - данный тип корпусов используется исключительно для установки компьютерного серверного оборудования в телекоммуникационные 19" стойки и шкафы.

Эти корпуса позволяют устанавливать большее количество оборудования, чем какие-либо другие, включая установку двух блоков питания для обеспечения резервирования электроснабжения. Данные корпуса различаются своей конфигурацией и комплектацией для сборки серверов различного назначения - от сервера обработки данных до дисковых массивов большой емкости.

Slim - развитие идеи миниатюризации применительно к компьютерной области породило такое чудо, как предельно интегрированные системные платы формата Flex-ATX и их естественное продолжение - корпуса Slim или Super Slim. В общем, все корпуса тесные, крайне неудобные, возможностей - минимум, а возможности модернизации очень ограничены, но зато - внешне они выглядят оригинально и эксклюзивно, но вот только стоят такие малыши гораздо дороже полнофункциональных машин, а рекламируется производителями, как недорогие решения для офисов, а порой и для домашнего применения.

1.1.2 Блок питания

Блок питания преобразует переменное напряжение электросети в постоянное напряжение различной полярности и величины, необходимое для питания системной платы и внутренних устройств.

Основной характеристикой БП является мощность. Стандартная мощность блока питания современного компьютера составляет от 300 Вт до 500 Вт. Блок питания содержит вентилятор, создающий циркулирующие потоки воздуха для охлаждения системного блока. Электропитание из единого блока питания подводится ко всем схемам и устройствам системного блока. Для более гибкого охлаждения используется блок питания с регулировкой напряжения и тока.

1.1.3 Жесткий диск

Жесткий диск, винчестер (HDD) - устройство, предназначенное для хранения больших объемов информации (значительно больших, чем может вмещать флоппи-диск, флеш-накопитель или оперативная память) и не теряющее эту информацию при выключении компьютера. Именно на жестком диске хранится операционная система и все программы, установленные на компьютере. Жесткий диск представляет собой металлический корпус небольших размеров, внутри которого расположено несколько очень быстро вращающихся дисков, на вариант 1 или более. Считывание информации с дисков и запись на них производятся посредством специальных магнитных головок, которые могут перемещаться над поверхностью диска, позиционируясь над одной из дорожек информации, записанной на его поверхности.

1.1.4 Накопитель флоппи-дисков

Дисковод для гибких дисков, дисковод для флоппи-дисков (FDD) - устройство для чтения информации с гибких дисков (дискет) и записи на них.

Дискета представляет собой небольшой трехдюймовый гибкий диск в защитном чехле, на который магнитным способом записывается информация. На гибких дисках можно хранить информацию совсем небольшого объема (до 1,44 Мбайт), в настоящее время они уже практически не используются.

1.1.5 Материнская плата

Материнская плата, системная плата (mainboard, motherboard) - плата больших размеров с установленными на ней микросхемами и разъемами для подключения процессора, оперативной памяти, вентиляторов с регуляторами оборотов и без них, жестких дисков с помощью интерфейсов, интерфейса передней части корпуса и дисковода, флеш-памяти SSD формата M.2 и видеокарты определенного формата.

Размер платы (Форм-фактор). Материнская плата должна иметь тот же форм-фактор, что и корпус, в который она будет установлена. Форм факторы бывают следующих типов:

1.AT

2. AT Extension

3. ATX

4. E-ATX

5. MicroATX

6. Mini-ITX

7. Mini-STX

1. AT. Устаревший формат. Использовался в основном в первых поколениях персональных компьютеров.

Компьютеры IBM PC AT имеют форм-фактор AT, который был уменьшен в размерах и стал называться Baby AT. Размеры обычных плат с форм-фактором Baby AT 21,7 сантиметров в ширину и 33,1 сантиметров в длину. Платы с форм-факторами 2/3 и 3/4 Baby AT того же размера, что и обычные платы Baby AT, но на 2,5-5 сантиметров короче. Сейчас используются очень редко.

2. AT Extension (расширение AT) - на сегодняшний день стандарт корпуса и системной платы для настольных компьютеров. Плата (стандартный размер - 305x244) располагается в нем длинной стороной вдоль задней стенки. Блок питания имеет приточную систему вентиляции, процессор устанавливается в непосредственной близости от него для минимизации длины питающих цепей и охлаждения от встроенного вентилятора (для мощных процессоров все же требуется собственный вентилятор). Некоторые блоки имеют автоматическую регулировку скорости вращения вентилятора в зависимости от температуры.

3. ATX (Advanced Technology Extented) - самый распространенный стандарт материнских плат на текущий момент.

Был разработан компанией Intel уже в далеком 1995 году в качестве альтернативы популярного на тот момент форм-фактора AT, но настоящую известность обрел лишь с 2001 года. Из базовых отличий от предшественника стоит отметить следующее: