Файл: Устройство персонального компьютера (Устройство системного блока).pdf

Содержание:

Введение

С чего все начиналось. Не так давно купить персональные компьютеры могли только крупнейщие компании или очень богатые люди. В основном приобретали персональные компьютеры научно-исследовательские центры, государственные предприятия и военные органы. В первые компьютеры появились лишь в 70-х годах 20 века. Но, это был не персональный компьютер, а набор комплектующих с инструкцией по сборке, но это еще не все мало того что его надо было собрать, так эти компьютеры не имели программной начинки, после сборки их надо было программировать для работы. Это вызывало недоумение обычных людей, которые просто хотели пользоваться ими, из за этого компьютеры и не вызывали на себя спрос. Решением проблемы стала продажа собраных и запрограммированных компьютеров которыми смог бы пользоваться человек без специальных знаний программирования и кодирования. Так сказать компьютеры для личного пользования. Они и стали называться персональным или домашним компьютером.

Персональные компьютеры (ПК) получили широкое распространение в течение последних нескольких десятков лет. Из названия логично предположить, что такой компьютер создан для обслуживания одного пользователя. Не смотря на свои небольшие габариты и довольно невысокую стоимость, современные ПК обладают немалой мощностью. Целью реферата будет понимание как же все таки устроен персональный компьютер из чего он состоит и как в отдельности работают его комплектующие и периферийная часть его составляющей.

1. Устройство системного блока

Пожалуй начну с самой большой и видимой части системного блока, основой на которой держаться все остальные части системного блока компьютера то есть — корпуса. Это металлический каркас, снабженный блоком питания. На нем расположенны необходимые крепления для внутренних комплектующих. Корпус состоит из двух основных частей:

1. Рама — это металлический каркас, на котором расположенны крепления для всех внутренних устройств.

2. Панель для крепления системной платы – это панель на которой закрепляется системная плата, как можно увидеть из названия.

Так же оснащен съемной боковой крышкой для доступа к внутренним комплектующим.

Корпуса разделяют на 2 вида горизонтальные и вертикальные:

Горизонтальные или на анг. Desktop. Корпус с горизонтальной направленностью и таким же размещение комплектующих. Представляет из себя прямоугольную коробку с горизонтальным расположением кнопок, разъемов USB и др. Чаще всего ложат на стол, а сверху ставят монитор.У корпусов типа Desktop есть свои особенности.

Положительными особенностями являються его малые габариты и близкое расположение к пользователю, что дает легкий доступ к кнопкам и различным разъемам.

К отрицательным же относиться именно его малые размеры, из-за которых уменьшаються КПД охлаждающих систем внутри этого маленького корпуса, так же возможность заменны в таких корпусах комплектующих на более мощные может быть не возможна, если новые комплектющие туда просто не войдут.

Вертикальные или на анг. Tower. Так же делиться на несколько типов:

Mini Tower – самый маленький из Tower. Из за не больших размеров этот Tower можно поставить на небольшой стол, если у вас мало места и не большие требования к компьтеру, то вам вполне может подойти этот корпус. Но конечно же с таким корпусом не получиться сильно модернизировать ваш ПК.

Midi Tower – средний по размерам корпус, очень распространеный из-за пропорций цены качества. Корпус вполне подойдет для сборки не плохой системы. Достаточно места для модернизации и замены комплектующих на более мощные, имеет не плохую вентиляцию.

Big Tower – самый большой из Tower большие размеры делают его идеальным для мощных систем. Максимальное количество креплений для устройств 5-25 и 3-5, много свобоного пространства что дает отличное охлаждение внутренних комплектующих. Единственные не достатки этого «гиганта» так это его размеры и цена.

Так же корпус может быть оснащен кардридером, дополнительными USB разъемами и разъемами под наушники, микрофон. Корпус чаще всего продается вместе с блоком питания. Основная функция блока питания – преобразование переменного тока высокого напряжения (110–230 В) в постоянный ток низкого напряжения. Главной характеристикой блока питания является его мощность (ВТ) она должна быть равна или чуть больше мощности вашей системы.

Внутри корпуса располагаются комплектующие:

• Материнская плата
• Процессор
• Оперативная память (ОЗУ)
• Видеокарта
• Жесткий диск

1.1 Материнская плата

Материнская плата или на анг. mother board — это основная микросхема в компьютере. На системную плату устанавливаются различные комплектующие такие как: процессор (ЦПУ), видеоплата (ГПУ), оперативная память (ОЗУ), так же на системной плате присутствуют различные слоты расширения (AGP,PCI) в эти слоты подключаються платы расширения это могуть быть вторая видеоплата, более продвинутая аудиоплата, чем ваша встроенная, сетевые платы такие как Wifi приемники или просто платы для подключения патчкорда (или кабеля интернета). Так же к системной плате подключаються CD и DVD- приводы, картридеры, передние USB разъемы на корпусе и конечно кнопки включения/выключения питания компьютера, а так же кнопка RESET перезагружающая систему. Системная плата соединяет все внутрение комплектующие системного блока и внешние перефирийные устройства. Некоторые платы расширения почти всегда запаяны в системную плату такие, как сетевой адаптер и звуковая плата эти платы извлеч нельзя, так как они являються частью материнской платы.

Основные элементы материнской платы:

• Чипсет или на анг. chipset – это микросхемы, которые отвечают за работу с комплектующими и внешними перефирийными устройствами компьютера. Чипсет основная микросхема материнской платы, исходя из того насколько мощный чипсет, настолько мощные процессор и видеоплату можно будет установить на эту системную плату.
• Разъемы системной платы для подключения к ней внешних переферийных устройств.
• Разъем для подключения электропитания от блока питания.
• Разъем для процессора или сокет.
• Слоты для модулей оперативной памяти.
• Разъемы IDE-устройств для приводов компакт-дисков или жестких дисков. Но IDE уже устарела, сейчас уже почти на всех новых платах стоит новый разъем SATA к которым, так же подключаються различные DVD приводы, жесткие диски и SSD.
• Так же на системной плате присутствует батарейка. Служит она для сохранения настроек компьютера в выключенном состоянии или даже совсем, отключенным от питания.
• Слоты PCI-E. Их используют для подключения многих внутренних плат расширения. PCI-E слоты бывают разных видов: к длинным относяться PCI-E 16x/8х/4х, а к коротким PCI-E 1x. Длинные слоты используют для установки видеокарт, различаються они только скоростью передачи данных, а в PCI-E 1х устанавливают звуковые карты, ТВ-тюнеры и другие.
• Постоянное запоминающее устройство или на анг. ROM, представляет собой микросхемы, которые хранят в себе необходимую информацию для включения компьютера. Эта информация сохраняеться благодаря батарейке на системной плате, даже в выключенном состоянии и ваши настройки не собьються при выключении. Эта информация называеться BIOS основная система ввода-вывода информации.
• Системные платы бывают разных форм-факторов самый распространненый из них ATX. А получили они свое распространение благодаря одной из своих особенностей – автоматическое управление питанием, эта особенность позволяет включить или выключить компьютер дистанционно, за счет того, что после выключения на плату подаеться питание.

Платы ATX имеют разные форм-факторы:

• FullATX – стандартная ATX плата приставку пишут чтобы не путать с другими форм факторами.
• MiniATX – приставка Mini позволяет понять что эта плата меньших размеров чем Full. За счет маленьких размеров в основном устанавливаеться в корпуса MiniTower, реже в MidiTower.
• MicroATX – еще меньше, чем miniATX. В основном используеться для малобюджетных систем.
• FlexATX – самая маленькая в серии ATX. Предназначена для самых маленьких и слабых систем.

1.2 Процессор

Процессор или на анг. CPU — устройство обработки информации, выполняющие многочисленные математические операции во время выполнения ПК каких либо задач. Процессор состоит из пластины кремния на которой расположенны миллиарды транзисторов. Эти транзисторы выполняют всю работу, связанную с вычислениями. Чаще всего процессор крепиться сразу в сокет на материнской плате, но иногда он крепиться через специальную плату.

Характеристики процессоров:

• Тактовая частота – это характеристика показывает сколько операций в секунду может выполнить процессор. Процессор исполняет огромное количесто операций для работы пользовательских программ, операционных систем, служб и драйверов. Для процессора программы представляют последовательные действия, что и когда надо сделать. Тактом или на анг. tick называется обновление процессора после обработки одной или нескольких процессов. Некоторые процессы выполняються за один или несколько тактов. Конечно есть процессоры выполняющие множество операций за такт. Так же способность процессора выполнять различное количество операций за такт определяеться его архитектурой и команды какой сложности он может выполнять.
• Кеш или на анг. cache – выделенная память, установленна на микросхеме процессора и работает на той же частоте что и сам процессор. В этом кешэ храниться список команд, который надо выполнить процессору. То есть кэш облегчает постановку задач процессору блягодаря этому не приходиться ставить задачи по одной и терять время на передачу каждой через оперативную память. Так же в кэш может загружаться информация, которая может пригодиться в ближайщее время для быстрого их исполнения. Так процессор путем анализа может добавлять в кэш информацию, которая потребуеться для выполнения ближайших по времени процессов. Процессоры бывают и с двухуровневым кэшем L1 и L2.
• Разрядность – характеристика указывающая сколько бит, может обрабатывать процессор за одну операцию. За время развития процессоров их разрядность выросла с 4 до 64 бит.
• Внешняя шина процессора или на анг. Front Side Bus, FSB – канал связывающий взаимодействие процессора и оперативной памяти. Основная характеристика шины это ее показатель тактовой частоты, а называется она внешней тактовой частотой или частотой системной шины. По этой внешней шине информация передаеться не целиком, а кусочками или тактами. Так же внешняя шина имеет ширину шины, определяющая сколько информации можно передавать по шине за один такт. Все шины в компьютере состоят из двух: шины адреса и шины данных.

Шина данных являеться проводником информации, которая передаеться процессору на обработку. Большее количество разрядов передающееся за один такт увеличивает производительность процессора. Адресная шина служит для получения процессором нужной ему информации, которая в свою очередь имеет свой номер. Так как каждый байт информации в компьютере пронумерован, процессор обращаеться к ее номеру или адресу, чтобы получить запрашиваемую информацию, а адресная шина передает этот адрес. Таким образом от ширины адресной шины зависит максимальное цифровое значение адреса и максимально устанавливаемое на персональный компьютер количество оперативной памяти.

1.3 Видеокарта

Видеокарта или на анг. GPU – это устройство, отображающее на мониторе изображение предварительно обработав видеоданные полученные от процессора. От мощности видеокарты зависит изображение на мониторе, его разрешение, количество цветов, сможете ли вы поиграть в новую видеоигру или работать с мощными графическими программами. На старых компьютерах которые работали только в текстовом режиме видеокарт вообще не было, в таких компьютерах выводом текста на монитор занимался процессор, а в оперативной памяти была экранная память, которая отвечала за расположение текста на экране. Сейчас же видеокарты помогают процессору обрабатывать информацию и берут на себя обработку видеоданных, распределяя работу и улучшая производительность. Первые GPU создавались для работы с двухмерной графикой и назывались 2D – ускорители. Дальше с развитие компьютеров были созданны 3D – видеокарты на которых начали создавать 3D графику, что послужило быстрому развитию игровой индустрии. Производители игр всегда пытаються сделать «картинку» в играх лучше, что приводит к повышению системных требований игр и усовершенствованию видеокарт. Увеличение мощности видеокарт привело к тому, что современные видеокарты не могут работать без охлаждающей системы, иначе они просто перегреються. Так же это привело к нехватки питания, через слот PCI – E для таких видеокарт делают специальный разъем для дополнительного питания от блока.

Основные элементы видеокарт:

• Графический процессор. Получая и обрабатывая видеоданные с процессора он воссоздает изображение из цвета и координат каждой точки, далее отправляя видеоданные в видеопамять и на монитор.
• Видеопамять. Специальная память видеокарты хранит в себе видеоданные, которые будут выведенны на монитор следующими или следующий кадр, такжи эти кадры называют FPS. Часть видеопамяти отделенна и называеться буфер кадра или на анг. Frame Buffer – она содержит видеоданные для дальнейшего отображения на мониторе В другой части видеопамяти содержаться видеоданные о некоторых графических элементах, которые отбражаються в данный момент, что позволяет ускорить работу и уменьшить прорисовку графики.