Отправляет email-рассылки с помощью сервиса Sendsay
  Все выпуски  

Устройство персонального компьютера Устройство ПК: общие положения


Информационный Канал Subscribe.Ru

Устройство персонального компьютера

В настоящем выпуске речь пойдет об общем устройстве ПК. Мы не будем касаться глубин и всех особенностей архитектуры IBM PC-совместимых систем, а только лишь перечислим основные компоненты и узлы, наличие которых подразумевает термин "персональный компьютер".

О возможностях современных систем поговорим в других статьях. Здесь же я постараюсь на пальцах объяснить для каких целей архитектура ПК предусматривает установку тех или иных устройств. Заодно рассмотрим некоторые тонкости приобретения компонентов, широко представленных на современном компьютерном рынке.

Выпуск: #1
 
Устройство ПК: общие положения
 

Чтобы подобрать себе в пользование эффективный компьютер, адекватно отвечающий предъявляемым требованиям, необходимо иметь хотя бы минимальные знания о назначении главных компонентов персональной системы. Это пригодится и при поиске продавца, и при беседе с ним. Узлы, обеспечивающие нормальное функционирование домашних систем, перечислены ниже.

В общем случае, компьютер - это системный блок, монитор, клавиатура, мышь (дополнительное внешнее оборудование рассмотрим позже).

Монитор - это почти телевизор только с гораздо лучшим качеством изображения. На нем видны самые мелкие детали. Посредством монитора компьютерная система общается с пользователем. Результаты вашей деятельности отображаются на дисплее, и чем качественней вы подберете монитор, тем комфортней будет это общение.

Клавиатура компьютера стандартизирована. Стандарт предусматривает удобство управления с учетом опыта прошлых лет. Поэтому схема расположения клавиш заимствована у печатных машинок.

БОльшая часть основных функций управления компьютерной системой переложена на мышь. Потребность в ней появилась с возникновением графических оболочек и операционных систем вроде Windows. Мышь обеспечивает точное позиционирование, что позволяет в мгновение ока добраться до необходимых командных элементов, значков и кнопок, хотя отдача команд посредством клавиатуры значительно эффективнее катания мыши по столу: пока доберешься до полосы прокрутки у противоположного края окна - все состариться успеют. А на клавиатуре щелкнул горячее сочетание и уже результат. Однако это дело вкуса.

Корпус системного блока включает блок питания с вентилятором, обеспечивающим общее охлаждение системы. Корпус - это шасси, на которое крепятся все внутренние компоненты системы. Он служит также как защита от непреднамеренных механических воздействий. Внутрь корпуса лазить приходится довольно часто: то компонент заменить, то шлейф (кабель, соединяющий компоненты) поправить и его излишняя "закупоренность" только раздражает, но это другой вопрос.
Сейчас распространены корпуса, ориентированные в пространстве вертикально. Отсюда и название miditower - башня средней величины. Горизонтально расположенные системные блоки - это раритет. Не заостряйте на них внимание. Кроме неудобств никаких особенностей они не имеют.
Как я уже говорил, блок питания внутри корпусной коробки оснащается вентилятором. Многие компоненты системы в результате активной деятельности сильно нагреваются: жесткие диски, процессор, видеокарта, приводы CD-ROM. Дополнительный вентилятор призван охладить накалившуюся атмосферу внутри системной коробки. При покупке обратите внимание на мощность блока питания. При ее недостатке в дальнейшем вы не сможете установить дополнительный винчестер (жесткий диск) или более производительный процессор. По современным меркам покупать следует блоки питания мощностью не ниже 300 Вт.
Совет: не допускайте включения блока питания сразу же после его выключения (например, если неожиданно отключили свет). Подождите секунд 10-20, а затем смело жмите кнопку Power. Дело в том, что при выключении/включении в блоке питания происходят переходные процессы. В эти моменты нагрузка на него очень велика и неосторожные манипуляции могут вывести его из строя. А вообще, для таких случаев предусмотрены стабилизаторы напряжений и ИБП - источники бесперебойного питания. Если вы намереваетесь выполнять какие-либо важные расчеты с помощью своего электронного питомца, и надежность в его работе является для вас основополагающим фактором, то ИБП просто обязан находиться в вашем арсенале среди прочих не менее важных устройств.

Материнская (системная) плата - самая большая плата компьютера. Именно к ней присоединяются все остальные внутренние устройства, как-то: процессор, оперативная память, видеоадаптер, звуковая карта и т.п. На материнской плате располагается великое множество микросхем, без которых нормальная работа системы невозможна. Модель материнской платы и качество ее изготовления влияют на общую производительность системы. Экономить на ней не следует.
К материнской плате подключаются дополнительные платы расширения поменьше, осуществляющие необходимые функции. Многие из них стандартизированы (например порты ввода/вывода) и встроены в саму материнскую плату. В последнее время широкое распространение получили платы со встроенными аудио- и видеокартами. Востребованность первых обусловлена отсутствием необходимости в покупке дополнительного устройства воспроизведения звука, поскольку встроенные компоненты обеспечивают вполне достойное качество звучания, а доступ к аудиоданным производится гораздо быстрее. Если по каким-то причинам мощностей встроенной карточки недостаточно, всегда имеется возможность подключить дополнительное оборудование. Встроенные видеоадаптеры, как правило, не отвечают современным требованиям домашних компьютерных систем, используемых для широкого круга задач. В том числе и для игр, где мощность видеокарты имеет первостепенное значение. Обходите такие материнские карты стороной.
К покупке системной платы отнеситесь серьезнейшим образом. Она должна служить вам верой и правдой, дольше других компонентов (хотя все относительно). Замена материнской карты при модернизации системы - это самое последнее дело, крайний случай. Покупать рекомендуется у известных производителей. Надежные карточки у Gigabyte и AOpen. Но и MSI c Asus не отстают.

Процессор (микропроцессор) - мозг всей компьютерной системы. В отличие от других микросхем имеет довольно внушительные размеры. Состоит из десятков миллионов транзисторов, образующих отдельные логические схемы.
Общая схема процессора включает арифметико-логическое устройство, внутреннюю память (регистры), кэш (сверхоперативная память), схемы управления всеми операциями, а также схемы управления внешними шинами (каналы-магистрали, по которым передаются данные и команды) для связи с внешним миром. Данные и команды пересылаются процессору по внешним шинам и обрабатываются в арифметико-логическом устройстве. Результат выводится на внешнюю шину.
Чем больше разрядов имеют схемы процессоров, тем большее количество информации обрабатывается за такт, что непременно сказывается на производительности компьютерной системы. Первые микропроцессоры были 4-х разрядными. Бум персональные компьютеры пережили в эпоху 8- и 16-разрядных процессоров. В настоящее время широко используются 32-разрядные. Однако не за горами то время, когда и 64-разрядные схемы процессоров перейдут в массовое пользование (в price-листах компьютерных салонов они на последних позициях ценовых категорий - июль, 2004). Представителей процессорного рынка мы рассмотрим подробнее в других выпусках. Здесь же следует отметить, что в высокопроизводительных системах применяются материнские платы для 2-х и более процессоров - вот она реальная многозадачность, а не жалкая эмуляция.
Современные процессоры с целью защиты от перегрева и преждевременного выхода из строя обеспечивают радиаторами, осуществляющими отвод тепла, и вентиляторами. Исключение составляют процессоры для портативных компьютеров, где питание от аккумуляторов не допускает установку дополнительных второстепенных потребителей энергии.

Оперативная память предназначена для хранения необходимых данных, результатов вычислений и других "продуктов жизнедеятельности" компьютера для быстрого доступа к ним со стороны запрашивающих устройств. Оперативная память недолговечна. Данные в ней "живут" пока она питается электроэнергией. При выключении компьютера, вся информации, находящаяся в оперативной памяти, теряется. Не пугайтесь. Операционная система (ОС) и управляющие программы перед закрытием и выходом записывают все необходимые параметры в постоянную память, а затем при загрузке восстанавливают. Поэтому при выходе из системы следует производить штатное завершение ее работы. Если вы просто отключитесь от сети, ОС не успеет сохранить все данные из оперативной памяти. С аппаратной частью ПК ничего не случится, а вот результаты трудов вашей деятельности и служебные данные операционной системы могут пострадать.
При покупке оперативной памяти учтите, что ее никогда не бывает слишком много, а из-за ее нехватки работа за компьютером будет не такой комфортной. Сейчас минимумом для нормальной работы за персональным компьютером в современной ОС и отвечающих требованиям сегодняшнего дня приложениях является 128 Mb памяти. Но лучше всегда иметь резерв: 256 Mb или 512 Mb - самое то. 1024 Mb - роскошно, но дорого и пока не эффективно (есть исключения). Не забывайте также про наличие различных спецификаций у микросхем памяти. От этих технологических норм будет зависеть производительность системы. Существующие спецификации: PC133, PC1600, PC2100, PC2700, PC3200. Чем больше цифра, тем совершенней микросхема. Обо всех нюансах и имеющихся на сегодняшний день моделях микросхем оперативной памяти читайте в соответствующих статьях.

Для подключения монитора к компьютеру служат видеоадаптеры (видеокарты), осуществляющие формирование сигнала для отображения на дисплее области памяти с данными об изображении и синхронизирующими сигналами - горизонтальной и (строчной) и вертикальной (кадровой) развертки. Видеоадаптеры прошли долгий путь развития. Подробно об этом мы поговорим в других статьях, а сейчас лишь скажем, что в настоящее время широко используется стандарт SVGA (Super Video Graphics Array). Видеоустройства, поддерживающий стандарт SVGA (все современные), способны отображать до 16,8 миллионов цветов и обеспечивают максимально качественное изображение, приближенное к натуральному.

Жесткий диск (HDD - hard disk drive) в обиходе называют "винчестером". Это то хранилище, куда операционная система и запущенные программы помещают результаты своих трудов, различную служебную информацию и параметры работы. В отличие от оперативной памяти винчестеры гарантируют долговременное хранение информации, для чего не требуется постоянное питание компьютера от внешнего источника электроэнергии. Для записи данных в жестких дисках используется магнитный слой. Он покрывает диски, вращающиеся внутри винчестера с огромными скоростями. Вдоль дисков перемещаются головки чтения/записи. Жесткий диск является продуктом высоких технологий и требует к себе бережного отношения. Повредить магнитный слой или магнитную головку особых трудов не составляет, а восстановить информацию с поврежденных секторов - вот это проблема.

FDD (floppy disk drive) - дисковод гибких дисков - представляет собой устройство чтения/записи сменных гибких дисков (флоппи-дисков, дискет). Ранее применялись магнитные диски 2-х размеров: 5,25'' (133 мм) и 3,5" (89 мм). Первые давно исчезли, а 3,5'' используются только для переноса относительно небольших (1,44 Mb) объемов информации между компьютерами. Данные на гибких дисках хранятся подобно данным на винчестере за тем лишь исключением, что диск во флоппи-дисководе вращается с много меньшей скоростью и он всего один. Из-за недостаточной герметизации дискеты чаще всего выходят из строя. Таким образом, как носитель информации флоппи-диск крайне ненадежен. Во избежание неприятностей, связанных с потерей ценных сведений, остерегайтесь хранить данные на дискетах в течение длительного периода.

CD-ROM (compact disk-read only memory) - устройство чтения компакт дисков. Объем одного CD составляет 650 Mb (и выше - имеются диски до 700 Mb). Это около 450 трехдюймовых дискет. Преимущества компакт-дисков перед "флоппиками" видны невооруженным глазом. Надежность хранения информации на CD гораздо выше, нежели у дискет. Компакт-диски не боятся магнитных полей и мелких царапин. Чтение данных производится с большой скоростью. Поэтому программное обеспечение для ПК поставляется именно на компакт-дисках. (раньше для этих целей использовались дискеты, но ввиду стремительно растущего объема программ, в настоящее время они не применимы). Помимо чтения программных данных дисководы CD-ROM предоставляют возможность прослушивания аудио компакт-дисков и обеспечиваются разъемом для наушников, регулятором громкости и другими необходимыми атрибутами.
Поскольку одного лишь чтения компакт-дисков сейчас недостаточно, в последнее время широкое распространение получили устройства чтения и записи/перезаписи CD. Так как информация на лазерных дисках физически представлена иным образом, нежели на дискетах и винчестерах, от новых приводов требуется особая технология записи - технология прожига CD. Модифицированные приводы и диски (болванки) позволяют также осуществлять и перезапись, правда, ограниченное число раз и с меньшей скоростью, но разве это проблема?

Звуковая карта относится к мультимедийным устройствам, позволяющим воспроизводить музыку и внятную человеческую речь. Современные звуковые компьютерные устройства шагнули далеко вперед. Даже возможностей встроенной в материнскую плату звуковой карточки за глаза хватает любителям горячих игровых баталий, а о рядовых пользователях я и не говорю (6-ти канальный звук и все такое ;)).
Назначение звуковой карты состоит в формировании сигнала, воспринимаемого человеческим ухом, на основе данных в системной памяти. Далее сформированный сигнал поступает на акустическую систему. Но и без звуковой карты и колонок компьютер также способен подавать звуковые сигналы (попискивания) - простейшие последовательности звуков различной частоты (тона), вырабатываемые встроенным динамиком. Динамик компьютерной системы выполняет, в основном, служебные функции. Он прикреплен к корпусу системного блока и поставляется вместе с ним.

Бурное развитие Интернета и службы World Wide Web (WWW) привело к тому, что всякий уважающий себя пользователь "персоналки" не мыслит теперь свою жизнь без модема (сокращ. от модуляция-демодуляция), осуществляющего связь между компьютерной системой и телефонной линией. Именно она широко применяется для отправки и получения пакетов данных, обеспечивающих присутствие пользователях во ВСЕМИРНОЙ ПАУТИНЕ. Посредством модема компьютер и управляющая программа, например почтовая, запрашивает необходимую информацию у соответствующего сервиса, этой самой информацией нас обеспечивающего. Так как первичное назначение телефонного провода состояло только в передаче голосовой информации, основная функция модема состоит в кодировании и раскодировании цифровых и звуковых сигналов.

Среди внешних устройств, подключаемых к персональной системе и широко применяемых для повседневных нужд, выделяются принтер и сканер. Первый предназначен для вывода документов на печать (т.е. из электронной формы в бумажную). Сканеры выполняют обратную функцию - чтение бумажных документов (текст, картинки) и формирование электронного образа. Цены на них в настоящее время довольно низки, а функции, ими выполняемые, всегда востребованы. Поэтому наличие принтера и сканера просто необходимо для комфортной работы за компьютером и расширения круга решаемых задач.

И напоследок, поговорим о способах хранения и передачи информации. Устройство компьютера предусматривает кодирование данных посредством двоичной системы - системы нулей и единиц. Почему в компьютерах принят этот способ хранения? Дело в том, что двоичная система идеально подходит под описание любого процесса, происходящего внутри ПК. Примеры: наличие или отсутствие электрического сигнала, намагниченность или не намагниченность области и т.п. Последовательностью таких состояний можно закодировать любой символ, букву, звуковой сигнал или другой вид информации.
Для человеческого мозга двоичную систему удобнее представлять в виде 0 и 1. Каждая буква алфавита и общепринятые символы кодируются последовательностью из 8 нулей и единиц (01010101 или 10000110). Таким способом имеется возможность закодировать до 28 (256) знаков. Битом называют наименьшую единицу информации в виде 0 или 1, участвующие в кодировании. Таким образом, символ может быть представлен в виде комбинации из 8 бит. Объем в 8 бит носит название 1 байт. Поскольку 1 байт - это слишком малый объем, приняты его производные, широко применяемые в обиходе: килобайты (Kb), мегабайты (Mb) и гигабайты (Gb) - соответственно 1000, 1000000 и 1000000000 байт. На физическом уровне информационный блок может быть представлен последовательностью физических состояний (например, в виде чередующихся намагниченных и не намагниченных участков для магнитных носителей или отражающих и не отражающих областей для CD).
Представленная схема хранения данных упрощена донельзя, поскольку имеется множество нюансов, рассмотрение которых выходит за рамки настоящей статьи. Подробное освещение данной темы смотрите в соответствующих выпусках. Следите за выходом.




Copyright © 2004 by Вадим Мальков
Все права защищены.


http://subscribe.ru/
E-mail: ask@subscribe.ru
Адрес подписки
Отписаться

В избранное