§ 2.2. Персональный компьютер

2.1. Системный блок

Персональный компьютер (ПК) — компьютер многоцелевого назначения, предназначенный для работы одного человека (пользователя), достаточно простой в использовании и обслуживании, имеющий небольшие размеры и доступную стоимость.

Все устройства, входящие в состав ПК, можно разделить на две группы: 1) устройства, входящие в системный блок; 2) внешние устройства.

Основной частью персонального компьютера является системный блок. В системном блоке находятся (рис. 2.5):

• материнская плата — к ней подключены все остальные устройства системного блока; через материнскую плату происходит обмен информацией между устройствами, их питание электроэнергией;
• центральный процессор (CPU);
• оперативная память (RAM);
• жёсткий диск (HDD) — магнитный диск в герметичном корпусе, служащий для длительного хранения информации; на нём расположены программы, управляющие работой компьютера, и файлы пользователя;
• устройство для чтения/записи на оптические диски CD, DVD (дисковод и накопитель);
• карты расширений:
  • видеокарта (Video Card) — предназначена для связи системного блока и монитора; передаёт изображение на монитор и производит часть вычислений по подготовке изображения для монитора;
  • звуковая карта (Sound Card) — предназначена для подготовки звуков, воспроизводимых колонками, в том числе для записи звука с микрофона;
  • сетевая карта — служит для соединения компьютера с другими компьютерами по компьютерной сети;
• блок питания — преобразует ток электрической сети в ток, подходящий для внутренних компонентов компьютера;
• порты компьютера — разъёмы на системном блоке, предназначенные для подключения внешних устройств.

2.3. Компьютерные сети

Существуют компьютеры, работающие автономно, и компьютеры, объединённые в компьютерные сети. Сети нужны для обмена информацией между компьютерами, совместного использования общих программ, данных и устройств. Например, в кабинете информатики компьютеры объединяют в сеть, чтобы ученики могли работать с одними и теми же данными и использовать общий принтер. Это пример локальной сети.

Интернет — это глобальная компьютерная сеть, связывающая между собой миллионы компьютеров и сетей со всего мира.

Основу Интернета составляют мойщые компьютеры, расположенные по всему миру и соединённые между собой надёжными и высокоскоростными каналами связи. К этим компьютерам присоединяются региональные сети, через которые к Интернету можно подключиться с любого персонального компьютера.

Компьютеры, подключенные к сети, условно можно разделить на две категории. Те компьютеры сети, которые хранят, сортируют и поставляют общую для сети информацию, управляют общими устройствами, называются серверами. Компьютеры, которые эту информацию используют, например домашние компьютеры, называются клиентами.

Основная характеристика подключения компьютера к сети Интернет — скорость передачи данных по имеющемуся каналу связи. Она измеряется в битах в секунду (бит/с), а также Кбит/с (1 Кбит = 1024 бита), Мбит/с и Гбит/с.

Cd/dvd привод

Устройство позволяет читать и записывать данные  дисков CD и DVD

Блок питания

Для питания компьютера необходим блок питания. От его надежности зависит стабильность работы компьютера. Устанавливается блок питания в специальный отсек системного блока и подключается к материнской плате, видеокарте и некоторым другим внутренним устройствам посредством кабелей.

При выборе блока питания необходимо учитывать его суммарную мощность, силу тока на линии 12В (эти показатели должны удовлетворять требования видеокарты, процессора и других «потребителей электричества»), а также наличие выводов с необходимыми разъемами и другие характеристики.

Подробнее о выборе блока питания и его характеристиках можно узнать

Видеокарта

Видеокарта (видеоадаптер, графический адаптер, графический процессор, GPU) – часть компьютера, отвечающая за обработку видеоинформации и ее вывод на монитор (см. рис.). Современные видеокарты подсоединяются к разъему PCI-Express x16. Некоторые материнские платы имеют несколько разъёмов PCI-Express x16.

Во многих случаях компьютер может успешно работать и без отдельной видеокарты, поскольку многие современные процессоры оснащены интегрированными (встроенными) графическими чипами. Такой чип заменяет видеокарту. Он может быть интегрирован также и в материнскую плату (в очень старых компьютерах).

Возможностей встроенных чипов вполне достаточно для офисной работы, т.е. обработки текста, чтения страниц Интернета, просмотра видео, фотографий и даже игры в несложные игры (типа пасьянс «Косынка» или «Солитер»). Если же компьютер предназначен не только для офисных задач, но и для серьезной работы с графикой или игры в 3D-игры, без отдельной (дискретной) видеокарты не обойтись.

В игровом компьютере отсутствие отдельной видеокарты не может компенсироваться наличием быстрого процессора. Процессор среднего уровня в паре с хорошей видеокартой в играх оставит далеко позади самый быстрый процессор с интегрированным видеоадаптером.

Подробнее о видеокарте можно узнать

Вопросы

1. Ознакомьтесь с материалами презентации к параграфу, содержащейся в электронном приложении к учебнику. Какими слайдами вы могли бы дополнить презентацию.

2. Какие устройства входят в состав системного блока персонального компьютера?

3. Каков объем жесткого диска компьютера к которому вы имеете доступ в школе или дома?

4. Какие группы клавиш можно выделить на клавиатуре? Дайте их краткую характеристику?

5. Какие типы принтеров вам известны? Приходилось ли вам распечатывать информацию на принтере? Если да, то какого он был типа?

6. Один из первых отечественных персональных компьютеров БК-0010 имел оперативную память 16 Кбайт.Сколько страниц текста можно было бы разместить в памяти этого компьютера если на странице размещается 40 строк по 60 символов в каждой строке а для хранения одного символа требуется 8 битов?

7. Текст занимает полных 5 страниц. На каждой странице размещается 30 строк по 70 символов в строке. Какой объём оперативной памяти (в байтах) займёт этот текст?

8. CD объёмом 700 Мб весит 15 г. Сколько будет весить набор таких дисков, необходимый для полного копирования информации с жёсткого диска объёмом 320 Гбайт?

9. Скорость передачи данных по некоторому каналу связи равна 256000 бит/сек. Передача данных через это соединение заняла 2 минуты. Определите информационный объем данных в килобайтах.

10. Постройте граф, описывающий состав устройств персонального компьютера.

11. В сети Интернет найдите информацию об оптических дисках. В чём состоит различие между CD и DVD? В чём их сходство?

Другие важные устройства

В системном блоке любого современного компьютера также есть:

Сетевая карта

Как правило, она уже встроена в материнскую плату компьютера и приобретать ее не нужно. Но если, например, встроенная карта вышла из строя или ее возможностей недостаточно, можно купить отдельную сетевую карту. Как правило, устанавливается она в разъем PCI-E материнской платы.

Звуковая карта

Здесь аналогичная ситуация. Все современные материнские платы оснащаются встроенной звуковой картой, которая выдает вполне качественный звук. Но если качество звучания «встройки» не устраивает, или же она вышла из строя, всегда можно приобрести отдельную звуковую карту и установить ее в PCI-E материнской платы.

Для полноценной работы важно не только собрать компьютер в единое целое. Чтобы «оживить» все это «железо»

обязательно нужна операционная система

и другое программное обеспечение, которое устанавливается на постоянное запоминающее устройство.

Подробнее об операционной системе можно узнать

Выше перечислены только важные устройства, которые должны быть в компьютере. Однако, в системный блок можно установить еще много другого оборудования: дисководы оптических дисков, Wi-Fi-адаптеры, Bluetooth-адаптеры, модемы, карты захвата видео, ТВ-тюнеры, карт-ридеры и т.д.

Если компьютер перегревается, в системный блок можно поставить дополнительные кулеры (вентиляторы). Если они создают много шума, можно установить реобас для ручной регулировки скорости их вращения. Для охлаждения процессоров и видеокарт существуют также высокоэффективные и тихие системы водяного охлаждения.

Если важен внешний вид, можно купить прозрачный корпус системного блока и установить внутрь цветную подсветку.

В общем, как и в случае с автомобилем, компьютер можно «тюнинговать» до бесконечности.

Жесткий диск

Жесткий диск или накопитель на жестких магнитных дисках – запоминающее устройство, предназначен для хранения информации. Именно на жестком диске хранятся все ваши данные и установлена операционная система Windows (Linux). На настоящее время набирают популярность SSD диски.

Жесткий диск (хард, винчестер)

Это хранилище всей информации, всех данных созданных на компьютере. На нем также хранятся программы , которые используются для работы на компьютере. Может отличаться размером хранимой информации и скоростью чтения/записи с диска

Звуковая карта

Устройство, позволяющее прослушивать различные звуки воспроизводимые компьютером при помощи колонок, наушников или динамика. Также устройство может записывать звуки на компьютер при помощи микрофона. Бывает встроенной и внешней.

Кардридер

Это устройство для чтения различных карт память (смарт карты, флеш карты, SD карты итп)

Клавиатура

Клавиатура является устройством ввода информации в компьютер.

Стандартная клавиатура имеет 104 клавиши, которые можно условно разделить на несколько групп.

Функциональные клавиши F1-F12, расположенные в верхней части клавиатуры, предназначены для выполнения ряда команд при работе с некоторыми программами.

Символьные (алфавитно-цифровые) клавиши — клавиши с цифрами, русскими и латинскими буквами и другими символами, а также клавиша «пробел»; используются для ввода информации в компьютер.

Клавиши управления курсором — чёрточкой, отмечающей на экране монитора место ввода очередного символа. К ним относятся четыре клавиши со стрелками, перемещающие курсор на одну позицию в заданном направлении, а также клавиши Home, End, PageUp, PageDown, перемещающие курсор соответственно в начало строки, в конец строки, на страницу вверх и на страницу вниз.

Дополнительные клавиши, расположенные с правой стороны клавиатуры, могут работать в двух режимах, переключаемых клавишей NumLock:

• при включённом индикаторе NumLock это удобная клавишная панель с цифрами и знаками арифметических операций, расположенными, как на калькуляторе;
• если индикатор NumLock выключен, то работает режим управления курсором.

Специальные клавиши (Enter, Esc, Shift, Delete, Backspace, Insert и др.) — это клавиши для специальных действий; они рассредоточены по всей клавиатуре.

Клавиша Enter завершает ввод команды и вызывает её выполнение. При наборе текста служит для завершения ввода абзаца.

Клавиша Esc, расположенная в левом верхнем углу клавиатуры, обычно служит для отказа от только что выполненного действия.

Корпус системного блока

Это коробка, чаше всего из пластика, куда устанавливаются все элементы системного блока. Корпуса могут отличаться размерами (Mini Tower, Midi Tower, Big Tower, Full Tower) и форм фактором(AT, ATX, micro ATX, mini ITX)- по сути размер материнской платы , устанавливаемой в корпус.

Материнская плата

Основой любого компьютера (системного блока) является материнская плата (главная плата, англ. motherboard, MB, mainboard, разг. – мамка, материнка, мать и др.). Ее невозможно не заметить, если открыть крышку системного блока (она самая большая).

К материнской плате подсоединяются центральный процессор, оперативная память, видеокарта, запоминающие устройства и др. На ней же размещены USB и другие разъемы для подключения остального оборудования (см. рис.). Главная задача материнской платы – соединить все эти компоненты и заставить их работать как единое целое.

Подробнее о материнской плате читайте

Материнская плата (материнка)

Плата объединяющая  устройства системного блока, а также внешние устройства . На ней можно найти разъемы для подключения процессора, жесткого диска, памяти, блока питания итп а также клавиатуры, мыши, монитора …

Микрофон

Ввод звуковой информации в компьютер осуществляется через микрофон, подключённый к звуковой карте.

Монитор

Монитор — основное устройство персонального компьютера, предназначенное для вывода информации. На экран монитора выводится вся информация о работе компьютера; он позволяет отслеживать, что происходит в компьютере в данное время, каким вычислительным процессом занят компьютер.

Оперативная память

В состав компьютера обязательно входит оперативная память (оперативное запоминающее устройство, сокращенно — ОЗУ). Это очень быстрый буфер памяти, используемый процессором. В упрощенной схеме его предназначение можно объяснить следующим образом.

Процессор работает по конвейерной схеме. Для обработки данных он делит их на блоки. Временно эти блоки нужно где-то хранить, но так, чтобы получать к ним моментальный доступ. Использовать с этой целью постоянные запоминающие устройства нельзя, поскольку скорость доступа к находящейся на них информации слишком низкая. Для этого и предназначена оперативная память, скорость которой выше в разы.

Важно, чтобы у компьютера был достаточный объем ОЗУ. Если при выполнении каких-то расчетов свободная оперативная память заканчивается, процессор для ее расширения начинает использовать постоянное запоминающее устройство. Скорость работы компьютера в такие моменты сильно снижается.

Оперативная память компьютера состоит из одного или нескольких модулей ОЗУ — микросхем памяти (см. рис.), которые устанавливаются в специальные разъемы материнской платы. Эти микросхемы энергозависимы. То есть, все находящиеся в них данные «исчезают» при отключении питания (если вынуть модуль из разъема материнской платы или выключить компьютер).

Модули ОЗУ бывают нескольких типов. Самым современным и быстрым типом ОЗУ сейчас является DDR4, хотя более старые и медленные DDR3 и DDR2 по-прежнему в ходу и являются достаточно распространенными. Разъемы разных типов ОЗУ отличаются. На материнскую плату, рассчитанную на установку DDR3, невозможно установить модули DDR4 или DDR2. Даже физически они туда не войдут.

Подробнее об оперативной памяти можно узнать

Принтер

Для вывода информации на бумагу предназначены принтеры. Принтеры бывают чёрно-белыми и цветными. Также они различаются по способу действия. Принтеры ударного действия наносят удар по красящей ленте, соприкасающейся с бумагой. В матричном принтере удар по красящей ленте наносит группа иголок, установленных в печатающей головке.

Процессор

Процессор (центральный процессор, CPU) – главная микросхема компьютера. Он исполняет все команды пользователя и «руководит» остальным «железом». От него напрямую зависит быстродействие компьютера и его возможности.

Внешне процессор представляет собой небольшую плату с множеством контактов с одной стороны и плоской металлической коробочкой с другой (см. рис.). Внутри он имеет очень сложную микроструктуру, включающую миллионы транзисторов. Подробнее о процессоре можно узнать

На материнской плате процессор крепится в специальном разъёме, называемом разъёмом центрального процессора или сокетом (socket). Есть много видов сокетов, в каждый из которых можно установить только процессоры определенного типа (с таким-же разъёмом).

Например, на материнскую плату с Socket LGA1151 можно установить только процессоры Intel Celeron, Pentium, Core i3, Core i5 и Core i7 с разъёмом LGA1151. Для процессоров AMD (Athlon, Phenom, Ryzen и др.) понадобятся материнские платы с другими подходящими разъемами.

Сверху установленного на материнской плате процессора крепится охлаждение. Чаще всего, оно представляет собой радиатор с вентилятором (кулером) для рассеивания тепла (см.рис.). Это тоже важная часть компьютера, поскольку без охлаждения процессор будет перегреваться и при достижении им критической температуры (у каждой модели процессора она своя) компьютер выключится. Запустить его снова будет невозможно до тех пор, пока процессор не остынет.

Между кулером и процессором обязательно прокладывается слой термопасты. Подробнее об этом

Процессор (проц, камень)

Это мозг компьютера. Он обрабатывает и дешифрует все данные поступающие в компьютер. Может отличаться быстродействием и количеством ядер.

Самое главное

Персональный компьютер (ПК) — компьютер многоцелевого назначения, предназначенный для работы одного человека (пользователя), достаточно простой в использовании и обслуживании, имеющий небольшие размеры и доступную стоимость.

Все устройства, входящие в состав ПК, можно разделить на две группы:

• 1) устройства, образующие системный блок;
• 2) внешние устройства (устройства ввода и вывода информации).

Клавиатура, мышь и монитор вместе с системным блоком образуют минимальный комплект устройств, обеспечивающих работу компьютера.

Персональный компьютер в наше время всё чаще используется как инструмент выхода в Интернет.

Системный блок

Главной составляющей любого компьютера является системный блок. Системные блоки бывают разных видов, как по дизайну, так и размеру. Горизонтальные и вертикальные.

В системном блоке располагаются все комплектующие современного компьютера, собственно, благодаря чему и работает компьютер.

Основные элементы системного блока:

• Корпус;
• Блок питания;
• Материнская плата;
• Процессор;
• Оперативная память;
• Видеокарта;
• Звуковая карта;
• Жёсткий диск;
• Дисковод (оптический привод);
• Система охлаждения;

Все элементы тесно связаны друг с другом и работают как единое целое.

Давайте рассмотрим каждый элемент более подробно.

Сканер

Для ввода в компьютер всевозможных графических изображений и текстов непосредственно с бумажного оригинала используется сканер.

Устройства охлаждения (радиатор,вентилятор)

В процессе работы устройства компьютера нагреваются. И чтобы они не сломались используют вентиляторы и радиаторы для понижения их температуры. Чаще всего устройства охлаждения используют для процессоров, видеокарт,  блоков питания, а также памяти.

Флоппи дисковод

Устройство позволяет читать и записывать данные дискет 3.5 (флоппи дискеты). Сейчас ими практически никто не пользуется, из-за малого размера (всего 1,44 Мб) и  ненадежности. На смену пришли CD, DVD, USB диски.

Шлейфы и провода

Шлейфы и провода соединяют между собой устройства, например материнскую плату с жесткими диском, приводом DVD итд.