Системный блок компьютера

Системный блок компьютера

Что же скрывается внутри системного блока компьютера? Там находится устройство обработки информации, устройства хранения информации и другие узлы.

Если открыть корпус системного блока компьютера (рис. 1), вы увидите блок питания (Power Supply), большую печатную плату с микросхемами, называемую материнской платой (Motherboard), в которую вставлены платы размером поменьше - контроллеры, а также устройства внешней памяти - накопители на гибких магнитных дисках (FDD или НГМД) и накопители на магнитных (жестких) дисках (HDD или НМД). Внутри корпуса есть также маленький громкоговоритель и много соединительных кабелей.

Устройства ввода/вывода, такие как мышь (Mouse), клавиатура (Keyboard), видеомонитор и принтер (Printer) подключаются непосредственно к материнской плате либо к контроллерам (Controller) - маленьким платам, вставленным в материнскую плату. Аналогично подключаются к материнской плате НГМД, НМД и громкоговоритель, а также кнопки и светодиоды, расположенные на лицевой панели корпуса основного блока.

Рис. 1. Системный блок компьютера

На материнской плате есть большая микросхема - центральный процессор (CPU или ЦП). Это мозг компьютера. Процессор выполняет всю обработку данных, поступающих в компьютер и хранящихся в памяти компьютера. Обработка выполняется по управлениям программы, которая, как мы уже говорили, также хранится в памяти компьютера. Персональные компьютеры оснащаются центральными процессорами разной мощности (производительности). В зависимости от решаемой вами задачи может потребоваться тот или иной процессор, о чем мы еще будем говорить.

Кроме центрального процессора, на материнской плате расположено еще одно важнейшее устройство - оперативная память или оперативное запоминающее устройство (RAM или ОЗУ). ОЗУ имеет относительно небольшой объем - обычно от 1 до 16 мегабайт, однако, как это видно из названия, центральный процессор имеет оперативный (быстрый) доступ к данным, записанным в ОЗУ (на извлечение данных из ОЗУ требуется не более 60-100 наносекунд). Говорят, что данные в ОЗУ имеют малое время доступа.

Почему вся память компьютера не работает так же быстро, как ОЗУ? Тому есть две причины. Во-первых, быстродействующая память дорого стоит. Во-вторых, все данные, хранящиеся в ОЗУ, пропадают при выключении питания компьютера. Устройства памяти типа НМД или НГМД сохраняют данные, даже если компьютер не работает, и могут использоваться для долговременного хранения информации, однако время доступа к данным даже для лучших НМД составляет 5-10 миллисекунд, а для НГМД оно существенно больше.

Современный персональный компьютер может быть реализован в настольном (desktop), портативном (notebook) или карманном (handheld) варианте. Корпус системного блока может иметь горизонтальную (DeskTop) или вертикальную (Tower -- башня) компоновку.

Современный персональный компьютер состоит из нескольких конструктивных основных компонентов:

системного блока;

монитора;

клавиатуры;

манипуляторов.

Системный блок - самый главный блок компьютера. К нему подключаются все остальные блоки, называемые внешними или периферийными устройствами. В системном блоке находятся основные электронные компоненты компьютера. ПК построен на основе СБИС (сверхбольших интегральных схем), и почти все они находятся внутри системного блока, на специальных платах (плата - пластмассовая пластина, на которой закреплены и соединены между собой электронные компоненты - СБИСы, микросхемы и др.). Самой важной платой компьютера является системная плата. На ней находятся центральный процессор, сопроцессор, оперативное запоминающее устройство - ОЗУ и разъемы для подключения плат-контроллеров внешних устройств.

В системном блоке размещаются:

блок питания - устройство, преобразующее переменное напряжение электросети в постоянное напряжение различной полярности и величины, необходимое для питания системной платы и внутренних устройств. Блок питания содержит вентилятор, создающий циркулирующие потоки воздуха для охлаждения системного блока.

системная плата (материнская плата);

магистраль (системная шина);

процессор;

звуковая карта;

видеокарта (графическая карта);

накопители на жёстких магнитных дисках;

накопители на гибких магнитных дисках;

оптические, магнитооптические и пр. накопители;

накопитель CD-ROM, DVD-ROM

В верхнем левом углу системного блока находится блок питания. Поскольку все компоненты в системном блоке питаются постоянными токами с напряжениями 5, 12 или 3,3 В, блок питания представляет собой, по сути, выпрямитель и набор трансформаторов.

Самая большая плата в системном блоке, расположенная вдоль боковой стенки, - это материнская плата (от английского motherboard). Она обеспечивает подключение и взаимодействие всех подсистем компьютера. К специальным разъёмам на материнской плате подключаются процессор, оперативная память, накопители и карты расширения. На материнскую плату производителем устанавливаются дополнительные устройства - контроллеры, отвечающие за выполнение каких-либо расширенных функций, не относящихся к обеспечению минимальной работоспособности компьютера. Это могут быть звуковой, сетевой контроллеры, дополнительные контроллеры для накопителей и т.п.

Основные устройства компьютера (процессор, ОЗУ и др.) размещены на материнской плате. Среди фирм-производителей материнских плат следует отдавать предпочтение таким, как Asus, Gigabyte, Abit.

Металлический радиатор с вентилятором, расположенный рядом с блоком питания, - это система охлаждения процессора, называемая кулером. Кулер устанавливается для того, чтобы обеспечить нормальный температурный режим работы процессора, поскольку перегрев приведёт к его повреждению. На сегодняшний день существует великое множество разновидностей кулеров, от простейших до монструозных конструкций.

Соответственно, под кулером находится центральный процессор (центральное процессорное устройство, ЦПУ, по-английски - CPU) производит все расчеты, анализирует информацию и выдает результаты своей работы пользователю. Первоначально они имеют довольно примитивную форму (для человека) числовую форму. Если бы на этом все завершалось, толку от компьютера было бы мало. Поэтому для комфортной работы с ПК были созданы различные программы. Они "облагораживают" непонятную для простого пользователя вычислительную работу - в результате на экране появляются картинки, тексты, окна, фильмы, игры и.т.д.

Процессор устанавливается в специальный разъём - сокет (socket).

Микропроцессор (проще, процессор) -- центральный блок ПК, предназначенный для управления работой всех блоков машины и для выполнения арифметических и логических операций над информацией.

Его главные характеристики -- это разрядность (чем она выше, тем выше производительность компьютера) и тактовая частота (во многом определяет скорость работы компьютера). Тактовая частота указывает, сколько элементарных операций (тактов) процессор выполняет за одну секунду. Уважают на рынке процессоры Intel Pentium и его эконом-версию Celeron и их конкурентов AMD Athlon, с эконом-вариантом Duron. Процессоры Intel характеризуются высокой надежностью в работе, низким тепловыделением и совместимостью со всем программным и аппаратным обеспечением. А AMD показывают большую скорость работы с графикой и играми, но менее надежны.

На материнской плате можно найти длинные тонкие одинаковые разъёмы, предназначенные для установки оперативной памяти (оперативное запоминающее устройство, ОЗУ, по-английски - RAM). В эти разъёмы, называемые слотами DIMM, вставляются модули оперативной памяти, минимум один. В оперативной памяти хранятся данные и команды, которые в ближайшее время могут понадобиться для вычислений процессору или ожидают передачи другим подсистемам компьютера (видеокарте, жёсткому диску и т.п.). Оперативная память передаёт информацию на порядки быстрее, чем накопители (жёсткие диски или оптические накопители), и нужна для обеспечения непрерывности вычислений без задержек на получение данных. Без оперативной памяти современный компьютер также неработоспособен (ранние модели персональных компьютеров могли содержать чипы оперативной памяти прямо на материнской плате).

Память компьютера бывает внутренней и внешней. К устройствам внешней памяти относятся уже рассмотренные HDD, FDD, CD-ROM, DVD-ROM. К внутренней памяти относится постоянное ЗУ (ПЗУ, ROM англ.), оперативное ЗУ (ОЗУ, RAM англ.), КЭШ. ПЗУ предназначено для хранения постоянной программной и справочной информации (BIOS -- Basic Input-Output System -- базовая система ввода-вывода). ОЗУ обладает высоким быстродействием и используется процессором для кратковременного хранения информации во время работы компьютера.

При выключении источника питания информация в ОЗУ не сохраняется. Для нормального функционирования компьютера в наши дни желательно иметь от 256 Мб до 1 Гб оперативки. КЭШ-память -- это оперативная сверхскоростная промежуточная память. CMOS-память -- CMOS RAM (Complementary Metall-Oxide Semiconductor RAM). В ней хранятся параметры конфигурации компьютера, которые проверяются при каждом включении системы. Для изменения параметров конфигурации компьютера в BIOS содержится программа настройки конфигурации компьютера -- SETUP.

В специальный разъём на материнской плате устанавливается видеокарта - устройство, предназначенное для обработки и вывода на устройство отображения (например, монитор) графической информации (интерфейса операционной системы и программ, видео и так далее). Существуют материнские платы, в состав которых уже входит несложный видеоадаптер. В таком случае внешняя видеокарта не требуется, если не нужна высокая производительность компьютера в обработке графики.

Звуковая, видео и сетевая карты могут быть как встроенными в материнскую плату, так и внешними. Внешние платы всегда можно заменить, тогда как, если из строя выйдет встроенная видеокарта, придется менять всю материнскую плату. Из видеокарт я доверяю ATI Radeon и Nvidia, чем выше объем памяти видеокарты, тем лучше

В специальные разъёмы на материнской плате могут устанавливаться дополнительные платы, называемые платами расширения. В них могут устанавливаться звуковой контроллер, сетевой адаптер, модем, ТВ-тюнер и многое другое.

Жесткий диск (альтернативное название - винчестер, HDD) - это устройство, отвечающее за хранение всех программ в компьютере. Это постоянная память ПК, которая "помнит" всю необходимую информацию даже после выключения.

Накопитель на жестком магнитном диске (HDD -- hard disk drive) в простонародье называют винчестером.

Это прозвище возникло из жаргонного названия первой модели жесткого диска емкостью 16 Кбайт (IBM, 1973 год), имевшего 30 дорожек по 30 секторов, что случайно совпало с калибром «30/30» известного охотничьего ружья «Винчестер». Емкость этого накопителя измеряется обычно в гигабайтах: от 10 Гб (на старых компьютерах) до 320 Гб (самая распространенная 80-120 Гб), а скорость операций зависит от частоты вращения (5400-10000 об./мин.). В зависимости от типа соединения винчестера с материнской платой различают ATA и IDE.

Оптические накопители предназначены для считывания и записи оптических дисков стандартов CD, DVD. Кроме того, в ближайшее время ожидается популяризация накопителей стандартов Blu-ray и HD-DVD, отличающихся высокой ёмкостью.

Накопитель на гибком магнитном диске (FDD -- floppy disk drive) -- не что иное, как флоппи-дисковод для дискет, их стандартная емкость 1,44Мб при диаметре 3,5" (89 мм). В качестве запоминающей среды у магнитных дисков используются магнитные материалы со специальными свойствами, позволяющими фиксировать два магнитных состояния, каждому из которых ставятся в соответствие двоичные цифры: 0 и 1. 4. Накопители на оптических дисках (CD-ROM) бывают разных диаметров (3,5" и 5,25") и емкостей, самые распространенные емкостью 640-700 Мб. Бывает, что CD диски можно использовать для записи только 1 раз, тогда их называют R, а выгоднее использовать многократно перезаписываемые диски RW.

DVD первоначально расшифровывалось как Digital Video Disk. Несмотря на название, на DVD-диски можно записывать всё что угодно, от музыки до данных, поэтому в последнее время всё чаще встречается и другая расшифровка этого названия -- Digital Versatile Disk, в вольном переводе означающая «цифровой универсальный диск». Главное отличие DVD-дисков от CD-дисков это объём информации, который может быть записан на таком носителе. На DVD-диск может быть записано от 4.7 до 13 и даже до 17 Gb. Достигается это несколькими способами. Во-первых, для чтения DVD-дисков используется лазер с меньшей длиной волны, чем для чтения CD-дисков, что позволило существенно увеличить плотность записи. Во-вторых, стандартом предусмотрены так называемые двухслойные диски, у которых на одной стороне данные записаны в два слоя, при этом один слой полупрозрачный, и второй слой читается «сквозь» первый. Это позволило записывать данные на обе стороны DVD-дисков, и таким образом удваивать их ёмкость, что иногда и делается.

Минимальная конфигурация для работы системного блока компьютера должна состоять из: корпуса с блоком питания, материнской платы, процессора, кулера, оперативной памяти, жесткого диска и видеокарты (внешней или встроенной). Такова "начинка" системного блока, без которой работать будет если невозможно, то довольно проблематично. 6. К персональному компьютеру могут подключаться и другие дополнительные устройства (мышь, принтер, сканер и прочее). Подключение производится через порты -- специальные разъемы на задней панели.

Порты бывают параллельные (LPT), последовательные(COM) и универсальные последовательные (USB). По последовательному порту информация передается поразрядно (более медленно) по малому числу проводов. К последовательному порту подключаются мышь и модем. По параллельному порту информация передается одновременно по большому числу проводов, соответствующему числу разрядов. К параллельному порту подключается принтер и выносной винчестер. USB-порт используется для подключения широкого спектра периферийных устройств от мыши до принтера. Также возможен обмен данными между компьютерами.

Компьютерные корпуса делятся на две основные группы:

десктопы (desktop, горизонтальные)

Slim-Desktop - 1-2 отсека 5.25', высота до 120 мм;

Full-Desktop - 2 и более отсеков 5.25', высота более 120 мм.

башни (tower, вертикальные)

Micro-Tower - имеет 1 отсек 5.25';

Mini-Tower - 2 отсека 5.25';

Midi-Tower - 3-4 отсека 5.25';

Full-Tower - 4-8 отсеков 5.25';

Super-Tower - 9 и более отсеков 5.25'.

Форм-факторы компьютерных корпусов

Форм-фактор - это стандарт, определяющий размеры материнской платы, расположение компонентов и тип питания.

ATX - допускают установку материнских плат форм-фактора ATX. Платы ATX имеют размеры 304.8x243.8 мм и поддерживают семь слотов расширения, предназначенных для крепления PCI-, PCI E- и AGP-карт.

mATX - допускают установку материнских плат форм-фактора mATX. Платы mATX имеют размеры 243.8x243.8 мм. Платы mATX рассчитаны на 4 слота расширения, для карт расширения PCI, PCI-E и AGP.

BTX - допускают установку материнских плат форм-фактора BTX. Материнские платы BTX имеют размеры 266.7х325.12 мм, поддерживают семь слотов расширения: один - для видеокарты PCI Express x16, два - для карт PCI Express x1, и четыре - для PCI-карт. Корпуса стандарта BTX отличаются от ATX-корпусов наличием модуля теплового баланса и поддерживающего модуля. Они используют более эффективную схему отвода тепла, при которой внешний воздух прогоняется через основные узлы компьютера.

mBTX - допускают установку материнских плат форм-фактора mBTX. Материнские платы mBTX имеют размеры 266.7х264.16 мм. Платы mBTX имеют 4 слота расширения: 1 PCI Express x16, 2 - PCI Express x1 и 1 для PCI. Они так же используют эффективную схему отвода тепла

EATX - допускают установку материнских плат форм-фактора EATX. Материнские платы EATX имеют размеры до 304.8x330.2 мм и большое количество слотов расширения.