Устройство ПК

В этой статье, очень кратко, рассматривается устройство
персонального компьютера, с перечнем основных характеристик.
Даны небольшие советы по подбору составляющих.
Для людей, которые совсем не знакомы или мало знакомы с ПК.
Но желающих немного разобраться в этой теме.

Рассмотрим на примере настольного компьютера (desktop).

Классический вариант стационарного компьютера имеет
4 составляющих, это системный блок, монитор, устройство ввода данных (клавиатура) и манипулятор (мышка).
Теперь о каждом подробнее.
Системный блок рассмотрим по порядку всего его содержимого.

Корпус ПК

Все составляющие расположены в корпусе, который должен обладать несколькими качествами, это надёжность, простор и удобство пользования.

Крепость нужна корпусу, чтобы снизить вибрации исходящие от шпинделей жёстких дисков и от вращения вентиляторов.
Простор для лучшего охлаждения.
Удобство использования для Вашего комфорта.
Корпуса настольных компьютеров можно, условно, разделить на 3 вида,
исходя из размеров.

Full Tower форм – фактор (ATX).
Корпус с большим внутренним пространством, количеством мест под
жёсткие диски (HDD и SSD) и хорошей вентиляцией.
Такой корпус будет необходим для компьютера с большой нагрузкой
(современные игры, 3D графика и другие тяжёлые приложения).

Middle Tower (Micro ATX)
Несколько меньше предыдущего.
Подойдёт для домашних ПК с небольшими нагрузками.
(музыка, фильмы, хождения по интернету и игры с умеренной графикой).

SSF (Mini-ITX) Достаточно маленький корпус.
Используется, в основном, в офисах. Для домашнего компьютера
он вряд ли пригодится.  

Устройство ПК. Системная плата.

Центральный процессор, оперативная память, видеокарта и другие
блоки устанавливаются на системную или «материнскую» плату.
Она обеспечивает связь, как с вышеперечисленными, так и с остальными компонентами компьютера и околокомпьютерного оборудования.

Ниже показаны основные слоты и элементы материнской платы.
Для наглядности взята не самая свежая модель.

Это самый большой элемент в системном блоке.
Так же как корпуса «материнки» делятся по формам – фактору.
ATX, Mini – ATX, micro ATX, Mini – ITX, и др.

Но это далеко не все отличия и первое, что необходимо отметить
это наборы основных микросхем, называемых, чипсетами, которые
производят только две компании, Intel и AMD.

А сами платы выпускают уже несколько фирм. Ведущие из них ASUS, MSI, GIGABYTE.

Для обычного пользователя, при выборе системной платы, достаточно определиться с количеством внешних слотов (разъёмов) таких как USB,
и в случае интегрированной (встроенной видеокарты) с выходами
DVI и HTMI. Разница этих разъёмов в том, что HDMI на ряду с видео
способен передавать и звук.

Для тех кто хочет более глубоко вникнуть в тему, желательно знать
основные характеристики системных плат.

Сокет (слот для установки центрального процессора).
Максимальная частота шины передачи данных. (измеряется в Герцах).
Количество фаз питания. (чем больше фаз, тем равномернее распределяется нагрузка).
Максимальный объём оперативной памяти.
Количество слотов под оперативную память.
Количество и виды разъёмов PCI – E. 

Устройство ПК. Центральный процессор.

Работа компьютера, это постоянные вычисления, которые и
производит центральный процессор.

Количество операций в секунду определяется его частотой
и измеряется в Герцах.

Поскольку ЦП устанавливается непосредственно на материнскую плату,
необходимо соблюдать соответствие по сокету.

Основа любого современного процессора — это ядро, где и проводятся
необходимые операции.

На сегодняшний день выпускаются процессоры с двумя и более ядрами,
каждое из которых выполняет свою отдельную задачу (многозадачность).

Характеристики центрального процессора.
Тактовая частота
Количество ядер
Количество потоков
Разрядность
Частота системной шины
Адресное пространство
Объём кэш-памяти
TDP (расчётная тепловая мощность)
Наличие и характеристики графического ядра
Разъём (Socket)
Архитектура процессора
Нанометровая технология

Устройство ПК. Видеокарта.

За всё, что мы видим на экранах своих мониторов, отвечает
графический адаптер (видеокарта).

Основа видеокарты – графический процессор (GPU).
Частота GPU и количество вычислительных (шейдерных блоков),
определяют мощность видеокарты, однако есть ряд других
показателей, влияющих на конечную её производительность.

Очень важным моментом является объём и частота видеопамяти.
Как и в ОЗУ компьютера, в видеопамять помещаются данные необходимые для быстрой обработки графическим процессором, поэтому и сама видеопамять должна быть очень быстрой и иметь достаточный объём.

Ширина шины памяти, измеряется в битах и порой играет решающую роль в определении производительности видеокарты.

Поскольку сама по себе видеокарта это сложный вычислительный центр,
нельзя обходить вниманием её электропитание – качество VRM.

Поэтому, при выборе, видеокарты необходимо учитывать мощность
блока питания, особенно по линии 12В.

Устройство ПК. ОЗУ.

Для обеспечения надлежащей скорости работы, любого
компьютера, существует оперативное запоминающее устройство (ОЗУ).

При запуске приложения (игры, редакторы и т.д.), данные загружаются
в оперативку и только потом попадают на обработку в центральный процессор.

Сделано так для того, чтобы ЦП всегда имел нужную информацию, что называется «под рукой», а не обращался каждый раз, к очень медленному HDD или SSD (жёсткий диск).

Вся информация о приложении держится в оперативной памяти
до тех пор, пока с ним не прекратится работа, затем эти данные
автоматически удаляются и загружаются другие.

Основные показатели, объём и скорость ОЗУ.  

На данный момент объём оперативной памяти измеряется в Гбайтах,
а скорость определяется тактовой частотой в МГц.
(скорость – объём информации, обрабатываемой в секунду.)

При подборе ОЗУ, во избежании несоответствия, необходимо сопоставить характеристики материнской платы, ЦП и самой оперативки.

Нельзя не учитывать ещё два показателя, а именно тайминг и возможность
работы ОЗУ в двухканальном режиме.

Тайминг это задержка между операциями, и соответственно, чем она короче, тем лучше обозначается следующим образом 4-4-4-4 или 7-8-8-12 или 14-14-14-14.  (цифры — это количество тактов).

Понятно, что в первом случае мы имеем показатель гораздо лучше чем в третьем.

Двухканальный режим обеспечивает значительный прирост к скорости
работы компьютера. Для его реализации необходимо иметь минимум
два совершенно одинаковых (по объёму, частоте и таймингу) модуля ОЗУ.
Конечно можно использовать и планки ОЗУ с некоторым отличием, но тогда, более быстрая будет подстраиваться под более медленную.  Вставляются они в слоты одного цвета (на системной плате).

Питание ОЗУ организованно по линии +12В (во время работы) и +5В (в «спящем» режиме)

Устройство ПК. Блок питания.

Неотъемлемой частью любого компьютера является блок питания.

По множеству проводов разного цвета (цвет соответствует определённому
напряжению) он обеспечивает подачу электроэнергии на все компоненты
системного блока.

Так же, как и ко всем остальным составляющим системного блока,
к выбору БП нужно подходить очень серьёзно.

Несмотря на то, что БП характеризуется общей мощностью, измеряемой в Ватах, основным показателем является сила тока по линиям (+5,5В и +12В).

Особое внимание необходимо уделить линии +12В, так как это питание
процессора, видеокарты и системы охлаждения (кулеры, вентиляторы).

Линия +5В питает системную плату, жёсткие диски и оптические приводы.

Встречаются случаи, когда не добросовестные производители,
сознательно завышают показатель мощности, указанной на упаковке,
тогда как при пересчёте, фактическая мощность оказывается гораздо меньше.

Поэтому просто необходимо брать сертифицированный блок питания.
Для простого домашнего использования вполне подойдёт сертификат «голд».
А мощность лучше рассчитать с помощью специального калькулятора.
На пример вот этого https://www.bequiet.com/ru/psucalculator.    

Вообще покупая более мощный блок питания, вы делаете расчёт на будущее. Если вдруг, через год задумаете сделать апгрейд (обновление), то тратить деньги на БП уже не придётся. 

В настоящее время отдаётся предпочтение модульным БП, где провода питания пользователь может подключать, сам, в зависимости от необходимости.

Устройство ПК. Жёсткий диск. (HDD)

Основное хранилище информации компьютера.

Характеризуются форм – фактором, количеством оборотов шпинделя и
размером быстрой внутренней памяти.

Самый используемый размер HDD 3,5 “ (дюйма), для стационарных ПК и
2,5” для ноутбуков.
От оборотов вращения шпинделя зависит скорость записи и чтения информации. Исходя из назначения она может быть
5400, 7200, 10000 и 15000 об/мин.

Высокоскоростные жёсткие диски используются в серверах, а
диски с оборотами 5400 и 7200 в домашних и офисных компьютерах.

В настоящий момент выпускаются HDD с варьируемой скоростью,
в зависимости от выполняемой задачи.

Размер кэш – памяти HDD редко превышает 512 Мбайт и используется
во время записи на жёсткий диск.

Подключаются через разъём SATA. Предыдущий разъём IDE практически
вышел из обихода.

Твердотельные накопители SSD, представляют собой набор
микросхем ПЗУ (постоянные запоминающие устройства).

В их конструкцию входят контролер и буфер для обмена
данными с материнской платой.

Скорость работы SSD накопителей в разы больше, чем у HDD и
зависит от пропускной способности интерфейса SATA, через
который они подключены к системной плате.

Основной форм – фактор SSD накопителей 2,5”, в настольный
ПК устанавливаются в предусмотренных для этого отделениях,
а если таковых нет, то с помощью специальных кронштейнов.

Устройство ПК. Вентиляторы.

Надёжная и долговременная работа современного системного блока
во многом зависит от организации правильной системы охлаждения.

В первую очередь необходимо уделить внимание охлаждению ЦП.

Кулер (вентилятор + радиатор) должен обеспечивать нужную температуру центрального процессора, не допуская его перегрева.

Существует огромное количество исполнений кулеров и как показала практика, чем он дороже, тем лучше. Но на этом экономить не стоит.

Классификации, в основном две это комбинированные и башенные кулеры, сразу скажем, что вторые предпочтительнее, поскольку поток воздуха направляется параллельно процессору, а не на него.  

Перед установкой на ЦП необходимо тщательно протереть поверхности радиатора и верхнюю часть процессора, после чего аккуратно нанести термопасту. Паста наносится на крышку процессора тонким равномерным слоем и служит для исключения воздушной прослойки между ним и радиатором.

Устанавливать кулер желательно с первого раза, без ёрзаний по поверхности ЦП.   

Общее охлаждение системного блока осуществляется установкой нескольких вентиляторов по определённой схеме.

В идеале мы должны получить одинаковое количество вдуваемого и выдуваемого воздуха, чтобы не создавать разрежённости или наоборот скопления воздуха (воздушной подушки) внутри системного блока.   

Монитор.

Устройство визуальной связи пользователя с компьютером.

Отметим сразу отличия монитора от телевизора.
В мониторе отсутствует тюнер приёма наземных эфирных сигналов, а также
нет декодера сигналов изображения.

Телевизор может использоваться в качестве монитора, но компьютерные дисплеи обладают более высокой строчной и кадровой частотой, для более комфортного просмотра с близкого расстояния, на протяжении долгого времени.

Мониторы имеют много характеристик, они отличаются:
По способу вывода информации, типу экрана, типу видеоадаптера и по нескольким другим параметрам.

Однако основными считаются следующие:

1. Максимальная яркость.
   Измеряется в нитах (1нт=1кд/1кв.м)
2. Максимальный контраст – это соотношение самого белого и самого чёрного оттенков отображаемых, монитором, одновременно.
   Параметр 5000:1 говорит о том, что яркость белого в 5000 раз больше, чем чёрного.
3. Соотношение сторон монитора, квадратный или прямоугольный (4:3, 16:9, 16:10)
4. Размер по диагонали – измеряется в дюймах.
5. Разрешение экрана – число пикселей по горизонтали и вертикали.
6. Глубина цвета (цветность) измеряется в битах (чем больше, тем лучше).
7. Частота обновления экрана (от 60 до 500 Герц).
8. Время отклика – это время, за которое на мониторе белый цвет изменяется на чёрный, а затем обратно на белый. Измеряется в миллисекундах. 
9. Угол обзора – максимальный угол, с которого чётко видно изображение на всём экране.

Наиболее известные производители: 
DELL, Samsung, LG, ASUS, HP, Acer, BenQ, MSI, Philips, Lenovo.

Клавиатура. (Устройство ввода данных)

Первые компьютеры не имели клавиатуры. Данные вводились с помощью перфокарт, телетайпов и видеотерминалов.

Появление первой клавиатуры (примерно такого же вида, как сейчас) связанно с компьютером IBM PC – 1984 год. Тогда же появился и новый стандарт.

В 1986 году выходит в свет клавиатура «Model M», она уже имеет 101 клавишу и более привычный для нас вид.

На данный момент выпускается огромное количество клавиатур, разного исполнения. Подавляющее большинство из них имеет 104 клавиши, соответствуют стандарту PC/AT и раскладке QWERTY.

Основные отличия – это вид и разъём подключения.
Существует проводной и беспроводной вариант подключения,
для проводных используются разъёмы PS/2 (более старый) и более новый USB.

Компьютерная мышь. (Координатное устройство)

Несмотря на то, что координатное устройство, (манипулятор, мышь) появилось гораздо раньше (Дуглас Энгельбарт 1970 год.) широкое распространение оно получило в связи с вводом графического интерфейса.

С помощью мышки можно выполнять множество манипуляций, и большинство начинающих пользователей фактически не используют клавиатуру.

Свою популярность, по сравнению с трекболами и сенсорными панелями, мышка приобрела за счёт нескольких факторов:

1. С мышкой можно работать достаточно долго, при этом не чувствовать усталости от её использования.
2. Точность позиционирования мышки определяется одним пикселем.
3. Многокнопочные модели позволяют работать, с некоторыми приложениями, вообще не прибегая к клавиатуре.
4. И наконец очень низкая цена, по сравнению с другими элементами ПК.

 Конечно, есть и недостатки. Первое — это требования к наличию ровной поверхности, с местом для движения, второе – чувствительность к механическим повреждениям, и третье – отсутствие защиты от загрязнения.

Именно из-за этих недостатков мышка почти не используется в некоторых отраслях. Её заменяет трекбол.

Трекболы напоминают собой мышь. Они за частую работают по тем же протоколам и спокойно воспринимаются компьютером, даже в отсутствии специальных драйверов.

Но существуют модели, в частности у военных, которые защищены от внешних воздействий и не требуют место для перемещения,
так как принцип работы, у них, несколько отличается от стандартного манипулятора.

Вот, пожалуй, и всё, что необходимо знать самому начинающему пользователю персонального компьютера.