Компьютер состоит из: Из чего состоит компьютер • Железо системного блока

Из чего состоит компьютер — Androhow.ru

Автор Макс Кравцов Просмотров 137 Опубликовано
Обновлено

Современный компьютер позволяет выполнять различные или строго определенные задачи, на что влияют используемые комплектующие детали и подключенные периферийные устройства. Из статьи вы узнаете о внутреннем строении компьютера, разновидностях, подключаемой периферии и устройствах ввода, а так же ответы на другие интересующие вопросы.

Содержание

  1. Типы компьютеров
  2. Части и устройство компьютера
  3. Устройства ввода
  4. Вывод

Типы компьютеров

Существуют 6 типов компьютеров:

  • Персональный.
  • Неттоп.
  • Серверный.
  • Ноутбук/Ультрабук.
  • Нетбук.
  • Планшет.

Основные отличия в форм-факторе, размерах, а так же внутреннем исполнении, благодаря чему каждый тип приспособлен для выполнения определенных задач.

Персональный

Персональный компьютер, сокращенно ПК или ещё стационарный компьютер состоит из нескольких составных частей: системного блока с основными компонентами, устройства отображения информации и ввода данных. Для работы требуется подключение к проводной электросети. А с учетом общих размеров такой тип компьютера не транспортабелен и предназначен для использования на одном месте.

Благодаря свободно заменяемым компонентам пользователю доступна сборка персонального компьютера в различной конфигурации и под любые задачи. Отсутствие ограничений позволяет собирать недорогие вариации с последующим улучшением в будущем или мощные сборки для игр и работы.

Неттоп

Представляет собой разновидность настольного компьютера в компактном исполнении. Производительность компьютера не высокая, что объясняется отсутствием свободного пространства для графической подсистемы, а так же достаточно эффективной системы охлаждения. За то неттоп оснащен всеми необходимыми проводными и беспроводными портами связи, благодаря чему компьютер рационально использовать для работы в офисе или в качестве медиасервера.

Серверный

Серверный тип напоминает персональный компьютер, за исключением использования серверных компонентов внутри корпуса. Такие компоненты рассчитаны на длительную и бесперебойную работу в серверных или дата центрах. Сборки обычно располагаются в специализированных корпусах, что помещают в серверные стойки, способные вместить до 42 серверов.

Помимо высокой отказоустойчивости серверные компьютеры отличаются соответствующей производительностью, необходимой для обработки множества задач. В устройствах отображения и ввода информации серверные компьютеры не нуждаются, поскольку изначально настроены на удаленное подключение и управление.

Ноутбук

Представляет собой компактную версию персонального компьютера, что не привязывает пользователя к определенному месту. Ноутбук отличается встроенным устройством отображения информации – монитором, а так же устройствами ввода данных – клавиатурой и встроенной мышью, именуемой трекболом. Так же в ноутбук оснащен аккумулятором, что позволяет работать автономно, с периодичной подзарядкой через электросеть.

При этом с целью экономии места внутренние компоненты расположены максимально близко. Поэтому большинство компонентов не поддерживают замену, что лишает пользователя возможности улучшения в будущем. А для уменьшения тепловыделения и энергопотребления, ограничивается производительность. Из-за чего комфортно поиграть или поработать получится не на каждой модели.   

Ультрабук

Компактная версия ноутбука за счет упрощения конструкции. Отказ использовать крупные разъемы подключения, оптический привод, массивные элементы питания и т.д. позволили снизить общие размеры и вес ноутбука. Благодаря таким улучшениям транспортировать ультрабук стало легче. Так же Ultrabook в качестве торговой марки принадлежит компании Intel, что определяет специфику устройств и использует процессоры только собственной разработки.  

Нетбук

Уменьшенная версия ноутбука с диагональю экрана до 10.1 дюйма. Так же компьютер отличается не высокой производительностью и функциональностью. А основная задача такого устройства – выход в интернет и просмотр видео.

Планшет

Компьютер в виде планшета считается наиболее компактной вариацией. Для отображения и ввода информации используется сенсорный экран диагональю 8-12.3 дюйма. Ввиду компактной конструкции изменить или улучшить характеристики не получится. Так же из разъемов в планшете обычно только TRS, USB-A и HDMI. Поэтому для подключения дополнительной периферии придется обзавестись хабом или пользоваться беспроводным соединением.  

Части и устройство компьютера

Компьютер представляет собой сборку из набора совместимых основных и второстепенных компонентов. Комплектующие детали основного типа необходимы для запуска и функционирования системы. Второстепенные компоненты используются для расширения и улучшения базовых возможностей сборки.

Основные комплектующие:

  • Материнская плата.
  • Центральный процессор.
  • Оперативная память.
  • Блок питания.
  • Дискретная или встроенная видеокарта.
  • Хранилище данных – HDD и SSD.

Материнская плата – основа для сборки системы, с наличием различных портов и разъемов для подключения основных и второстепенных комплектующих. Так же системная плата получает и распределяет основное количество энергии, что поступает с блока питания, за исключением устройств, что подключены напрямую к блоку питания – дисковые накопители, вентиляторы воздушного охлаждения, подсветка и т.д.

Центральный процессор выполнен в виде компактного модуля, что устанавливается в соответствующий разъем на материнской плате. В ноутбуках, нетбуках, часто в неттопах процессор распаян на материнской плате. Основная задача – выполнение машинного кода программ.   

Оперативная память служит хранилищем для выполняемых в реальном времени программ. Так же используется для кэширования некоторых данных для быстрого доступа.

Блок питания или сокращенно БП обеспечивает энергией все компоненты внутри системного блока. Для работы БП требуется постоянное подключение к электросети.

Дискретная или встроенная видеокарта предназначена для обработки графических данных и вывода информации на монитор или телевизор. Дискретные видеокарты представляют собой сборку с отдельным графическим чипом, тогда как встроенному варианту отведено ограниченное пространство на кристалле центрального процессора. Поэтому дискретный вариант лучше справляется с тяжелыми нагрузками – рендер видео, игры и т.д. А встройка подходит только для вывода изображения, воспроизведения видео и запуска некоторых игр, нетребовательных к ресурсам. 

Хранилище данных – HDD и SSD используется для установки системы, а так же хранения пользовательских данных.

Второстепенные комплектующие:

  • Корпусные вентиляторы. Продувают воздух внутри системного блока и отводят образовавшееся избыточное тепло.
  • USB и/или Sata концентраторы. Расширяют базовое количество портов для подключения дисковых накопителей и периферийных устройств.
  • Bluetooth и/или Wi-Fi карты. Устройства для соединения с беспроводными сетями.
  • Звуковая/сетевая карта. Дополнительный или расширенный источник для вывода звука и выхода в интернет.
  • TV/FM карта. Устройства для просмотра телевидения и прослушивания радио.

Устройства ввода

Для взаимодействия внутри операционной системы компьютера необходимо подключить соответствующее периферийное устройство. Каждый тип устройства обеспечивает полное управление и навигацию либо же частичное, чаще в определенных приложениях.

Наиболее востребованными устройствами ввода считаются:

Мышь и тачпад. Оба устройства обеспечивают управление курсом и позволяют выполнять все необходимые действия внутри операционной системы. Основное различие в конструкции. Мышь – подключаемый манипулятор, а тачпад – встроенная плоская панель в ноутбуках и нетбуках для замены мыши.

Клавиатура. Позволяет вводить числовую и буквенную информацию за счет набора клавиш, где каждой кнопке отведена соответствующая функция.

Сенсорный экран. Данный тип совмещает устройство управления и навигации, как и в современных смартфонах. Для этого поверх экрана устанавливается тонкая прозрачная панель с набором датчиков для отслеживания касаний пальца или стилуса.

Джойстик. Манипулятор с разным набором кнопок предназначен для управления в игровых приложениях. Существуют так же вариации в виде полноценного автомобильного руля с педалями и штурвала самолета.

Пульт дистанционного управления. Устройство совмещает в себе мышку и клавиатуру для удаленного управления через набор выступающих на корпусе кнопок.

Графический планшет. Представляет собой плоскую панель со стилусом преимущественно для рисования от руки, что удобнее, нежели при работе с мышкой.

Вывод

В статье подробно описаны основные вопросы, связанные с компьютером. В частности виды компьютеров, внутренне строение и периферийные устройства, необходимые для взаимодействия с компьютером. Что упростит начинающим пользователям процесс изучения основных терминов и понятий.

Какие у вас имеются вопросы? Оставляйте сообщения в комментариях под статьей.  

Post Views:
220

Из чего состоит современный компьютер

Приветствую вас, дорогие читатели блога Pc-information-guide.ru. Я вот тут подумал, я все пишу про устройство различных комплектующих компьютера, однако если вы новичок, вам может быть непонятно, о чем идет речь. Ведь прежде чем попытаться понять, как устроена та или иная часть компьютера, нужно хотя бы мало-мальски представлять, из чего состоит компьютер.

Еще во времена, когда я учился в школе, классе в шестом, я видел перед собой здоровенный (элт) монитор, и мне казалось, будто бы это и есть весь компьютер. Для меня правда было шоком узнать, что помимо монитора у каждого компьютера есть еще и системный блок. А ведь системный блок, это по-сути и есть компьютер, именно в нем находятся все компоненты, такие как: видеокарта, процессор, жесткий диск и т. д., а монитор и другая периферия подключается именно к системному блоку.

Поэтому, сегодня мы с вами попытаемся разобраться, из чего состоит системный блок компьютера. На изображении, которое находится чуть выше, отчетливо видно, что системный блок компьютера, или как его еще называют «системник», состоит из семи основных компонентов, сейчас вкратце расскажу про каждый их них.

Итак, во главе всего стоит блок питания компьютера и это естественно, ведь с его помощью осуществляется подача электроэнергии ко всем компонентам системы. Кстати, я уже рассказывал про него в этой статье. Сборка компьютера начинается именно с выбора подходящего блока питания, запомните это.

Следующим компонентом внутреннего пространства системного блока является материнская (системная) плата, или «материнка», что одно и то же. Она представляет из себя большую печатную плату с множеством контактов и большим количеством всевозможных портов для подключения всех остальных комплектующих компьютера. Именно к ней подключается процессор, видеокарта, жесткий диск, планки оперативной памяти, DVD-привод. Про материнскую плату я тоже рассказывал в одной из своих прошлых статей, а конкретно, вот в этой.

Как уже было сказано, к системной плате подключается процессор, который смело можно назвать «сердцем» компьютера. Производительность компьютера в играх, да и не только в них, по большей части зависит от процессора, а уже потом от видеокарты и всего остального.., хотя влияние видеокарты и процессора на производительность в играх, скорее 60 на 40.

Кроме того, к системной плате подключается еще и видеокарта, которая отвечает за формирование и вывод изображения на экран монитора. Как правило, мощные видеокарты нужны для того, чтобы играть в современные, требовательные к железу (железом называют комплектующие компьютера) видеоигры на высоких или максимальных настройках графики. Если игровая деятельность на компьютере не предполагается, то и незачем покупать такие дорогие видеокарты. Про устройство видеокарты я уже писал здесь, а вот тут — про то, как правильно выбрать видеокарту для компьютера, и чем они отличаются друг от друга.

Следующим компонентом, входящим в состав системного блока компьютера, является оперативная память. Она тоже крепится к материнской плате компьютера, физически представляет собой одну или несколько планок прямоугольной формы. Про оперативную память можете почитать, перейдя по этой ссылке.

Ну а мы идем дальше, на очереди у нас такой важный компонент, как жесткий диск или, как его еще называют, винчестер (сокращенно — «винт»). Жестких дисков может быть установлено сразу несколько штук, подключаются они к материнской плате через специальные интерфейсы жесткого диска, которые физически представляют собой шлейфы (кабели, провода), идущие от винчестеров к соответствующим портам системной платы.

Ну и напоследок, хотелось бы отметить такое устройство, как DVD-привод. В последнее время dvd-приводы (или привода, уж не знаю как правильно) уже не так активно используются, как это было раньше. Сейчас все пользуются в основном флеш-накопителями, подключаемыми через USB порты. Действительно, какой смысл заморачиваться с этими дисками, если есть флешка? Хотя бывают ситуации, когда без CD или DVD диска порой просто не обойтись.

Таким образом, компьютер состоит из двух частей, из системного блока и периферийных устройств, таких как клавиатура, мышь, монитор, принтер, сканер и т.д. А системный блок, это по-сути корпус, внутри которого находится все «железо» компьютера. Вот как-то так.

Ну а на этом здесь все, увидимся уже в следующих статьях блога Pc-information-guide.ru.

Организация компьютерных систем. Цифровой компьютер состоит из… | by Ayca Akcay

Чтение: 7 мин.

·

9 октября 2019 г.

Цифровой компьютер состоит из взаимосвязанной системы процессоров, памяти и устройств ввода/вывода. Процессоры, память и ввод/вывод являются ключевыми понятиями и будут присутствовать на каждом уровне, поэтому мы начнем изучать архитектуру компьютера, рассматривая все три по очереди.

ПРОЦЕССОРЫ

На рисунке показана организация простого шиноориентированного компьютера. ЦП (центральный процессор) — это «мозг» компьютера.

Центральный процессор (ЦП) — это электронная схема внутри компьютера, которая выполняет инструкции компьютерной программы, выполняя основные арифметические, логические, управляющие операции и операции ввода-вывода (В/В), указанные в инструкциях. Компьютерная индустрия использовала термин «центральный процессор» по крайней мере с начала 1960-х годов.[1] Традиционно термин «ЦП» относится к процессору, а точнее к его блоку обработки и блоку управления (CU), отличая эти основные элементы компьютера от внешних компонентов, таких как основная память и схемы ввода-вывода.

ЦП состоит из нескольких отдельных частей. Блок управления отвечает за выборку инструкций из основной памяти и определение их типа. Арифметико-логическое устройство выполняет такие операции, как сложение и логическое И, необходимые для выполнения инструкций.

ЦП также содержит небольшую высокоскоростную память, используемую для хранения временных результатов и определенной управляющей информации. Эта память состоит из ряда регистров, каждый из которых имеет определенный размер и функцию. Обычно все регистры имеют одинаковый размер. Каждый регистр может содержать одно число до некоторого максимума, определяемого размером регистра. Регистры можно читать и записывать с высокой скоростью, поскольку они являются внутренними для ЦП. Наиболее важным регистром является счетчик программ (ПК), который указывает на следующую команду, которую необходимо выбрать для выполнения. (Название «счетчик программ» несколько вводит в заблуждение, потому что оно не имеет ничего общего с подсчетом чего-либо, но этот термин используется повсеместно. Также важен регистр инструкций (IR), в котором хранится инструкция, выполняемая в данный момент. (Большинство компьютеров также есть множество других регистров, как общего, так и специального назначения.

Что такое,автобус,?

В компьютерной архитектуре шина — это система связи, которая передает данные между компонентами внутри компьютера или между компьютерами. Это выражение охватывает все соответствующие аппаратные компоненты (провода, оптоволокно и т. д.) и программное обеспечение, включая протоколы связи.

Ранние компьютерные шины представляли собой параллельные электрические провода с несколькими аппаратными соединениями, но теперь этот термин используется для любого физического устройства, которое обеспечивает ту же логическую функцию, что и параллельная электрическая шина. Современные компьютерные шины могут использовать как параллельные, так и последовательные соединения и могут быть подключены либо по многоточечной (электрической параллельной), либо по последовательной топологии, либо подключены через коммутируемые концентраторы, как в случае USB.

Организация процессора

  • Системная шина — это звено, соединяющее каждый сегмент системы с центральным хранилищем и осуществляющее передачу данных в них.
  • Путь, состоящий из кабелей и разъемов, который используется для передачи данных между микропроцессором компьютера и основной памятью.
  • Обеспечивает канал связи для данных и управляющих сигналов, перемещающихся между основными компонентами компьютерной системы.

Типов системных шин

1. Данные

  • Это части информации, которые должны быть переданы.
  • Данные передаются между периферийными устройствами, памятью и ЦП. Шина данных может быть очень загруженным маршрутом.

2. Адрес

  • В нем хранится информация о том, куда должны быть переданы данные.
  • Компоненты передают адреса памяти друг другу по адресной шине.

3. Управление

  • Это набор инструкций о том, что делать с данными.
  • Используется для отправки сигналов для координации и управления работой компонентов материнской платы.

Характеристики системной шины

1. Ширина шины

  • Размер шины также известен как ее ширина.
  • Определяет, сколько данных может быть передано за раз.
  • Это относится к количеству информации, которое может быть передано за один раз.

2. Скорость шины

  • Относится к №. битов или байтов, которые шина может отправить в единицу времени.
  • Его частота также определяет его. Частота означает количество пакетов данных, отправленных или полученных в секунду. Каждый раз, когда эти данные отправляются или принимаются, называется циклом.

Системная шина объединяет функции трех основных шин, а именно шины управления, адресной шины и шины данных. Шина управления передает сигналы управления, синхронизации и координации для управления различными функциями в системе. Адресная шина используется для указания ячеек памяти для передаваемых данных.

Шина данных, представляющая собой двунаправленный путь. Он переносит фактические данные между процессором (ЦП), памятью и периферийными устройствами (ввод и вывод). Архитектура системной шины варьируется от системы к системе и может быть специфичной для конкретной конструкции компьютера. Другие общие характеристики системных шин основаны на их основной роли, подключении устройств внутри или снаружи и т. д.

Внутренняя шина

  • -Автобус.
  • Он соединяет все внутренние компоненты компьютера, такие как ЦП и память, с материнской платой.
  • Внутренние шины данных также называются локальными шинами, поскольку они предназначены для подключения к локальным устройствам.
  • Эта шина работает быстро и не зависит от остальных операций компьютера.

Внешняя шина

  • Она также известна как шина расширения.
  • Состоит из электронных путей, соединяющих различные внешние устройства, такие как принтер и т. д.

Функция кэша

Кэш ЦП — это аппаратный кэш, используемый центральным процессором (ЦП) компьютера для снижения средних затрат (времени или энергии) на доступ к данным из основной памяти. Кэш — это более быстрая память меньшего размера, расположенная ближе к ядру процессора, в которой хранятся копии данных из часто используемых ячеек основной памяти. Большинство процессоров имеют различные независимые кэши, включая кэши инструкций и данных, где кэш данных обычно организован в виде иерархии большего количества уровней кэша (L1, L2 и т. д.).

Все современные (быстрые) ЦП (за некоторыми специализированными исключениями[2]) имеют несколько уровней кэшей ЦП. Первые ЦП, использовавшие кеш, имели только один уровень кеша; в отличие от более поздних кешей уровня 1, он не был разделен на L1d (для данных) и L1i (для инструкций). Почти все современные процессоры с кэшем имеют разделенный кэш L1. У них также есть кэши L2, а для более крупных процессоров — кэши L3. Кэш L2 обычно не разделяется и действует как общий репозиторий для уже разделенного кеша L1. Каждое ядро ​​многоядерного процессора имеет выделенный кэш L2 и обычно не распределяется между ядрами. Кэш L3 и кэши более высокого уровня распределяются между ядрами и не разделяются. Кэш L4 в настоящее время встречается редко и обычно находится в динамической памяти с произвольным доступом (DRAM), а не в статической памяти с произвольным доступом (SRAM), на отдельном кристалле или микросхеме. Исторически так было и с L1, в то время как более крупные чипы позволяли интегрировать его и вообще все уровни кэша, за исключением, возможно, последнего уровня. Каждый дополнительный уровень кеша, как правило, больше и оптимизируется по-разному.

Существуют и другие типы кешей (которые не учитываются в «размере кеша» наиболее важных упомянутых выше кешей), например резервный буфер трансляции (TLB), который является частью блока управления памятью (MMU), который используется большинством ЦП. иметь.

Кэши обычно имеют размер степеней двойки: 4, 8, 16 и т. д. Размеры КБ или МБ (для больших размеров, отличных от L1), хотя IBM z13 имеет кэш инструкций L1 размером 96 КБ.

Цикл выполнения инструкции

  • Это процесс получения инструкции из памяти, декодирования ее на машинный язык и выполнения. Итак, три основных шага цикла:

Получить инструкцию.
Расшифруй.
Выполнить.

  • Весь процесс извлечения инструкций из памяти, декодирования их на машинный язык и их выполнения называется командным циклом.

RISC по сравнению с CISC

ПЕРВИЧНАЯ ПАМЯТЬ

Память — это часть компьютера, в которой хранятся программы и данные. Некоторые ученые-компьютерщики (особенно британские) используют термин «хранилище» или «хранилище», а не «память», хотя все чаще термин «хранилище» используется для обозначения дискового хранилища. Без памяти, из которой процессоры могут считывать и записывать информацию, не было бы цифровых компьютеров с хранимой в памяти программой.

Биты

Основной единицей памяти является двоичная цифра, называемая битом. Бит может содержать 0 или 1. Это простейшая возможная единица. (Устройство, способное хранить только нули, вряд ли могло бы стать основой системы памяти; необходимы по крайней мере два значения.) Люди часто говорят, что компьютеры используют двоичную арифметику, потому что она «эффективна». Что они имеют в виду (хотя и редко реализовать это) заключается в том, что цифровая информация может быть сохранена путем различения различных значений некоторой непрерывной физической величины, такой как напряжение или ток. Чем больше значений необходимо различать, тем меньше разделение между соседними значениями и тем менее надежна память. Двоичная система счисления требует различать только два значения. Следовательно, это самый надежный метод кодирования цифровой информации.

Адреса памяти

В вычислениях адрес памяти — это ссылка на конкретную ячейку памяти, используемую на различных уровнях программным и аппаратным обеспечением. Адреса памяти представляют собой последовательности цифр фиксированной длины, которые обычно отображаются и обрабатываются как целые числа без знака. Такая числовая семантика основана на особенностях ЦП (таких как указатель команд и регистры инкрементного адреса), а также на использовании памяти, такой как массив, поддерживаемый различными языками программирования.

Компьютер состоит из центрального процессора и шинного соединения

Компьютер и ИТ 4 минуты чтения

Шинное соединение

Мы знаем, что компьютер состоит из ЦП, основной памяти и блока ввода-вывода. Для передачи данных между этими компонентами нам нужны какие-то взаимосвязи, что является еще одним очень важным элементом общей компьютерной архитектуры.

Эти компоненты соединены между собой набором параллельных линий (проводящих проводов). Каждая из этих линий может использоваться для передачи последовательности битов от одного компонента компьютера к другому компоненту. Этот набор параллельных линий называется BUS. Такой автобус показан на рисунке 5.6 ниже:

Обычно компьютер имеет более одного соединения шины. Шина, используемая для соединения основных компонентов компьютера, называется системной шиной . Компьютеры общего назначения имеют системную шину на 70-100 линий. Системная шина делится на три основные категории.

Шина управления

Эти линии используются для передачи различных команд от одного компонента к другому. Например, если ЦП хочет прочитать данные из основной памяти; он будет использовать шину управления для отправки memory чтение команды в основную память компьютера. Шина управления также используется для передачи других управляющих сигналов, таких как ACKS (сигналы подтверждения). Например, когда ЦП дает команду основной памяти для записи данных, память отправляет ЦП сигнал подтверждения после успешной записи данных, чтобы ЦП мог двигаться вперед и выполнять другие действия. Несколько часто используемых команд и их назначение приведены в таблице ниже.

Стол

ЗАПИСЬ В ПАМЯТЬ Эта команда используется для записи некоторых данных в указанное место в основной памяти.
MEMORY READ Эта команда используется для чтения некоторых данных из заданного места в основной памяти.
I/O WRITE Эта команда используется для записи некоторых данных на заданное устройство вывода.
ЧТЕНИЕ В/В Эта команда используется для чтения некоторых данных с заданного устройства ввода.
BUS REQUEST Эта команда используется для запроса управления шиной, чтобы запрашивающее устройство могло использовать ее для передачи данных.
BUS GRANT Эта команда используется контроллером шины для указания предоставления шины устройству.
TRANSFER ASK Эта команда используется контроллером шины для указания предоставления bys устройству.

Шина данных

На системной шине 32 или 64 линии зарезервированы для передачи данных от одного компонента к другому. Эти линии широко известны как шина данных. Шина данных с 64 линиями может одновременно передавать 64 бита данных, поэтому нетрудно заметить, что ширина шины данных напрямую влияет на производительность компьютера.

Адресная шина

Поскольку мы знаем, что многие компоненты соединены друг с другом через систему, поэтому важно присвоить каждому компоненту уникальный идентификатор. Этот идентификатор называется адресом этого компонента. Когда компьютерный компонент хочет связаться с другим, он использует несколько линий системной шины, чтобы указать компонент назначения, используя его адрес.