Некоторые системный блок называют "коробочка", некоторые "процессор" и ещё множество различных названий, даже применяют его иногда не по назначению, к примеру греют ноги.

И так, в этой статье я подробно напишу и даже покажу, что находится внутри системного блока, а также что представляет из себя корпус.

Многие люди (а может и не люди) задумывались "а что же внутри вон той коробочки?"...

Системный блок:

Корпус

Для начала расскажу Вам немного о корпусах.

Корпуса компьютера бывают различных стандартов, таких как MiniTower, MidiTower, BigTower, Server Case и т.д. и все они предназначены для одной и той же цели - хранить в себе основные части компьютера.

Корпуса обычно изготавливаются из жести, алюминия, панели обычно из пластмассы, но а также из других материалов.

На примере разберём корпус типа MidiTower:

На фото отмечены основные области, в которых должны или могут находится:

1. блок питания;
2. корпусные вентиляторы;
3. материнская плата (формата ATX или MiniATX);
4. устройства 5.25";
5. устройства 3.5".

Могут быть корпуса где можно поставить корпусные вентиляторы и снизу и сверху, а также например более одного на задней панели, на боковую крышку и т.д.

Есть корпуса где блок питания находится снизу, а не как на фото, где он должен быть сверху.

Материнская плата

Материнская плата - это основная часть системного блока, ибо без неё ничего работать то и не будет.

Материнские платы бывают стандартов ATX, MiniATX и т.д. Я вам приведу пример материнской платы формата ATX.

1. разъём для процессора;
2. дополнительное питание для процессора;
3. слоты для оперативной памяти;
4. под радиатором находится северный мост;
5. под радиатором находится южный мост;
6. слот PCI-E x16 для видеокарты;
7. слот PCI;
8. батарейка;
9. разъёмы SATA;
10. разъём для жёстких дисков IDE;
11. чуть не забыл, разъём для основного питания;
12. разъём для флопи-дисковода;
13. разъём для подключения процессорного вентилятора;
14. слот PCI-E x1;
15. разъёмы для подключения панельки на корпусе;
16. разъёмы для подключения дополнительных USB;
17. разъём для подключения аудио-устройств на передней панели корпуса;
18. разъём для подключения корпусных вентиляторов.

Теперь подробнее рассмотрим некоторые элементы на материнской плате.

Разъём для процессора, также его называют сокетом, нужен для того чтобы подключать к нему процессор, в настоящее время разных сокетов очень много под различные процессоры, к примеру вот 775 (для процессоров Intel):

А вот 939 сокет (для процесоров Athlon):

На следующем фото изображён северный мост без радиатора:

Служит он для того чтобы соединять (передавать информацию) между собой 3-х основных компонента компьютера - это процессор, оперативную память, видеокарту, а также передавать информацию от южного моста к процессору.

Южный мост:

Южный мост обрабатывает и передаёт информацию процессору, через северный мост, от устройств ввода/вывода.

И наконец задняя панель, данной материнской платы, выглядит так:

Нужна она для подключения различных устройств ввода/вывода.

Процессор

Процессор, так сказать, это мозг компьютера, без которого, как Вы уже наверное поняли, компьютер не сможет обрабатывать ни какой информации.

Основные характеристики процессоров это тактовая частота, кэш (какого либо уровня), частота шины.

На фото показаны 3 разных процессора, там даже имеется слотовый процессор Слева s939 AMD Athlon, справа s775 Intel C2D E6750, ну и сверху Slot 1 Intel Pentium III 600МГц.

Фото с другой стороны:

Охлаждение для процессоров

Процессоры выделяют очень много тепла, именно по этому их необходимо охлаждать, иначе они просто со временем перестанут работать, да и притом без охлаждения ПК не проработает и минуты, ибо будет срабатывать защита от перегрева, а если процессор старого образца, то он попросту сгорит.

Охлаждение может быть воздушным или же водяное. Поговорим только о воздушном.

Воздушное охлаждение может быть активным, либо же пассивным. Пассивное это когда на процессор установлен только радиатор, таким способом охлаждают процессоры, которые греются не так сильно, обычно такие процессоры устанавливают на ноутбуки.

Активное охлаждение состоит из радиатора и вентилятора, а вместе это называется "кулер".

Радиаторы изготавливаются из разных материалов, обычно из алюминия, меди. Также есть радиаторы которые основаны на тепловых трубках (самые эффективные), либо смешанные, то есть сердечник может быть медным, а рёбра алюминиевыми.

Кулер на тепловых трубках:

Алюминиевый радиатор на слотовом процессоре:

Кулер с алюминиевым радиатором:

Кулер с медным радиатором:

А вот так выглядит разобранный кулер Asus V60, который был показан до этого:

Оперативная память

Оперативная память бывает разных типов, очень давно были когда то SIMM, потом появились DIMM, далее DDR, DDR2 и на конец DDR3, это для настольных ПК, также существует память для серверов например FB-DIMM и простые DDR, DDR2, DDR3 тоже для серверов, но с поддержкой ECC.

Основными характеристиками оперативной памяти является её ёмкость, частота шины, а также тайминги (задержки).

На фото показаны (сверху вниз) DIMM, DDR, DDR2.

Видеокарта

Изначально видеокарты были нужны только для того, чтобы выводить текст на экран, а также примитивную графику, сейчас же их используют для игр, различной графики, обработки различной информации (к примеру перекодировка видео), причём видеокарта во много раз мощнее чем процессор, можно привести даже пример: точные цифры не помню, но 4-х ядерный процессор перекодировал видео за 4 часа, а видеокарта, тоже самое видео, за 20 минут.

Точно не знаю, какие появились первые, но были сначала видеокарты которые вставлялись в слот ISA и PCI, потом появился специальный слот AGP, а теперь существует слот PCI-E и PCI-E2.

Вот так выглядит видеокарта PCI-E:

Основными элементами на видеокарте считаются процессор (1) и память (2). 3 - разъём для подключения вентилятора, так же могут быть разъёмы для дополнительного питания.

Основные характеристики видеокарты: частота процессора, частота шейдерного блока, объём памяти, частота памяти, тип памяти, разрядность шины, а также какие выходы имеются на видеокарте. Существуют такие выходы как D-SUB, DVI, HDMI, DVI-I, DVI-D, DisplayPort и другие.

Блок питания

Блок питания нужен компьютеру для преобразования и передачи энергии к элементам компьютера. Работает он подобно сердцу:)

Доброго времени суток, уважаемые читатели. Сегодня любой человек хотя бы отдалённо знаком с персональным компьютером. Это полезное устройство существенно помогает во многих сферах жизни. Продвинутые пользователи без проблем отличат системный блок от принтера, а также объяснят всю разницу. А вот людям, впервые столкнувшимся с подобной техникой, довольно сложно. В сегодняшней статье мы подробно разберём, как устроен системный блок компьютера.

Для чего он нужен

Пользователи, которые никогда не углублялись в изучение компонентов компьютера, считают, что системный блок - это какая-то коробка под , обеспечивающая вывод изображения на монитор. А большинство из них называют его "процессором". Что же делает системный блок?

Основная его задача – связь компонентов, которые находятся внутри, с монитором, клавиатурой, мышью и другими периферийными устройствами. Ну конечно же защита от внешнего воздействия на внутренние элементы.

Размер корпуса

Существует два крупных вида системных блоков: горизонтальный или вертикальные. Первые размещают в горизонтальном положении под монитором, но сегодня встречаются редко. Второй тип корпуса более распространён, часто его называют Tower, что переводится с английского как «башня». Вертикальные системные блоки можно разделить ещё на несколько групп: big, midi и mini.

Размеры зависят от требований пользователя. Наиболее распространены Tower mini (маленькие), которые занимают минимум места, но имеют достаточно пространства для последующих обновлений. Большие нужны любителям самых современных игр, чтобы было место под несколько видеокарт. Компактные корпуса подойдут для сборки , который предназначен для нетребовательных задач.

Ещё один важный момент системного блока, от которого зависит последующее размещение компонентов. В настоящее время активно используется два форм-фактора: AT и АТХ. Важно помнить, что материнская плата должна иметь такой же форм-фактор, иначе она просто не подойдёт.

Что входит в системный блок

В состав базовой комплектации корпуса, как правило, имеется блок питания, что избавляет от его отдельной покупки. Конечно, если захотите, его без проблем можно заменить.
Итак, основные компоненты:

• материнская плата;
• блок питания;
• процессор;
• жёсткий диск;

Материнская плата

Самая основная часть любого системного блока, без которой невозможна работа. Её главная задача – соединение всех компонентов и обеспечение совместного функционирования. Она является самой большой и заметной частью блока. Материнская плата имеет разъёмы для подключения компонентов и периферийных устройств.

Разъёмы материнской платы выведены на заднюю стенку системного блока. Все они имеют цветную маркировку. Это сделано для облегчения правильности подключения других устройств (клавиатуры, мыши, монитора, аудиоколонок). Ведь их штекеры (чаще всего) имеют соответствующий цвет.

Блок питания

Отвечает за распределение энергии для каждого компонента. Имеет набор разъёмов на передней панели, посредством которых и подключаются остальные части системы. Обычно идёт в комплекте с корпусом, но может быть заменён на более мощный. На картинке выше блок питания занимает положение внизу корпуса, но чаще всего он располагается в верхней части.

Процессор

Его считают сердцем или мозгом ПК. Представляет собой кристалл кремния, выращенный и обработанный при помощи специальных технологий. Отвечает за обработку информации, особенно популярны процессоры компаний Intel и AMD.

Комплектуется системой охлаждения, которая представлена вентилятором и радиатором либо только последним. Устанавливается в отведённое место на материнской плате. Стоимость зависит от задач, которые будут возложены на процессор, может доходить до нескольких тысяч долларов.

Видеокарта

Без этого компонента вы не сможете работать с графическими программами, да и игры не запустятся. Практически любой современный процессор имеет встроенный графический адаптер, которого достаточно для несложных задач. А вот геймерам придётся покупать отдельную видеокарту. Как подключить? Конечно же, к материнской плате, на которой есть специальные слоты. На рынке представлено множество моделей, нацеленных на разные задачи пользователей.

Оперативная память

Необходима для хранения информации, обрабатываемой процессором. Правда, работает оперативная память, пока включен ПК, после выключения – все исчезает. Чем её больше – тем лучше. Много памяти обеспечивает высокую скорость обработки пользовательских данных. Оперативная память представляет собой небольшие планки, которые вставляются в специальные слоты. Помимо объёма, важной характеристикой является тип памяти.

Жёсткий диск

В отличие от оперативной памяти, жёсткие диски необходимы для хранения постоянных данных пользователя. Их главная характеристика – объем, который сегодня измеряется в гигабайтах и терабайтах. Объем жёсткого диска зависит от задач пользователя. В последнее время на смену HDD приходят SSD (накопители без механических деталей). Они работают быстрее, не шумят и практически не греются.

Звуковая карта

Современный компьютер невозможно представить без возможности воспроизводить звук. Для этого предназначено устройство вы вода звуковой информации, которое чаще всего уже интегрировано в системную плату и обладает достаточными характеристиками для воспроизведения звуковой информации. Но для профессиональной обработки звука на компьютере необходима отдельная звуковая карта (внутренняя или внешняя).

На этом будем заканчивать. О том, как подключить компоненты системного блока воедино, поговорим в следующий раз. Делитесь статьёй с друзьями. До новых встреч!

В заключении предлагаю посмотреть классное видео о самостоятельной сборке системного блока компьютера от канала "Хороший выбор!"

Дорогой читатель! Вы посмотрели статью до конца.
Получили вы ответ на свой вопрос? Напишите в комментариях пару слов.
Если ответа не нашли, укажите что искали .

Приветствую друзья,
сегодня мы с вами будем подробно рассматривать устройство системного блока компьютера. Узнаем из чего он состоит, какие компоненты в нем должны обязательно присутствовать, а какие опционально. Определимся с назначением каждого внутреннего компонента системного блока. Давайте начнем.

Корпус системного блока

Корпус это обычно такая железная коробка, которая нужна для удобства крепления внутренних компонентов системного блока. В ней есть специальные отверстия для крепления материнской платы, корзина для жестких дисков и cd/dvd дисководов, внешние отверстия с передней и с задней стороны для вывода внешних разъемов внутренних комплектующих системного блока (материнка, видеокарта и прочее).

Также есть куча отверстий под кулеры/вентиляторы для обеспечения наилучшего охлаждения внутренних компонентов системного блока. В особо крутых корпусах есть еще так называемая система "cable-management".

Cable management это система специальных пазов внутри корпуса для прокладки кабелей и проводов между внутренними компонентами системного блока. Нужно все это дело для, того чтобы растянувшиеся по всему корпусу провода не мешали входящим и выходящим потокам воздуха свободно циркулировать внутри корпуса системного блока. Короче для того, чтобы провода не мешали охлаждению.

Сами корпуса бывают трех основных размеров: Mini Tower, Mid Tower и Full Tower. Проще говоря, маленькие, средние и большие. Размер корпуса выбирается в зависимости от, того какого размера материнскую плату вы в него планируете запихнуть и какого размера планируете устанавливать в него внутренние компоненты.

А вообще говоря, корпус не является обязательным элементом системного блока. Компьютер может спокойно работать и без корпуса. Однако без корпуса компьютер будет работать не так эффективно. Внутренние компоненты системного блока не будут должным образом охлаждаться и будут чаще покрываться слоем пыли. Да и вам возиться с компьютером без корпуса, будет сложнее.

Основа каждого системного блока, если не сказать компьютера. Эта самая основная плата, к которой уже подключаются все остальные. Материнская плата отвечает за взаимодействие всех внутренних компонентов между собой.

Она регулирует частоты работы процессора и планок оперативной памяти. Регулирует скорость вращения кулеров, скорость передачи данных между жесткими дисками. Распределяет подачу тока между внутренними компонентами. Проверяет работоспособность всех подключенных к ней компонентов при включении компьютера с помощью BIOS.

Кроме всего прочего, от материнской платы на внешнюю панель корпуса выходит больше всего разъемов. Все или почти все USB разъемы, PS/2 порты для подключения мыши и клавиатуры. Также может выводится сетевое гнездо под конектор RJ45, если сетевая карта встроена в материнскую плату.

Иногда от материнской платы идут еще и видеоразъемы DVI или VGA. Происходит это в том случае, если видеокарта встроена в материнскую плату либо процессор имеет встроенный видеочип.

Процессор

Можно сказать мозг компьютера. Отвечает за скорость выполнения различных расчетов. Например за скорость кодировки видеофайлов, за скорость интерпретации и выполнения программного кода, за расчеты перемещения определенных объектов и так далее. Крепится процессор в специальном на материнской плате.

У каждого процессора есть свои характеристики. Такие как частота ядра, количество ядер, объем кеш памяти и прочее. Углубляться в это пока подробно не будем.

Планки оперативной памяти

Как уже понятно из названия, планки эти отвечают за объем оперативной памяти компьютера. Чем планок больше и чем большего они объема, тем больше у компьютера оперативной памяти.

Основная характеристика планок оперативной памяти - диапазон частот, на которых они могут работать. Еще учитывается объем каждой планки оперативной памяти.

В компьютер рекомендуется всегда устанавливать планки оперативной памяти одинакового объема и от отдого производителя, во избежание различных системных конфликтов. Устанавливаются планки в специальные слоты на материнской плате.

Видеокарта

Неотъемлемая часть любого компьютера. Отвечает за вывод на монитор пользователя изображения. Отвечает за качество компьютерной графики и производительность 3D приложений в целом.

Существуют как внешние видеокарты, так и внутренние, встроенные в материнскую плату либо в процессор. Однако на большинстве домашних ПК видеокарта внешняя.

Современная внешняя видеокарта отличается от своих прародителей большим количеством кулеров и массивной радиаторной решеткой. Все это нужно для улучшения охлаждения карты и, как следствие, повышения ее производительности.

Основными параметрами видеокарты являются объем ее видеопамяти и диапазон частот, на которых видеокарта работает.

Жесткие диски

Их может несколько или жесткий диск может быть один. По крайней мере, один обязательно должен быть для того, чтобы вы могли установить на него какую-нибудь операционную систему.

На картинке выше вы можете видеть пример одного из современных жестких HDD дисков, который подключается к материнской плате с помощью SATA кабеля.

Основные параметры жесткого диска - скорость чтения и записи данных. О том, как они измеряются я уже писал .

CD/DVD/Bluray дисководы

Нужны для чтения и записи файлов на диск. Уже постепенно отживают свой век, т.к на смену малообъемным CD и DVD дисками приходят быстрые и объемные флешки и внешние жесткие диски, которые подключаются к системному блоку по средствам usb кабелей.

Дисковод не является обязательным элементом системного блока. Компьютер сможет вполне спокойно работать и без него. Но без дисковода не будет возможности работать с CD,DVD и Bluray дисками.

Основными параметрами любого дисковода являются скорость чтения записи с диска и скорость записи/прожига данных на диск.

Блок питания

Нужен для того, чтобы правильно распределить электроэнергию от вашей домашней сети между всеми компонентами системного блока.

Провода от блока питания идут для того, чтобы запитать материнскую плату, кулеры, внешнюю видеокарту и жесткие диски. Процессор и оперативная память запитываются энергией уже от материнской платы. Кроме того, материнская плата регулирует подачу напряжения на процессор и оперативную память для увеличения либо уменьшения производительности.

Остальные платы

Довольно часто во многих системных блоках встречаются дополнительные платы. Это могут быть внешние сетевые карты, звуковые карты, TV тюнеры, GPS маяки и прочее. Подключается все это дело к материнской плате с помощью PCI разъемов.

На картинке выше вы можете видеть пример внешней сетевой wi-fi карты. Она очень популярна в последнее время в связи с широкой распространенностью домашних wi-fi сетей. Является идеальным решением, когда к интернету хочется подключить стационарный ПК, но кидать витую пару от системного блока к роутеру нет никакого желания.

Системный блок в собранном виде

В собранном виде системный блок будет выглядеть примерно как-то так.

В правом верхнем углу мы видим блок питания. Видим как от него ответвляются кабели к дисководам, к жестким дискам, к материнской плате и кулерам. Как раз то, о чем я вам писал.

В левом нижнем углу видим три жестких диска, а над ними корзину с дисководами. В центре самую большую материнскую плату. На ней внушительных размеров кулер, расположенный над процессором и под всем этим делом какую-то видеокарту.

Вот вообщем-то и все, о чем я сегодня хотел вам поведать. Надеюсь, что внутреннее устройство системного блока более не является для вас загадкой. В любом случае эта информация вам еще пригодится, когда мы с вами в следующих статьях научимся выбирать комплектующие под бюджет и собирать системный блок компьютера самостоятельно.

Итак, из чего же состоит системный блок компьютера? Важное уточнение здесь состоит в том, что под словом "компьютер" разные люди могут подразумевать, как ни странно, разные вещи: монитор, принтер, корпус компьютера, даже... компьютерную мышь! А как же? Ведь "стрелочка по монитору не двигается" значит - компьютер не работает! :) Нас же с Вами будет интересовать именно та "железная коробка, которая стоит под столом", а название ее системный блок! :)

Примечание: системным блоком, обычно, называют уже собранный и готовый к работе компьютер, а корпус - это просто железная коробка, в которую можно устанавливать различные его комплектующие.

Для большей наглядности (чтобы рассмотреть все комплектующие компьютера в отдельности), можете ознакомиться со статьей, посвященной .

Давайте сделаем следующим образом: поскольку на том фото, что я показал Вам выше, не удобно показывать различные комплектующие персонального компьютера (они частично закрыты различными вентиляторами и системами охлаждения), то я покажу всю его основную "начинку" на примере фото, расположенного ниже, но подразумевать буду примерно системный блок! Договорились? :)

Можете нажать на фото ниже для его увеличения.

1. - (ее разъем PCI, AGP, PCI-Express)
2. - Трехдюймовый дисковод гибких дисков (FDD 3,5)
3. - (винчестер)
4. - (фиолетовая)

Давайте сразу скажем чем же хорош этот "подразумеваемый" нами ? Он - большой! Да, кто-то скажет что это скорее недостаток, но зато замена комплектующих происходит очень комфортно (хорошо видно что и куда коммутируется и не оцарапаешься о соседние выступающие детали) Много места внутри также способствует более свободной циркуляции воздушных потоков внутри корпуса и это - тоже плюс, так как микросхемы лучше охлаждаются. Вибрация в таком корпусе также - минимальна. Ну и просто он красиво и стильно выглядит! :)

А вот так выглядит типовой системный блок с тыльной стороны:

Большей черный разъем на блоке питания - для подачи напряжения (220 V). Под ним кнопка полного обесточивания системного блока. Два круглых отверстия (разъемы PS/2), фиолетовый - под клавиатуру, зеленый - мышь. Ниже находится прямоугольный разъем красного цвета. Это устаревший разъем (LPT порт), сейчас он редко применяется, а раньше активно использовался для подключения принтеров. Возле него синий - выход . Под ним четыре одинаковых прямоугольных выхода, - это USB разъемы (под флеш накопители, мышки, сканеры, принтеры и другие устройства с USB интерфейсом).

Справа от них расположен разъем встроенной под коннектор «RJ-45» (для подключения сетевого кабеля и организации компьютерной сети). Ниже - выходы интегрированной (красный для подключения микрофона, зеленый - наушников или колонок, синий (линейный вход) для подключения устройств с использованием усилителей). Как видим, ниже (перпендикулярно материнской плате) расположена еще одна видеокарта (внешняя), со своим набором разъемов.

Приведенные выше комплектующие системного блока - это своеобразный базовый набор (без него с компьютером работать будет нельзя). С другой стороны, этот набор может быть расширен за счет дополнительных устройств и наборов микросхем: увеличение количества жестких дисков (винчестеров), возможность использования одновременно двух видеокарт, установка различных дополнительных и т.д.

А сейчас, давайте с Вами остановимся непосредственно на каждой из комплектующих системного блока компьютера более подробно. Нажимайте на ссылку "следующая" внизу страницы и переходите к продолжению материала.

Ниже можете посмотреть видео о том, из чего состоит системный блок компьютера:

Персональный компьютер - универсальная техническая система.

Его конфигурацию (состав оборудования) можно гибко изменять по мере необходимости.

Тем не менее, существует понятие базовой конфигурации, которую считают типовой. В таком комплекте компьютер обычно поставляется.

Понятие базовой конфигурации может меняться.

В настоящее время в базовой конфигурации рассматривают четыре устройства:

• системный блок;
• монитор;
• клавиатуру;
• мышь.

Помимо компьютеров с базовой конфигурации все большее распространение получают мультимедийные компьютеры, оснащенные устройством чтения компакт-дисков, колонками и микрофоном.

Справка : «Юлмарт», на сегодняшний день самый хороший и удобный интернет магазин, где бесплатно вас проконсультируют при покупке компьютера любой конфигурации.

Системный блок представляет собой основной узел, внутри которого установлены наиболее важные компоненты.

Устройства, находящиеся внутри системного блока, называют внутренними, а устройства, подключаемые к нему снаружи, называют внешними.

Внешние дополнительные устройства, предназначенные для ввода, вывода и длительного хранения данных, также называют периферийными.

Как устроен системный блок

По внешнему виду системные блоки различаются формой корпуса.

Корпуса персональных компьютеров выпускают в горизонтальном (desktop) и вертикальном (tower) исполнении.

Корпуса, имеющие вертикальное исполнение, различают по габаритам:

• полноразмерный (big tower);
• среднеразмерный (midi tower);
• малоразмерный (mini tower).

Среди корпусов, имеющих горизонтальное исполнение, выделяют плоские и особо плоские (slim).

Выбор того или иного типа корпуса определяется вкусом и потребностями модернизации компьютера.

Наиболее оптимальным типом корпуса для большинства пользователей является корпус типа mini tower.

Он имеет небольшие габариты, его удобно располагать как на рабочем столе, так и на тумбочке вблизи рабочего стола или на специальном держателе.

Он имеет достаточно места для размещения от пяти до семи плат расширения.

Кроме формы, для корпуса важен параметр, называемый форм-фактором.От него зависят требования к размещаемым устройствам.

В настоящее время в основном используются корпуса двух форм-факторов: AT и АТХ.

Форм-фактор корпуса должен быть обязательно согласован с форм-фактором главной (системной) платы компьютера, так называемой материнской платы.

Корпуса персональных компьютеров поставляются вместе с блоком питания и, таким образом, мощность блока питания также является одним из параметров корпуса.

Для массовых моделей достаточной является мощность блока питания 200-250 Вт.

В системный блок входит (вмещается):

• Материнская плата
• Микросхема ПЗУ и система BIOS
• Энергонезависимая память CMOS
• Жесткий диск

Материнская плата

Материнская плата (mother board ) - основная плата персонального компьютера, представляющая из себя лист стеклотекстолита, покрытый медной фольгой.

Путем травления фольги получают тонкие медные проводники соединяющие электронные компоненты.

На материнской плате размещаются:

• процессор - основная микросхема, выполняющая большинство математических и логических операций;
• шины - наборы проводников, по которым происходит обмен сигналами между внутренними устройствами компьютера;
• оперативная память (оперативное запоминающее устройство, ОЗУ) - набор микросхем, предназначенных для временного хранения данных, когда компьютер включен;
• ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) - микросхема, предназначенная для длительного хранения данных, в том числе и когда компьютер выключен;
• микропроцессорный комплект (чипсет) - набор микросхем, управляющих работой внутренних устройств компьютера и определяющих основные функциональные возможности материнской платы;
• разъемы для подключения дополнительных устройств (слоты).

(микропроцессор, центральный процессор, CPU) - основная микросхема компьютера, в которой и производятся все вычисления.

Он представляет из себя большую микросхему, которую можно легко найти на материнской плате.

На процессоре устанавливается большой медный ребристый радиатор, охлаждаемый вентилятором.

Конструктивно процессор состоит из ячеек, в которых данные могут не только храниться, но и изменяться.

Внутренние ячейки процессора называют регистрами.

Важно также отметить, что данные, попавшие в некоторые регистры, рассматриваются не как данные, а как команды, управляющие обработкой данных в других регистрах.

Среди регистров процессора есть и такие, которые в зависимости от своего содержания способны модифицировать исполнение команд. Таким образом, управляя засылкой данных в разные регистры процессора, можно управлять обработкой данных.

На этом и основано исполнение программ.

С остальными устройствами компьютера, и в первую очередь с оперативной памятью, процессор связан несколькими группами проводников, называемых шинами.

Основных шин три: шина данных, адресная шина и командная шина.

Адресная шина

У процессоров Intel Pentium (а именно они наиболее распространены в персональных компьютерах) адресная шина 32-разрядная, то есть состоит из 32 параллельных линий. В зависимости от того, есть напряжение на какой-то из линий или нет, говорят, что на этой линии выставлена единица или ноль. Комбинация из 32 нулей и единиц образует 32-разрядный адрес, указывающий на одну из ячеек оперативной памяти. К ней и подключается процессор для копирования данных из ячейки в один из своих регистров.

Шина данных

По этой шине происходит копирование данных из оперативной памяти в регистры процессора и обратно. В компьютерах, собранных на базе процессоров Intel Pentium, шина данных 64-разрядная, то есть состоит из 64 линий, по которым за один раз на обработку поступают сразу 8 байтов.

Шина команд

Для того чтобы процессор мог обрабатывать данные, ему нужны команды. Он должен знать, что следует сделать с теми байтами, которые хранятся в его регистрах. Эти команды поступают в процессор тоже из оперативной памяти, но не из тех областей, где хранятся массивы данных, а оттуда, где хранятся программы. Команды тоже представлены в виде байтов. Самые простые команды укладываются в один байт, однако есть и такие, для которых нужно два, три и более байтов. В большинстве современных процессоров шина команд 32-разрядная (например, в процессоре Intel Pentium), хотя существуют 64-разрядные процессоры и даже 128-разрядные.

В процессе работы процессор обслуживает данные, находящиеся в его регистрах, в поле оперативной памяти, а также данные, находящиеся во внешних портах процессора.

Часть данных он интерпретирует непосредственно как данные, часть данных - как адресные данные, а часть - как команды.

Совокупность всех возможных команд, которые может выполнить процессор над данными, образует так называемую систему команд процессора.

Основными параметрами процессоров являются:

• рабочее напряжение
• разрядность
• рабочая тактовая частота
• коэффициент внутреннего умножения тактовой частоты
• размер кэш памяти

Рабочее напряжение процессора обеспечивает материнская плата, поэтому разным маркам процессоров соответствуют разные материнские платы (их надо выбирать совместно). По мере развития процессорной техники происходит постепенное понижение рабочего напряжения.

Разрядность процессора показывает, сколько бит данных он может принять и обработать в своих регистрах за один раз (за один такт).

В основе работы процессора лежит тот же тактовый принцип, что и в обычных часах. Исполнение каждой команды занимает определенное количество тактов.

В настенных часах такты колебаний задает маятник; в ручных механических часах их задает пружинный маятник; в электронных часах для этого есть колебательный контур, задающий такты строго определенной частоты.

В персональном компьютере тактовые импульсы задает одна из микросхем, входящая в микропроцессорный комплект (чипсет), расположенный на материнской плате.

Чем выше частота тактов, поступающих на процессор, тем больше команд он может исполнить в единицу времени, тем выше его производительность.

Обмен данными внутри процессора происходит в несколько раз быстрее, чем обмен с другими устройствами, например с оперативной памятью.

Для того чтобы уменьшить количество обращений к оперативной памяти, внутри процессора создают буферную область - так называемую кэш память.Это как бы «сверхоперативная память».

Когда процессору нужны данные, он сначала обращается в кэш память, и только если там нужных данных нет, происходит его обращение в оперативную память.

Принимая блок данных из оперативной памяти, процессор заносит его одновременно и в кэш память.

«Удачные» обращения в кэш память называют попаданиями в кэш.

Процент попаданий тем выше, чем больше размер кэш памяти, поэтому высокопроизводительные процессоры комплектуют повышенным объемом кэш памяти.

Нередко кэш память распределяют по нескольким уровням.

Кэш первого уровня выполняется в том же кристалле, что и сам процессор, и имеет объем порядка десятков Кбайт.

Кэш второго уровня находится либо в кристалле процессора, либо в том же узле, что и процессор, хотя и исполняется на отдельном кристалле.

Кэш-память первого и второго уровня работает на частоте, согласованной с частотой ядра процессора.

Кэш-память третьего уровня выполняют на быстродействующих микросхемах типа SRAM и размещают на материнской плате вблизи процессора. Ее объемы могут достигать нескольких Мбайт, но работает она на частоте материнской платы.

Шинные интерфейсы материнской платы

Связь между всеми собственными и подключаемыми устройствами материнской платы выполняют ее шины и логические устройства, размещенные в микросхемах микропроцессорного комплекта (чипсета).

От архитектуры этих элементов во многом зависит производительность компьютера.

Шинные интерфейсы

ISA (Industry Standard Architecture) - устаревшая системная шина IBM PC-совместимых компьютеров.

EISA (Extended Industry Standard Architecture) - Расширение стандарта ISA. Отличается увеличенным разъемом и увеличенной производительностью (до 32 Мбайт/с). Как и ISA, в настоящее время данный стандарт считается устаревшим.

PCI (Peripheral Component Interconnect - дословно: взаимосвязь периферийных компонентов) - шина ввода/вывода для подключения периферийных устройств к материнской плате компьютера.

AGP (Accelerated Graphics Port - ускоренный графический порт) - разработанная в 1997 году компанией Intel, специализированная 32-битная системная шина для видеокарты. Основной задачей разработчиков было увеличение производительности и уменьшение стоимости видеокарты, за счет уменьшения количества встроенной видеопамяти.

USB (Universal Serial Bus - универсальная последовательная магистраль) - Этот стандарт определяет способ взаимодействия компьютера с периферийным оборудованием. Он позволяет подключать до 256 различных устройств, имеющих последовательный интерфейс. Устройства могут включаться цепочками (каждое следующее устройство подключается к предыдущему). Производительность шины USB относительно невелика и составляет до 1.5 Мбит/с, но для таких устройств, как клавиатура, мышь, модем, джойстик и тому подобное, этого достаточно. Удобство шины состоит в том, что она практически исключает конфликты между различным оборудованием, позволяет подключать и отключать устройства в «горячем режиме» (не выключая компьютер) и позволяет объединять несколько компьютеров в простейшую локальную сеть без применения специального оборудования и программного обеспечения.

Параметры микропроцессорного комплекта (чипсета) в наибольшей степени определяют свойства и функции материнской платы.

В настоящее время большинство чипсетов материнских плат выпускаются на базе двух микросхем, получивших название «северный мост» и «южный мост».

«Северный мост» управляет взаимосвязью четырех устройств: процессора, оперативной памяти, порта AGP и шины PCI. Поэтому его также называют четырехпортовым контроллером.

«Южный мост» называют также функциональным контроллером. Он выполняет функции контроллера жестких и гибких дисков, функции моста ISA - PCI, контроллера клавиатуры, мыши, шины USB и тому подобное

(RAM - Random Access Memory) - это массив кристаллических ячеек, способных хранить данные.

Существует много различных типов оперативной памяти, но с точки зрения физического принципа действия различают динамическую память (DRAM) и статическую память (SRAM).

Ячейки динамической памяти (DRAM) можно представить в виде микроконденсаторов, способных накапливать заряд на своих обкладках.

Это наиболее распространенный и экономически доступный тип памяти.

Недостатки этого типа связаны, во-первых, с тем, что как при заряде, так и при разряде конденсаторов неизбежны переходные процессы, то есть запись данных происходит сравнительно медленно.

Второй важный недостаток связан с тем, что заряды ячеек имеют свойство рассеиваться в пространстве, причем весьма быстро.

Если оперативную память постоянно не «подзаряжать», утрата данных происходит через несколько сотых долей секунды.

Для борьбы с этим явлением в компьютере происходит постоянная регенерация (освежение, подзарядка) ячеек оперативной памяти.

Регенерация осуществляется несколько десятков раз в секунду и вызывает непроизводительный расход ресурсов вычислительной системы.

Ячейки статической памяти (SRAM) можно представить как электронные микроэлементы - триггеры, состоящие из нескольких транзисторов.

В триггере хранится не заряд, а состояние (включен/выключен), поэтому этот тип памяти обеспечивает более высокое быстродействие, хотя технологически он сложнее и, соответственно, дороже.

Микросхемы динамической памяти используют в качестве основной оперативной памяти компьютера.

Микросхемы статической памяти используют в качестве вспомогательной памяти (так называемой кэш памяти), предназначенной для оптимизации работы процессора.

Каждая ячейка памяти имеет свой адрес, который выражается числом.

Одна адресуемая ячейка содержит восемь двоичных ячеек, в которых можно сохранить 8 бит, то есть один байт данных.

Таким образом, адрес любой ячейки памяти можно выразить четырьмя байтами.

Оперативная память в компьютере размещается на стандартных панельках, называемых модулями.

Модули оперативной памяти вставляют в соответствующие разъемы на материнской плате.

Конструктивно модули памяти имеют два исполнения - однорядные (SIMM-модули) и двухрядные (DIMM-модули).

Основными характеристиками модулей оперативной памяти являются объем памяти и время доступа.

Время доступа показывает, сколько времени необходимо для обращения к ячейкам памяти - чем оно меньше, тем лучше. Время доступа измеряется в миллиардных долях секунды (наносекундах, нс).

Микросхема ПЗУ и система BIOS

В момент включения компьютера в его оперативной памяти нет ничего - ни данных, ни программ, поскольку оперативная память не может ничего хранить без подзарядки ячеек более сотых долей секунды, но процессору нужны команды, в том числе и в первый момент после включения.

Поэтому сразу после включения на адресной шине процессора выставляется стартовый адрес.

Это происходит аппаратно, без участия программ (всегда одинаково).

Процессор обращается по выставленному адресу за своей первой командой и далее начинает работать по программам.

Этот исходный адрес не может указывать на оперативную память, в которой пока ничего нет.

Он указывает на другой тип памяти - постоянное запоминающее устройство (ПЗУ).

Микросхема ПЗУ способна длительное время хранить информацию, даже когда компьютер выключен.

Программы, находящиеся в ПЗУ, называют «зашитыми» - их записывают туда на этапе изготовления микросхемы.

Комплект программ, находящихся в ПЗУ, образует базовую систему ввода-вывода (BIOS - Basic Input Output System).

Основное назначение программ этого пакета состоит в том, чтобы проверить состав и работоспособность компьютерной системы и обеспечить взаимодействие с клавиатурой, монитором, жестким диском и дисководом гибких дисков.

Программы, входящие в BIOS, позволяют нам наблюдать на экране диагностические сообщения, сопровождающие запуск компьютера, а также вмешиваться в ход запуска с помощью клавиатуры.

Энергонезависимая память CMOS

Работа таких стандартных устройств, как клавиатура, может обслуживаться программами, входящими в BIOS, но такими средствами нельзя обеспечить работу со всеми возможными устройствами.

Так, например, изготовители BIOS абсолютно ничего не знают о параметрах наших жестких и гибких дисков, им не известны ни состав, ни свойства произвольной вычислительной системы.

Для того чтобы начать работу с другим оборудованием, программы, входящие в состав BIOS, должны знать, где можно найти нужные параметры.

По очевидным причинам их нельзя хранить ни в оперативной памяти, ни в постоянном запоминающем устройстве.

Специально для этого на материнской плате есть микросхема «энергонезависимой памяти», по технологии изготовления называемая CMOS.

От оперативной памяти она отличается тем, что ее содержимое не стирается во время выключения компьютера, а от ПЗУ она отличается тем, что данные в нее можно заносить и изменять самостоятельно, в соответствии с тем, какое оборудование входит в состав системы.

Эта микросхема постоянно подпитывается от небольшой батарейки, расположенной на материнской плате.

Заряда этой батарейки хватает на то, чтобы микросхема не теряла данные, даже если компьютер не будут включать несколько лет.

В микросхеме CMOS хранятся данные о гибких и жестких дисках, о процессоре, о некоторых других устройствах материнской платы.

Тот факт, что компьютер четко отслеживает время и календарь (даже и в выключенном состоянии), тоже связан с тем, что показания системных часов постоянно хранятся (и изменяются) в CMOS.

Таким образом, программы, записанные в BIOS, считывают данные о составе оборудования компьютера из микросхемы CMOS, после чего они могут выполнить обращение к жесткому диску, а в случае необходимости и к гибкому, и передать управление тем программам, которые там записаны.

Жесткий диск

Жесткий диск - основное устройство для долговременного хранения больших объемов данных и программ.

На самом деле это не один диск, а группа соосных дисков, имеющих магнитное покрытие и вращающихся с высокой скоростью.

Таким образом, этот «диск» имеет не две поверхности, как должно быть у обычного плоского диска, а 2n поверхностей, где n - число отдельных дисков в группе.

Над каждой поверхностью располагается головка, предназначенная для чтения-записи данных.

При высоких скоростях вращения дисков (90 об/с) в зазоре между головкой и поверхностью образуется аэродинамическая подушка, и головка парит над магнитной поверхностью на высоте, составляющей несколько тысячных долей миллиметра.

При изменении силы тока, протекающего через головку, происходит изменение напряженности динамического магнитного поля в зазоре, что вызывает изменения в стационарном магнитном поле ферромагнитных частиц, образующих покрытие диска.Так осуществляется запись данных на магнитный диск.

Операция считывания происходит в обратном порядке.

Намагниченные частицы покрытия, проносящиеся на высокой скорости вблизи головки, наводят в ней ЭДС самоиндукции.

Электромагнитные сигналы, возникающие при этом, усиливаются и передаются на обработку.

Управление работой жесткого диска выполняет специальное аппаратно-логическое устройство - контроллер жесткого диска.

В настоящее время функции контроллеров дисков выполняют микросхемы, входящие в микропроцессорный комплект (чипсет), хотя некоторые виды высокопроизводительных контроллеров жестких дисков по-прежнему поставляются на отдельной плате.

К основным параметрам жестких дисков относятся емкость и производительность.

На жестком диске может храниться годами, однако иногда требуется ее перенос с одного компьютера на другой.

Несмотря на свое название, жесткий диск является весьма хрупким прибором, чувствительным к перегрузкам, ударам и толчкам.

Теоретически, переносить информацию с одного рабочего места на другое путем переноса жесткого диска возможно, и в некоторых случаях так и поступают, но все-таки этот прием считается нетехнологичным, поскольку требует особой аккуратности и определенной квалификации.

Для оперативного переноса небольших объемов информации используют так называемые гибкие магнитные диски (дискеты), которые вставляют в специальный накопитель - дисковод.

Приемное отверстие накопителя находится на лицевой панели системного блока.

Начиная с 1984 года выпускались гибкие диски 5.25 дюйма высокой плотности (1.2 Мбайт).

В наши дни диски размером 5.25 дюйма не используются, и соответствующие дисководы в базовой конфигурации персональных компьютеров после 1994 года не поставляются.

Гибкие диски размером 3.5 дюйма выпускают с 1980 года.

Сейчас стандартными считают диски размером 3.5 дюйма высокой плотности. Они имеют емкость 1440 Кбайт (1.4 Мбайт) и маркируются буквами HD (high density - высокая плотность).

С нижней стороны гибкий диск имеет центральную втулку, которая захватывается шпинделем дисковода и приводится во вращение.

Магнитная поверхность прикрыта сдвигающейся шторкой для защиты от влаги, грязи и пыли.

Если на гибком диске записаны ценные данные, его можно защитить от стирания и перезаписи, сдвинув защитную задвижку так, чтобы образовалось открытое отверстие.

Гибкие диски считаются малонадежными носителями информации.

Пыль, грязь, влага, температурные перепады и внешние электромагнитные поля очень часто становятся причиной частичной или полной утраты данных, хранившихся на гибком диске.

Поэтому использовать гибкие диски в качестве основного средства хранения информации недопустимо.

Их используют только для транспортировки информации или в качестве дополнительного (резервного) средства хранения.

Дисковод компакт-дисков CD-ROM

Аббревиатура CD-ROM (Compact Disc Read-Only Memory) переводится на русский язык как постоянное запоминающее устройство на основе компакт-диска.

Принцип действия этого устройства состоит в считывании числовых данных с помощью лазерного луча, отражающегося от поверхности диска.

Цифровая запись на компакт-диске отличается от записи на магнитных дисках очень высокой плотностью, и стандартный компакт-диск может хранить примерно 650 Мбайт данных.

Большие объемы данных характерны для мультимедийной информации (графика, музыка, видео), поэтому дисководы CD-ROM относят к аппаратным средствам мультимедиа.

Программные продукты, распространяемые на лазерных дисках, называют мультимедийными изданиями.

Сегодня мультимедийные издания завоевывают все более прочное место среди других традиционных видов изданий.

Так, например, существуют книги, альбомы, энциклопедии и даже периодические издания (электронные журналы), выпускаемые на CD-ROM.

Основным недостатком стандартных дисководов CD-ROM является невозможность записи данных, но параллельно с ними существуют и устройства однократной записи CD-R (Compact Disk Recorder), и устройства многократной записи CD-RW.

Основным параметром дисководов CD-ROM является скорость чтения данных.

В настоящее время наибольшее распространение имеют устройства чтения CD-ROM с производительностью 32х-50х. Современные образцы устройств однократной записи имеют производительность 4х-8х, а устройств многократной записи - до 4х.