Внешнее и внутреннее устройство компьютера

В этой статье, для начинающих пользователей, я расскажу про устройство компьютера и из чего он состоит. Узнаем основные характеристики внешних и внутренних устройств и какие функции они выполняют.

ПК состоит из отдельных устройств и модулей. Одни компоненты, так называемое “железо”, комплектующие или аппаратное обеспечение (от англ. hardware), находятся внутри компьютерного корпуса, другие устройства уже подключаются к нему и называются внешними или периферией.

Все устройства можно условно поделить на 4 типа. Ввода, вывода, обработки и хранения информации.

Далее разберемся со всем этим более подробно.

Из каких основных устройств состоит компьютер

Обычный настольный персональный компьютер, который мы используем в нашей повседневной жизнедеятельности, как дома, так и на работе состоит из внутренних и внешних устройств.

Общий вид компьютера:

• системный блок (в нем находится все внутреннее оборудование);
• монитор (отвечает за вывод информации в понятном для пользователя виде);
• клавиатура и мышь (отвечают за ввод информации);
• дополнительное вспомогательное оборудование (принтер, сканер, звуковые колонки или гарнитура, веб-камера, джойстик, источник бесперебойного питания и др.)

Внутренние и внешние устройства могут выполнять одни и те же функции. Например, устройства хранения данных HDD или SSD накопители, могут быть использованы как для внутреннего применения, так и для внешнего (переносные). Так же есть внешние и внутренние приводы для чтения и записи оптических дисков DVD или BD (Blu-ray).

Внутренние устройства системного блока ПК

К внутренним устройствам относятся все комплектующие (аппаратная начинка, железо), которые располагаются и крепятся внутри компьютерного корпуса. Корпус ПК с установленными в нем комплектующими называется системным блоком (все компоненты внутри корпуса, объединены в рабочую систему).

Ну а теперь более подробно разберем каждое из устройств системного блока. Узнаем как они выглядят и для чего служат.

Материнская (системная) плата

Материнская или системная печатная плата компьютера (от англ. motherboard), является основанием для построения компьютерных систем. Она первой устанавливается в корпус компьютера. На ней размещаются через распаянные разъемы или подключаются через специальные интерфейсные кабеля все внутренние устройства системного блока ПК и внешнее оборудование.

Так же в нее могут быть интегрированы (встроены) некоторые виды этих устройств. Например, видеоадаптер, звуковая или сетевая карта, Wi-Fi модуль.

Крепиться материнская плата к корпусу при помощи винтов через предусмотренные для этого отверстия. Количество и расположение мест крепления зависит от форм-фактора материнки. Так же от размера системной платы зависит и размеры компьютерного корпуса, которые также поддерживают соответствующие форм-факторы. Более подробно об этом можно почитать в статье “Что такое форм-фактор материнской платы”.

Материнка или “мать” является необходимым элементом для работоспособности компьютерной системы. Так же такими необходимыми элементами, которые устанавливаются или подключаются к ней являются:

1. Процессор с кулером.
2. Оперативная память.
3. Видеокарта (если нет встроенной в саму материнку или процессор).
4. Жесткий или SSD SATA диск (M.2 диск располагается на самой материнке).
5. Блок питания.
6. Корпус компьютера или что-то его заменяющее.

Это необходимый минимум, чтобы ваш комп можно было запустить. В современных реалиях обычно этого более чем достаточно для полнофункциональной работы. Остальные дополнительные, как внутренние карты расширения, так и внешнее оборудование, только расширяют или улучшают возможности вашего ПК.

Главная задача материнской платы — соединить все это различное оборудование и заставить его исправно работать. Для этого в ней предусмотрена микросхема BIOS, которая помогает ей это сделать.

Основные характеристики на которые стоит обращать внимание: 

• Форм-фактор или размер. Подбирается под корпус или корпус под нее. Также от размера зависит функциональность и модернизируемость всего компа. Например, ATX материнки имеют 4 слота под оперативку, а Mini ITX уже только 2;
• Процессорный сокет;
• Чипсет.

Центральный процессор (CPU)

Центральный процессор или ЦП, ЦПУ —  центральное процессорное устройство (от англ. central processing unit (CPU)), микросхема исполняющая с определенной скоростью (тактовой частотой) и четкой последовательностью заданный  программой код. Для сокращения его часто называют процессором или микропроцессором.

Это основное устройство, так скажем сердце, от которого зависит производительность вашего компьютерного друга. Процессор устанавливается в специальный разъем (слот) или «Socket», находящийся на материнской плате. Смотрите изображение выше.

Производство процессоров очень высокотехнологично, поэтому подделок их вы не найдете. Внутри он имеет очень сложную архитектуру и современные многоядерные модели состоят из миллиардов транзисторов.

После установки процессора в сокет на материнке, сверху на него в обязательном порядке устанавливают систему охлаждения. Она может быть как воздушной, вентилятор + алюминиевый или медный радиатор = кулер, или жидкостной.

Многие люди по не знанию называют процессором системный блок ПК. Как видите по изображению — это не так.

Основные характеристики на которые стоит обращать внимание: 

• Сокет. Разъем или гнездо, куда вставляется процессор на материнской плате;
• Тактовая частота. Измеряется в Гигагерцах (ГГц) — чем больше, тем лучше;
• Кэш-память. Может быть первого (L1), второго (L2) или третьего (L3) уровня — чем больше, тем лучше;
• Количество ядер. 2, 4, 6, 8, 10, 12 и более. Чем больше, тем лучше, но не всегда. Стоит обращать внимания и на тактовую частоту. Если она больше, а ядер меньше, то на неоптимизированных приложениях и играх такой процессор будет работать быстрее.

Оперативная память

Оперативная память или ОЗУ (оперативное запоминающее устройство). Имеет английскую аббревиатуру RAM (Random Access Memory), что значит память с произвольным доступом. Во время работы компьютера она хранит выполняемый на данный момент код программы, а также временные данные, которые затем обрабатываются процессором. От ее объема и скорости выполнения операций, зависит производительность ПК.

Данный тип памяти в обычных компьютерах пользователя — энергозависимый. Это значит, что при выключении компьютера все данные из нее удаляются. Выполнена в виде модулей (планок) с установленными на них микросхемами памяти.

Современные модели оперативки высокоскоростные и при работе микросхемы памяти могут сильно нагреваться. Для их охлаждения используются специальные радиаторы из меди или алюминия (см. фото выше).

Модули оперативки устанавливаются на материнской плате в спец слот. Обычно таких слота на матери 2 или 4, что позволяет регулировать ее объем в зависимости от потребностей.

Модули памяти продаются отдельными планками объемом по 4, 8, 16 и 32 ГБ. Так же есть наборы модулей из максимально близких по характеристикам планок, так называемые Kit. Могут содержать 2 или 4 планки. В современном игровом компьютере должно быть не менее 16 ГБ, а лучше 32 ГБ оперативки. Для офисного достаточно 8Gb.

Основные характеристики на которые стоит обращать внимание: 

• Частота шины. Измеряется в мегагерцах (МГц) — чем больше, тем лучше;
• Тип памяти. Поколение, к которому относится оперативка. Например, DDR2, DDR3, DDR4, DDR5;
• Объем. Измеряется в гигабайтах (Гбайт) — чем больше, тем лучше;
• Тайминги или по другому задержки. Чем меньше, тем лучше. Более подробно читайте в этой статье.

Видеокарта

Видеокарта — электронное устройство, которое преобразует графические данные, хранящиеся в оперативной памяти компьютера или видеопамяти самой видеокарты и далее выводит их на экран монитора в понятном для пользователя виде.

Видеокарта имеет много разных сленговых и сокращенных названий, но обозначают все они одно и тоже. Например, графический ускоритель, видеоадаптер, графический адаптер, графическая карта, графическая плата, видеоплата.

Самый распространенный вариант исполнения видеокарты — в виде печатной платы расширения. Во всех современных компьютерах, графическая карта вставляется в специальный слот расширения материнской платы PCI Express x16. До 2010 года использовался разъем AGP. Такие видеокарты еще называют дискретными или внешними.

Также очень широкое применение нашли встроенные или интегрированные видеоплаты. Это относится практически ко всем ноутбукам и большой части недорогих настольных ПК. Такие видеокарты располагаются на материнской плате, в качестве части чипсета северного моста  (устаревший вариант) или встраиваются в центральный процессор (современный способ).

Такие графические платы правильнее называть графическим процессором (от англ. graphics processing unit, GPU). Так как чаще всего они не имеют своей собственной видеопамяти и задействуют для обработки информации оперативку.

Основные характеристики на которые стоит обращать внимание: 

• Объём видеопамяти — общая емкость памяти видеокарты, в которой хранятся данные об  изображении для дальнейшего их вывода на монитор. Измеряется в гигабайтах (Гбайт);
  

  Оказывает тем большее влияние на производительность, чем выше разрешение монитора и качество настройки графики в играх. Современные модели видеокарт могут обладать объёмом видеопамяти от 2 Гбайт до 24 Гбайт. Оптимальным объёмом можно считать 8-12 Гбайт, но все сильно зависит от используемого разрешения монитора.

  Большой объем набортной видеопамяти не всегда означает, что данная модель видяхи более производительна, в сравнении с другими моделями, но имеющими меньший объем. Надо обращать и на другие важные характеристики внимание.

• Разрядность шины видеопамяти. Измеряется в битах, определяет объём данных, который можно одновременно прокачать через себя видеопамять. Меньше 128 бит брать не стоит. А лучше 256 бит. У самых крутых моделей этот показатель равен 384 или 512 бит;
• Частота работы ядра графического процессора. Измеряется в мегагерцах (МГц). Больше — лучше;
• Частота и тип видеопамяти. Измеряется также в мегагерцах (МГц). От типа тоже многое зависит. Чем новее поколение, тем она быстрее. Например, GDDR5, GDDR6 и GDDR6X;
• Так же очень важно наличие различных специализированных блоков. Таких, как текстурных, шейдерных, растеризации, тензорных ядер. Их количество сейчас сильно влияет на скорость видеоадаптера в играх.

В настоящее время видеокарты производят на основе чипов от корпораций nVidia и AMD. Так же потихоньку на рынок дискретной графики заходит Intel.

Блок питания (БП)

Блок питания или сокращенно БП (по-английски power supply unit или PSU), это устанавливаемый в корпус источник электропитания компьютера. Его основная функция — преобразование напряжения переменного тока в напряжение постоянного тока с целью питания внутренних и частично внешних устройств ПК.

В зависимости от качества БП, он может стабилизировать подаваемое напряжение и защищать от небольших помех. Конечно для этого лучше использовать специализированные устройства типа ИБП (Источников бесперебойного питания) или стабилизаторов напряжения.

Располагается в корпусе ПК, как сверху, так и снизу. Для охлаждения имеет встроенный вентилятор, который может работать как на вдув, так и на выдув.

Основные характеристики на которые стоит обращать внимание: 

• Самый главный показатель — мощность. Измеряется в Ваттах. Например, 500 Вт или 1200 Вт;
• Наличие сертификата 80 PLUS. Это улучшение КПД (энергоэффективность). Есть различные уровни этого сертификата;
• Количество кабелей для подключения комплектующих. Особенно обратить внимание на наличие проводов дополнительного питания для видеокарт.

Внутренние устройства хранения и записи данных

К внутренним устройствам хранения данных относятся накопители на жестких магнитных дисках или НЖМД (от англ.  hard (magnetic) disk drive, HDD) и твердотельные накопители (от англ. Solid-State Drive, SSD). Все эти устройства служат для долговременного хранения информации, но технологически и внешне они сильно отличаются.

Жёсткий диск или винчестер — запоминающее устройство, основанное на принципе магнитной записи. Он есть во многих современных настольных компьютерах и незначительной части ноутбуков. Быстро вытесняется различными вариантами исполнения твердотельных накопителей.

Несмотря на свой почтенный возраст, данная технология записи и хранения данных одна из самых надежных. Я советую в настольном ПК в обязательном порядке иметь один HDD или лучше всего гибридный SSHD диск, для хранения особо важных данных. В случае выхода из строя накопителя, восстановить данные с памяти SSD намного сложнее и дороже, чем с обычного диска.

Устанавливается в отсек 3,5 дюйма в настольных ПК, а в ноутбуках 2,5 дюйма.

Твердотельный накопитель или SSD — компьютерное энергонезависимое немеханическое запоминающее устройство на основе микросхем памяти. Для хранения информации в ней используется флеш-память NAND различных типов. Легче и быстрее обычного диска. Доля ССД дисков в ноутбуках и других портативных устройствах уже не менее 90%.

В этом типе дисков очень большую роль в производительности и продолжительности работы играет функциональность и качество используемого контроллера, потому-что память NAND требует качественного управления во время своей работы.

Основные характеристики на которые стоит обращать внимание:

• Емкостью (объёмом). Измеряется в гигабайтах (Гбайт) или терабайтах (Тбайт). Определяет какой объём информации можно записать на накопитель. Для диска на твердотельной памяти сейчас достаточно 250 Gb, а для HDD 2-3 терабайта;
• Быстродействие. Складывается из времени доступа к информации и скорости чтения/записи информации. Среднее время доступа у современных HDD составляет 12-14 мс (миллисекунд), а у SSD этот параметр не указывается, так как он близок к 0. Средняя скорость чтения/записи у HDD равен 120-180 Мбайт/с (мегабайт в секунду), а у самых медленных SSD не менее 350 Мбайт/с. У NVMe моделей скорость в районе 3500 Мбайт/с и более;
• Интерфейс подключения. Сейчас для обычных HDD и медленных SSD это SATA 3, а для быстрых SSD NVMe это разъем M.2 или PCI-E, расположенных на материнской плате.

Звуковая карта

Звуковая карта (звуковой адаптер, аудио карта или sound card) производит обработку звука и выводит его на акустические системы (колонки), наушники или гарнитуру.

Данное устройство может быть как внутренним, так и внешнем. Внешние аудио карты в большинстве своем используются для профессиональной деятельности и их мы трогать не будем. Просто знайте, что такие есть.

В настольных ПК большинства пользователей звуковая карта встроена в материнскую плату в виде отдельной распаянной микросхемы и разъемов для подключения звуковых устройств. У остальных она представляет собой плату расширения, вставляемую в разъем PCi-Ex1. Сейчас распространены игровые и проф. модели.

Отличия между ними в большей функциональности и качестве воспроизведения (не всегда) у последних.

Основные характеристики на которые стоит обращать внимание:

• Качество звука. Сложно оценить, если не обладаете качественной акустикой или наушниками;
• Дополнительные возможности, которые нужны именно для вашего рода деятельности.

Приводы для чтения и записи дисков CD, DVD, BD.

Оптический привод (DVD-привод, optical disc drive или ODD) нужен для чтения и записи оптических компакт-дисков (CD, DVD или Blu-ray). В подавляющем большинстве эти устройства используются внутри корпуса ПК или ноутбука, но есть и внешние модели, подключаемые по USB.

Оптический привод устанавливается в специальный отсек (5,25″) в компьютерном корпусе.

Данный тип накопителей информации уходит в прошлое, так как объемы хранения данных и удобство использования, уступают флешкам и другим способам хранения информации. В новых ноутбуках и большинстве ПК их уже не ставят.

Основные характеристики на которые стоит обращать внимание:

• Количество поддерживаемых форматов оптических накопителей;
• Возможность записи и перезаписи R и RW дисков.

Кулеры, радиаторы, вентиляторы и другие типы систем охлаждения.

К этим типам устройств можно отнести все то, что отвечает за охлаждение комплектующих и температуру внутри системного блока.

К ним относятся:

• Кулеры (радиатор+вентилятор). Устанавливаются на видеокарты и центральные процессоры;
• Радиаторы. Ставятся на наиболее греющиеся чипсеты материнской платы, микросхемы оперативной памяти, накопителей информации и карт расширений. Например, мощные звуковые карты;
• Вентиляторы. Необходимы для организации воздушных потоков внутри системного блока для лучшего охлаждения всех компонентов системы. В зависимости от конфигурации и мощности компа, их может быть установлено различное количество и разного размера. Наиболее эффективные 92 и 120мм модели известных брендов. Более подробно про компьютерные вентиляторы можете почитать в этой статье.
• Водные системы охлаждения. Хотя они и получили в последнее время большое распространение, но процент их использования все равно очень мал.

Компьютерный корпус

Все вышеперечисленное оборудование размещается в компьютерном корпусе. Они бывают различных размеров (форм-факторов). Могут быть выполнены из специальной стали или алюминия. Так же могут иметь различную комплектацию. Например, идти с БП и/или встроенными вентиляторами.

Периферийные или внешние устройства ПК

К внешним можно отнести все периферийные (от англ. peripheral т.е. второстепенный, внешний, окружной, удаленный) устройства, которые подключаются непосредственно к системному блоку компьютера.

Подключение происходит через параллельные (LPT), последовательные (COM) и универсальные последовательные (USB) порты, расположенные на задней или передней части корпуса. Сейчас первые два уже практически не применяются. USB-порт используется для подключения широкого спектра периферийных устройств.

Список возможных внешних устройств:

• Монитор;
• Клавиатура;
• Манипуляторы (мышь, джойстик, трекбол. тачпад, графический планшет);
• Принтер, плоттер, МФУ;
• Сканер;
• Цифровой модем (маршрутизатор, точка доступа и т. д.);
• Флешки, карты памяти, внешние жесткие и SSD диски;
• Картридер;
• Микрофон;
• Вебкамера;
• Звуковые колонки, наушники или гарнитура;
• LCD-проектор;
• Звуковая карта;
• Источник бесперебойного питания (ИБП);
• Платы расширения (Firewire, USB и т. п.).

Видео по теме

Список использованной литературы:

• “Иллюстрированная энциклопедия компьютерного железа”. Автор: Ломакин Павел Андреевич и Шрейн Даниэль;
• “По-Настоящему Персональный Компьютер”. Автор: Белов Андрей Александрович;
• “ЖЕЛЕЗО ПК ТРЮКИ 100 советов и рекомендаций профессионала”. Автор: Джим Эспинуолл.

Автор статьи и сайта

Александр

В 1998 году - первое знакомство с компьютером. С 2002 года постоянно развиваюсь и изучаю компьютерные технологии и интернет. Сейчас военный пенсионер. Занимаюсь детьми, спортом и этим проектом.

Задать вопрос