Компьютер. Устройство. Часть первая

Сегодня компьютеры прочно вошли в нашу жизнь. Трудно найти человека (ну разве что это будет совсем дремучий индивид), который хотя бы изредка не общался с этим выдающимся прибором. Большинство же активного населения планеты использует компьютеры весьма плотно, некоторые представители рода людского расстаются с ними только на время сна. Но даже при таком

тесном общении человека и компьютера, утверждать, что они стали близкими родственниками достаточно трудно. Я часто общаюсь с
пользователями ПК, причём с самыми широкими их слоями. Со всей ответственностью могу утверждать, что для подавляющего большинства юзеров, компьютер был и остаётся неким загадочным, или даже волшебным устройством, понять работу которого дано лишь избранным. И это в лучшем случае, потому что встречались мне и такие «юзвери», которые иначе как «шайтан-машиной» ПК не называли)).

А между тем компьютер – вещь простая и понятная. И если один раз разобраться в его устройстве, то в дальнейшем работать с компьютером можно будет легко и непринуждённо, не боясь ничем необъяснимых «глюков» и мифических «призраков в машине».Первое, что нужно уяснить – это то, что компьютер есть СОВОКУПНОСТЬ. Совокупность аппаратного и программного обеспечения. То есть за работу компьютера отвечают, как программы, установленные на ПК, так и «железки» из которых он «свинчен». И начнём мы, пожалуй, с этих самых «железок».

 

В этой статье мы рассмотрим устройство настольного компьютера, как наиболее понятного для изучения. Надо сказать, что несмотря на внешнее различие, все компьютеры (настольные, ноутбуки, планшеты, смартфоны, различные специализированные) по устройству очень похожи между собой и состоят из практически одних и тех же принципиальных узлов. 

Процессор

Главной частью компьютера является, вне всяких сомнений, ЦП – центральный процессор. Ещё его называют центральным процессорным устройством, ЦПУ. Именно ЦПУ занимается тем, ради чего и создавались компьютеры – оно ВЫЧИСЛЯЕТ. Все остальные устройства ему помогают: снабжают данными, питают, охлаждают, обеспечивают вывод результатов. В реальности ЦП представляет собой кремниевую микросхему, микрочип, как сейчас говорят, который вставляется в специальное гнездо (сокет) системной платы. Системная (также называемая материнской) плата – главная плата компьютера. На ней находятся все разъёмы, к ней подключаются все провода и шлейфы. Так же на неё устанавливаются системы охлаждения ЦПУ и различных вспомогательных микросхем (если требуется). Системная плата устанавливается в компьютерный корпус. Корпус компьютера – это несущее шасси, которое соединяет в одно целое все части ПК. Корпус также снабжается блоком питания, который обеспечивает электрическим напряжением с нужными параметрами все устройства компьютера.

Следующими по значимости (после ЦПУ) устройствами ПК принято считать: оперативную память (оперативное запоминающее устройство – ОЗУ), постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), устройство ввода-вывода. Собственно, эти четыре вещи: ЦПУ, ОЗУ, ПЗУ, устройство ввода-вывода и образуют сам компьютер. Все остальные устройства ПК, будь то жёсткий диск, оптический привод и т.д. считаются внешними.

ОЗУ

Рассмотрим по порядку названные выше устройства ПК. Оперативная память является временным хранилищем данных. Она становится работоспособной только при включении компьютера, а при его выключении, данные в ОЗУ стираются. ОЗУ хранит данные, необходимые ЦПУ для вычислений. В ходе этих вычислений ОЗУ и ЦПУ постоянно обмениваются информацией, поэтому оперативная память работает с очень высокой скоростью, выше только скорость обмена внутри самого процессора. Физически оперативная память выполняется в виде невысоких плат, так называемых планок, на которых распаяны чипы памяти. Планки ОЗУ вставляются в специальные разъёмы – слоты, установленные на материнской плате в непосредственной близости от процессорного сокета. Материнка настольного «компа» обычно имеет два-четыре (чаще) или шесть-восемь (реже) слотов для памяти.

ПЗУ

ПЗУ современного компьютера – это микросхема флэш-памяти. В ней хранится так называемый BIOS (Basic Input Output System – базовая система ввода-вывода). BIOS есть не что иное, как набор микропрограмм, которые задают основные параметры работы компьютера – частоты работы ЦПУ и ОЗУ, источник загрузки операционной системы и т.д. Эти программы «зашиваются» в ПЗУ при изготовлении материнской платы, при этом BIOS допускает установку пользователем ПК некоторых своих настроек. Флэш-память является энергонезависимой, всё записанное в ней сохраняется при отключении электропитания. Но здесь есть один маленький нюанс. Сохраняется информация, записанная на заводе, а для сохранения пользовательских настроек, хранящихся в микросхеме ПЗУ, она подключена к миниатюрной литиевой батарейке, так что, если эту батарейку вынуть, или она «сядет», все настройки, которые сделал юзер обнулятся и BIOS вернётся к заводскому виду. ПЗУ в отличии от оперативной памяти, планки которой пользователь может менять, устанавливать или удалять, предоставляет юзеру очень мало свобод. Микросхема ПЗУ либо распаяна, либо установлена в специальном гнезде на материнской плате и замене силами пользователя не подлежит. Единственное, что доступно пользователю – смена «прошивки», но для этого, нужно уже обладать определённым опытом.

Устройство ввода-вывода

Устройство ввода-вывода в ПК в ПК не обязательно является каким-то обособленным, выделенным устройством. Оно может представлять собой специальную микросхему, а то и дискретную плату, вставляемую в специальный слот расширения на материнской плате (или несколько микросхем, несколько плат). Через специальные разъёмы это устройство принимает данные от клавиатуры, мыши, либо других устройств ввода (например, джойстика или светового пера), а также выводит информацию – на монитор, принтер, или, может быть, шлем виртуальной реальности.

В этой части статьи мы рассмотрели основные составляющие персонального компьютера. В продолжении поговорим об устройствах, которые значительно расширяют возможности современного компьютера и без которых сегодня ПК вообще немыслим. Речь пойдёт о внешних накопителях, дискретных платах расширения и т.д. Также затронем тему программного обеспечения. Часть вторая>>>>>>