Системный блок

Когда говорят компьютер, обычно имеют в виду его корпус, или системный блок, и всевозможные дополнительные устройства, необходимые для связи машины с внешним миром — с пользователями и другими компьютерами, называемыми периферийными. Корпуса чаще всего бывают двух типов: вертикальными — tower (башня) и горизонтальными — desktop (на столе).

Главная плата

Многочисленные элементы (устройства) компьютера, расположенные в его системном блоке, можно условно подразделить на пять основных групп: центральный процессор (ЦП), память (ОЗУ и ПЗУ), шина, блок электропитания и многочисленные аналого-цифровые и цифроаналоговые преобразователи (АЦП и ЦАП). Большая часть этих устройств находится на материнской плате. Там же располагаются разъемы для подключения графической платы, звуковой платы, жестких дисков и других дополнительных устройств. Название этого устройства происходит от английского «motherboard», но иногда используется слово «mainboard» — «главная плата».

Наиболее важной частью материнской платы является чипсет, который определяет то, какие устройства могут подключаться к ней. Современная материнская плата персонального компьютера включает в себя чипсет, согласующий работу центрального процессора и составных частей компьютера (ОЗУ, ПЗУ и портов ввода/ вывода и т.п.). Большинство устройств присоединяются к материнской плате с помощью одного или нескольких слотов расширения или сокетов, а некоторые современные материнские платы поддерживают даже беспроводные устройства.

В основе — логические схемы

Одним из основных блоков любой ЭВМ является центральный процессор. Обрабатываемая информация (данные) и команды (программа) хранятся в памяти компьютера (ОЗУ и ПЗУ). Память через адресную шину и шины данных соединена с центральным процессором. Он выбирает команду из памяти, расшифровывает и исполняет ее.

Многоядерные процессоры

Последней новинкой стало производство для персональных компьютеров многоядерных процессоров. Такое устройство фактически представляет собой несколько процессоров, объединенных в одном чипе. В отличие от одноядерных, такие процессоры могут работать с многопоточными приложениями, их операционная система умеет распределять программные потоки отдельно по каждому ядру. Это, в свою очередь, увеличивает производительность без роста потребления энергии.

Основу процессора составляют логические схемы: устройство управления, арифметическо- логическое устройство и регистры. Устройство управления руководит работой всех компонентов компьютера. Арифметическо-логическое устройство предназначено для исполнения арифметических и логических операций, а в регистрах временно хранится информации в форме двоичного числа.

В современных компьютерах процессоры выполнены в виде компактного модуля размерами около 5 х 5 х 0,3 см. Основная часть процессора изготовлена на одном полупроводниковом кристалле, содержащем миллиарды транзисторов.

Добраться можно, только зная адрес

Память в компьютере служит для запоминания чисел и логических команд и работает в постоянной связи с процессором, а когда надо — подключается к периферийным устройствам. Физически память делится на отдельные условные ячейки, в каждой из которых размещается только одна единица информации — бит, равная «О» или «1». Восемь бит образуют более крупную единицу информации — байт, с помощью которой можно представить в памяти одну букву алфавита, цифру десятичной системы, а также любой символ. Каждой ячейке присваивается адрес, зная который можно добраться до нее, занести в нее число или считать его из ячейки.

Постоянная память (ПЗУ), где хранится такая информация, которая не должна меняться в ходе выполнения микропроцессором программы, имеет также собственное название — ROM (Read Only Memory — память только для чтения), которое указывает на то, что обеспечиваются только режимы считывания и хранения. Постоянная память обладает тем преимуществом, что может сохранять информацию и при отключенном питании.

Оперативная память или ОЗУ предназначена для хранения переменной информации, так как допускает изменение своего содержимого в ходе выполнения микропроцессором вычислительных операций. Такой вид памяти обеспечивает режимы записи, считывания и хранения информации. Поскольку в любой момент времени доступ может осуществляться к произвольно выбранной ячейке, то ОЗУ еще называют RAM (Random Access Memory — память с произвольной выборкой).

Самый быстрый доступ к данным

В системном блоке персонального компьютера находится еще одно устройство, предназначенное для хранения информации (программ и данных) — накопитель на жестком диске HMDD (англ. Hard Magnetic Disk Drive). Из всех устройств хранения данных (не считая оперативную память) жесткие диски обеспечивают наиболее быстрый доступ к данным и высокие скорости чтения и записи. Информация записывается на алюминиевые или стеклянные пластины, покрытые слоем ферромагнитного материала, чаще всего двуокиси хрома. Считывающие головки в рабочем режиме не касаются поверхности пластин благодаря прослойке набегающего потока воздуха, образуемого у поверхности при быстром вращении. Отсутствие механического контакта обеспечивает им долгий срок службы.

Существует сленговое название жесткого диска — винчестер. Оно появилось благодаря фирме IBM, которая в 1973 г. выпустила жесткий диск, впервые объединив в одном корпусе пластины диска и считывающие головки. При его разработке инженеры использовали название «30-30», что означало два модуля по 30 Мб каждый. Один из разработчиков, по созвучию с обозначением популярного охотничьего ружья «Winchester 30-30», которое имело 30-й калибр и 2 ствола, предложил назвать этот диск «винчестером».

Сложное электронное устройство

Для преобразования изображения, находящегося в памяти компьютера, в видеосигнал для монитора служит графическая карта, которую еще называют видеоадаптером, но чаше — видеокартой. Обычно это плата расширения, которая вставляется в специальный разъем для видеокарт, расположенный на материнской плате. В последнее время видеокарты сразу встраивают в материнскую плату.

Современные видеокарты — сложное электронное устройство, оснащенное видеопроцессором, видеопамятью (Video RAM—видео ОЗУ) и даже собственной системой охлаждения. Видеопамять выполняет роль кадрового буфера, в котором хранится изображение, генерируемое и постоянно изменяемое видеопроцессором и выводимое на экран монитора. В видеопамяти хранятся также промежуточные невидимые на экране элементы изображения и другие данные. В наши дни видеокарта способна передать по 256 уровней яркости на каждый основной цвет, что в сумме дает 16,7 млн цветов. Обычно она оснащена видеовыходом, который позволяет вывести изображение с компьютера не только на монитор, но и, например, на экран телевизора.

Обеспечивает звук

Звуковая плата, или, как ее еще называют, звуковая карта или музыкальная плата помогает компьютеру работать со звуком. Она бывает как встроенной в материнскую плату, так и внешней. Естественно, сама звуковая карта звучать не может: для того чтобы услышать звуки, к ней необходимо подключить колонки или наушники, а для того чтобы ввести звуки в компьютер — микрофон или любой другой источник звука. Для этого на звуковой карте предусмотрены специальные разъемы.