УСТРОЙСТВО ПЕРСОНАЛЬНОГО КОМПЬЮТЕРА

Содержание:

Введение

В сегодняшнее время компьютер в жизни человека занимает чуть ли не лидирующее место.

В данный момент компьютеры в человеческой деятельности используются во многих сферах – для работы в бухгалтерских организациях, создания сложных научных моделей, разработки различных программ, создания новых сайтов, хранения и поиска информации в базах данных, банально даже для того, чтобы поиграть в игры. Каждый пользователь должен знать компьютер, и, соответственно, уметь им пользоваться. Не каждый человек, который работает на компьютере, представляет себе его полностью точный состав.

В связи с этим, в своей работе я хочу ознакомиться с историей создания компьютеров, изучить основные компонентные ПК, освоить их свойства и характеристики.

1. История создания и совершенствования компьютера

Компьютер (англ. computer, МФА: [kəmˈpjuː.tə(ɹ)][1] — «вычислитель»)-устройство или система, способная выполнять заданную, чётко определённую, изменяемую последовательность операций. Это чаще всего операции численных расчётов и манипулирования данными, однако сюда относятся и операции ввода-вывода. Описание последовательности операций называется программой.^[1] Другими словами – слово «компьютер» означает «вычислитель», то есть устройство для вычислений, а потребность в автоматизации вычислений возникла ещё очень давно. Именно поэтому люди ещё тогда стремились создать приспособление, которое считало бы всё автоматически. Издавна люди пользовались такими банальными вещами как камни, счётные палочки и тому подобное. Тем самым более полторы тысяч лет тому назад были изобретены счётные доски, а их потомком являются счёты.

Француз Блез Паскаль начал создавать суммирующую машину «Паскалину» в 1642 году в возрасте 19 лет, наблюдая за работой своего отца, который был сборщиком налогов и часто выполнял долгие и утомительные расчёты.

Рисунок 1.

Суммирующая машина «Паскалина»

Машина Паскаля представляла собой механическое устройство в виде ящичка с многочисленными связанными одна с другой шестерёнками. Складываемые числа вводились в машину при помощи соответствующего поворота наборных колёсиков. На каждое из этих колёсиков, соответствовавших одному десятичному разряду числа, были нанесены деления от 0 до 9. При вводе числа колесики прокручивались до соответствующей цифры. Совершив полный оборот, избыток над цифрой 9 колёсико переносило на соседний разряд, сдвигая соседнее колесо на 1 позицию. Совершив полный оборот, избыток над цифрой 9 колёсико переносило на соседний разряд, сдвигая соседнее колесо на 1 позицию. Первые варианты «Паскалины» имели пять зубчатых колёс, позднее их число увеличилось до шести или даже восьми, что позволяло работать с большими числами, вплоть до 9999999. Ответ появлялся в верхней части металлического корпуса. Вращение колёс было возможно лишь в одном направлении, исключая возможность непосредственного оперирования отрицательными числами. Тем не менее машина Паскаля позволяла выполнять не только сложение, но и другие операции, но требовала при этом применения довольно неудобной процедуры повторных сложений. Вычитание выполнялось при помощи дополнений до девятки, которые для помощи считавшему появлялись в окошке, размещённом над выставленным оригинальным значением.^[2] Работа над этим приспособлением длилась примерно пят лет, за это время было изготовлено около пятидесяти различных моделей. А в 1649 году Паскаль получил патент, который давал право на изготовление и продажу машины.

В 1673 году математик, инженер, физик, а также изобретатель Готфрид Вильгельм Лейбниц создал механическое счетное устройство под названием арифмометр Лейбница, которое умело не только складывать и вычитать, а еще умножать, делить, но и в добавок к этому - вычислять квадратный корень.

Машина была продемонстрирована Лейбницем во Французской академии наук и Лондонском королевском обществе. Также экземпляр арифмометра попал к Петру Первому, который в дальнейшем подарил её китайскому императору, желая удивить того европейскими достижениями в области техники. И, к слову, император был приятно удивлён.

Рисунок 2

Арифмометр Лейбница

Английский математик Чарльз Бэббидж смог разработать устройство, которое могло выполнять арифметические действия, но и в добавок к этому оно сразу же печатало полученные результаты. В 1832 г. была построена более уменьшенная модель, вес которой составлял целых три тонны, зато данная конструкция была способна выполнять арифметические операции с точностью до шестого знака после запятой, а также вычислять производные второго порядка. Эта устройство называется дифференциальной машиной, и именно она стала основой образа настоящих компьютеров.

п

Рисунок 3

Дифференциальная машина

\

Суммирующий аппарат с непрерывной передачей десятков создал российский математик и механик Пафнутий Львович Чебышев. В этом аппарате достигнута такая цель, как автоматизация выполнения всех арифметических действий. В 1881 году была создана специальная приставка к суммирующему аппарату для умножения и деления. Принцип непрерывной передачи десятков широко использовался в различных счетчиках и вычислительных машинах.

Рисунок 4

Суммирующий аппарат Пафнутия

Первое поколение компьютеров создавалось на лампах в период с 1944 по 1954 гг. В этих компьютерах выполняемая программа уже хранилась в памяти, и обработка данных производилась не последовательно по одному двоичному разряду, а параллельно во всех разрядах машинного слова. Применение электронных ламп позволило повысить скорость вычислений уже в первых несовершенных моделях на три прядка по сравнению с автоматическими релейными машинами, а в более совершенных на четыре порядка. Программа составлялась уже не на машинном языке, а на языке Ассемблера. Применялась память на магнитных сердечниках, вытеснившая в дальнейшем запоминающие устройства на электронно-лучевых трубках и ртутных ультразвуковых линиях задержки. Наиболее характерным типом компьютеров первого поколения являются компьютеры на электронных лампах и электронно-лучевых трубках. Компьютеры первого поколения создавались как универсальные и применялись, в основном для решения научно-технических задач, но не имели еще системного программного обеспечения. В компьютерах первого поколения вручную выполнялись операции ввода программы и вывода результатов.

Второе поколение компьютеров создавалось в период с 1955 по 1964гг. Успехи полупроводниковой технологии привели к смене элементной базы. Запоминающие устройства на магнитных сердечниках, магнитных барабанах и магнитных лентах вытеснили полностью запоминающие устройства на электронно-лучевых трубках и ртутных ультразвуковых линиях задержки, применяемых в компьютерах первого поколения, используется оперативная память на феррит-диодных ячейках. Во втором поколении применение запоминающих устройств на магнитных лентах позволяло записывать на магнитной ленте несколько программ, которые автоматически выполнялись в компьютере одна за другой и в той же последовательности результаты автоматически записывались на другую ленту. Этот вид обработки получил название пакетной обработки, при которой пользователь не имел прямого доступа к компьютеру. В связи с переходом на ферриты в схемах оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) произошло удешевление ОЗУ и системы управления памятью, увеличился объем оперативной памяти. В арифметическое устройство стали встраиваться сверхбыстрые запоминающие устройства — регистры на транзисторах. Кроме устройств считывания и записи на перфоленты появляются устройства вывода на алфавитно-цифровые печатающие устройства, вывод на телетайп, прием и передача данных по телеграфу. Развиваются языки высокого уровня (Алгол60, Кобол, Фортран2) и трансляторы к ним. Компьютеры стали широко использоваться для экономических расчетов. Общее устройство управления становилось слишком большим, поэтому появляются дополнительно местные устройства управления. Появились компьютеры со стеком, выполняющие безадресные команды, в стек последовательно заносились данные, которые извлекались при выполнении операции, результат операции заносился в верхнюю ячейку стека. Машины такой конфигурации получили название стековых. Среди компьютеров второго поколения появились и первые суперкомпьютеры, предназначенные для решения сложных задач, требовавших высокой скорости вычислений. В них были применены методы параллельной обработки (увеличивающие число операций, выполняемых в единицу времени), конвейеризация команд (когда во время выполнения одной команды вторая считывается из памяти и готовится к выполнению) и параллельная обработка нескольких программ. Компьютеры, выполняющие параллельно несколько программ при помощи нескольких микропроцессоров, получили название мультипроцессорных систем.

Третье поколение компьютеров разрабатывалось с 1964 по 1974 год на новой элементной базе, осуществился переход от дискретных полупроводниковых элементов к интегральным схемам. Снова уменьшились габариты и потребляемая мощность компьютеров, возросла надежность. В компьютерах третьего поколения был расширен набор внешних устройств. В начале 60-х годов появились первые устройства внешней памяти на магнитных дисках. Емкость магнитных дисков была на порядок больше, чем емкость магнитных барабанов, применявшихся ранее. Была введена параллельная и конвейерная обработка данных в операционном блоке. В центральный процессор вводится система прерываний. Все управление компьютером автоматизировано. Управление осуществляет комплекс программ, объединенный в операционную систему (ОС). Пользователь общается с компьютером через ОС, которая синхронизирует работу аппаратной части, используя систему прерывания и таймер - электронные часы. Широко используется многопрограммный режим работы и виртуальная память (особая организация управления памятью, которая позволяет рассматривать всю память компьютера, как основную). Развивается иерархия памяти. Оперативная память делится на блоки с независимыми системами управления. Эти блоки могут работать одновременно. Структура оперативной памяти делится на страницы и сегменты. Используется КЭШ память (буферная память, позволяющая согласовать скорости обмена данными быстрых и медленных устройств памяти). Широко разрабатывается класс универсальных компьютеров (мэйнфреймов), повышается эффективность использования компьютеров, используется мультипрограммный режим работы. Мейнфреймы долгое время оставались наиболее мощными (не считая суперкомпьютеров) вычислительными системами общего назначения, обеспечивающими непрерывный круглосуточный режим эксплуатации. Они строились на одном или нескольких процессорах, каждый из которых мог оснащаться векторными сопроцессорами (ускорителями операций для получения сверхвысокой производительности). На базе универсальных компьютеров стало возможно создание вычислительных систем, обслуживающих удаленных пользователей. Идет унификация технических и программных средств, создаются семейства (ряды) ЭВМ единой системы. Появился новый класс машин - малых или мини-компьютеров. Они имели сокращенный набор команд, высокую скорость их выполнения и были предназначены для управления технологическими процессами, но постепенно стали использоваться для инженерных расчетов и для обработки экспериментальных данных. Производительность некоторых мини-компьютеров достигала нескольких миллионов операций в секунду, что превышало скорость работы многих универсальных компьютеров. Появились терминальные устройства с клавиатурой, дисплеем, встроенным миникомпьютером, осуществлявшие связь с универсальным компьютером большой мощности и дополнительную обработку информации. Появились устройства ввода графической информации с чертежа, оптические читающие устройства, графопостроители.

Четвертое поколение компьютеров создавалось на БИС средней интеграции и СБИС. Высокая степень интеграции БИС, повышенное быстродействие, высокая степень надежности, снижение стоимости, все это позволило значительно уменьшить размеры компьютеров, достигнуть быстродействия порядка сотен миллионов операций в секунду, объем основной памяти достиг десятков Мбайт. Появился новый класс ЭВМ - микрокомпьютеры. Процессор микрокомпьютера собирался теперь из одной или нескольких микропроцессорных БИС. Развивается производство заказных БИС, выполняющих определенные функции, разрабатываются процессоры ассоциативного типа, в которых основной операцией является операция сравнения. Используются векторноконвейерные принципы обработки данных. Разрабатываются конвейерные устройства управления с опережающим выполнением команд. Для построения микрокомпьютера стала использоваться открытая архитектура, позволяющая наращивать вычислительную мощность компьютера простым подключением дополнительных модулей. Дополнительно вводятся микросхемы памяти в процессор и микросхемы памяти, обеспечивающие обмен информацией между процессором и внешними устройствами (кэш первого и второго уровней). Компьютеры стали доступны по цене отдельным пользователям. Это привело к широкому производству персональных компьютеров. Тенденция к использованию масштабных приложений дает новую жизнь и суперкомпьютерам. Появляются суперминикомпьютеры, которые довольно скоро вытесняются в управлении производственными процессами промышленными компьютерами с легко наращиваемой структурой и функциями. В это время две тенденции- распределение вычислительных ресурсов, оснащение персональными компьютерами рабочих мест и необходимость объединения вычислительных ресурсов для решения общих задач большого объема - привели к сетевому буму. Для организации компьютерных сетей используется оптоволоконная связь. Разрабатываются принципы построения оптических компьютеров.^[3]

Компьютер на данный момент по всем своим возможностям может выполнять достаточное количество операций, нужной для повседневной работы, однако есть и такие области деятельности, где даже их мощности всё равно не хватает. Это касается обработки гигантских объемов информации, используемых в научных исследованиях, в каких-либо расчетах и создании видеофильмов. Но наука не стоит на месте, и со временем специалисты создают всё более мощные составляющие для компьютера, кстати о которых дальше и пойдёт речь.

2. Основные внутренние устройства современного ПК.

Одним из значительных преимуществ современного ПК является гибкость архитектуры, которая позволяет адаптировать его к различным приложениям для управления, обучения, образования и повседневной жизни.

Главным компонентом, дающий жизнь компьютеру является системный блок. Системный блок - физически представляет собой корпус, наполненный аппаратным обеспечением для создания компьютера. Также аппаратное обеспечение делится на внутренние устройства и внешние устройства.

Основные внутренние устройства:

1. Материнская плата
2. Процессор
3. Оперативная память
4. Жёсткий диск
5. Система охлаждения
6. Блок питания
7. Видеокарта

2.1 Материнская плата

Персональный компьютер состоит из множества узлов, которые передают, обрабатывают и обмениваются информацией с пользователем. Каждый узел выполняет свою узкоспециализированную функцию. Большинство этих узлов находятся в одном структурно законченном элементе - материнской плате. Эта материнская плата, также называемая системной платой, «материнской» и т. д. является основой любого ПК.

Также у материнской платы есть английская аббревиатура «MB», одна из расшифровок которой является – «mainboard», главная плата. И это действительно так, поскольку все элементы ПК подключаются к ней напрямую или стандартными кабелями.

В большинстве случаев материнская плата располагается вертикально. Её прикручивают к одной из стенок системного блока.

Рисунок 5

Материнская плата модели «Asus»

Основные функции материнской платы:

1. Передача сигналов управления от центрального процессора (ЦП) к различным устройствам.
2. Обмен данными между процессором и памятью (постоянной и оперативной).
3. Организация устройств долговременного хранения информации (жестких дисков и других внешних носителей) и обеспечения доступа к ним.
4. Подключение внешних устройств (видеокарты, средства обработки звука, внешняя память и другие.)
5. Предоставление информации от пользователя или другого компьютера.

Напрямую в разъёмы самой материнской платы можно подключить следующие устройства:

1. Процессор.
2. Модули памяти.
3. Видеокарта.
4. Звуковая карта.
5. Любые другие устройства со стандартными интерфейсами материнской платы.

Устройства хранения данных (жесткие диски, BlueRay и другие) подключаются к материнской плате не напрямую, а стандартными кабелями. В настоящее время эти устройства используют интерфейс SATA. Кроме того, имеются такие же разъемы для подключения хранилищ резервной информации, расположенных вне системного блока.

Различные периферийные устройства (клавиатура, мышь, принтер, флеш-накопители и т. Д.) Могут быть подключены к карте через интерфейс USB. Разъемы USB могут быть расположены непосредственно на плате или подключены к плате с помощью кабелей.

2.2 Процессор

Процессор – это программа или устройство, предназначенное для обработки чего-либо. Также это центральный вычислительный элемент любого компьютера, который управляет всеми его другими элементами. Современный микропроцессор представляет собой пластину из кристаллического кремния прямоугольной формы. Его небольшая площадь содержит схемы (транзисторы). Пластина находится в керамическом или пластиковом корпусе, к которому она прикреплена с помощью золотых проводов. Благодаря такой конструкции процессор можно легко и надежно подключить к материнской плате ПК.

Рисунок 6

Процессор компании «Intel»

Существует множество типов процессоров, от слабого одноядерного до мощного многоядерного. От игровых и рабочих до средних по всем параметрам. Но есть две основные компании, выпускающие процессоры: AMD и Intel. Это две компании, которые производят микропроцессоры, являются наиболее востребованы и ценятся на рынке. Основное различие продуктов AMD и Intel не в количестве ядер, а в архитектуре, внутреннем устройстве. Каждый конкурент предлагает свою «внутреннюю» структуру, свой тип процессора, который кардинально отличается от конкурента.

Основными характеристиками процессора являются:

• Кэш память - одна из основных характеристик, которую следует учитывать при выборе процессора. Кэш-память - массив сверхбыстрой энергозависимой оперативной памяти. Это буфер, в котором хранятся данные, с которыми процессор взаимодействовал чаще всего или взаимодействовал во время недавних операций. Это уменьшает количество обращений от процессора к основной памяти. Данный тип хранилища делится на три уровня: L1, L2, L3. Каждый уровень отличается по размеру и скорости хранения, а их задачи по ускорению отличаются друг от друга. L1 самый маленький и самый быстрый, L3 самый большой и самый медленный. Процессор обращается к каждому уровню по очереди (снизу вверх), пока не найдет необходимую информацию на одном из них. Если ничего не найдено, обращается к оперативной памяти.
• Серия – оба конкурента делят свои товары на несколько видов и подвидов. (у AMD – Ryzen, FX., у Intel – i3, i5, i7, и даже i9)
• Сокет – разъём на материнской плате, предназначенный для установки процессора. Каждый сокет допускает установку только определенного типа процессоров.
• Тактовая частота   из лидирующий производительности процессора.
• Количество ядер. Ядро - самая важный элемент процессора. Оно представляет собой часть процессора, способное выполнять один поток команд. Но не всегда количество ядер процессора влияют на производительность компьютера. Потому что не все программы поддерживают так много потоков, а значит такой процессор для данных программ просто бесполезен. Обычно чем меньше потоков, тем выше тактовая частота. Отсюда следует, что, если программа адаптирована, допустим, к 4 ядрам, а не, например, к 8, она будет работать медленнее в 8-ядерном процессе. Но этот процессор - отличное решение для тех, кому нужно одновременно работать с большим количеством требовательных программ одновременно. Равномерно распределив нагрузку между ядрами процессора.

2.3 Оперативная память

Оперативная память — это временная память компьютера, которая работает при включенном состоянии компьютера, и которая нужна для нормальной работы программ и процессов. Как только выключается или перезагружаете компьютер, оперативная память обнуляется.

Рисунок 7

Оперативная память компании «HyperX»

Оперативная память является энергозависимой частью компьютерной памяти, которая хранит команды и данные, необходимые процессору для выполнения различных операций и программ. Количество запущенных программ и задач, которые компьютер может запускать одновременно, зависят именно от объема оперативной памяти.

Виды оперативной памяти:

1. DDR. Данный вид памяти был выпущен в 2000 году и на данный момент не выпускается. Тактовая частота составляла от 200 до 400 МГц.
2. DDR2. Этот вид памяти был выпущен в 2004 году и на данный момент не выпускается. Её тактовая частота составляла от 400 до 1200 МГц.
3. DDR3. Был выпущен в 2008 году и на данный момент больше не выпускается, однако до сих пор используется на некоторых ПК. Тактовая частота составляет от 800 до 2400 МГц, также можно разогнать до 3000 МГц.
4. DDR4. Сея вид памяти появился в 2014 году и продолжает выпускаться по сей день. Тактовая частота составляет от 1600 до 2400 МГц. На данный момент данный вид оперативной памяти можно разогнать до 4266 МГц.

Также есть и другие версии оперативной памяти, но она уже настолько устарели, что уже и не используются в современных компьютерах, поэтому и не будем брать их в счёт.

2.4 Жёсткий диск

На данный момент жёсткие диски делятся на 2 типа: классические (HDD) и твердотельные (SSD).

В классическом жёстком диске видно диски, а также магнитную головку, которая ходит по дискам для того, чтобы читать, записать и удалять информацию на диске.

Рисунок 8

Жёсткий диск фирмы «SEAGATE»

Классический жёсткий диск выбирается в основном по 2 параметрам: скорость вращения дисков и объем. Скорость измеряется в оборотах в минуту и ​​обычно составляет 5400, 5700, 5900, 7200, 10 000, 15 000 оборотов в минуту. Для персонального компьютера подойдут диски до 7200 оборотов в минуту. А диски от 10 000 оборотов в минуту являются специальными для серверов. По факту, классический жесткий диск практически вечный, если не подвержен электромагнитному излучению, сырости и повреждениям.

Сейчас в моде высокоскоростные диски, не имеющие механических частей. Принцип хранения информации точно такой же, как и у обычного флэш-накопителя: за счет сохранения электрического заряда через плавающий затвор транзистора.

Рисунок 9

SSD накопитель фирмы «Dell»

Такие диски действительно имеют очень высокую скорость (в несколько раз быстрее обычного диска), но у них есть один большой недостаток. Такой диск имеет ограниченное количество циклов записи, чтения, удаления.

Подводя итоги, HDD - классический жесткий диск, использующий технологию магнитной записи. Внутри этого диска находится от 1 до 5 «блинов», на которых с помощью магнитной головки записывается информация. Его главное преимущество - долговечность, невысокая цена, надежность в стабильных условиях работы. Минусы: скорость и механика, выходящая из строя со временем.

SSD - твердотельный накопитель, удобного размера для подключения к разъему SATA. Ничего не крутится, а контроллер, микросхемы памяти и прочие «ремни» припаяны к плате. Плюсы заключаются: в скорости работы, отсутствии шума, малом нагреве. Ну, а минусы в основном связаны с ценой и проблемами брака контроллеров либо микросхем

И вся проблема не в том, что SSD быстро выходит из строя, а в том, что он внезапно выходит из строя. И впоследствии получить от него информацию может быть сложно или невозможно. При этом с классического HDD можно снять часть сохраненных данных практически во всех случаях, кроме физического разрушения носителя.

2.5 Система охлаждения

Система охлаждения компьютера - набор средств для отвода тепла от компонентов компьютера, которые нагреваются во время работы.

Системы охлаждения компьютеров бывают разных типов и мощности. Тем не менее, все они преследуют одну цель: охладить устройства внутри системного блока, а также повысить эффективность работы. Разные системы предназначены для охлаждения разных устройств, и делают они это по-разному.

Рассмотрим самые часто используемые системы охлаждения, которые используются непосредственно для работы на ПК, нежели его разгона.

1. Воздушная система охлаждения
2. Водяная система охлаждения

Сама воздушная система охлаждения делится на 2 подтипа:

1. Пассивная
2. Активная

Главное достоинство пассивной системы охлаждения - практически полная тишина компьютера даже при высоких нагрузках. Такой эффект достигается за счет того, что система не требует сторонних компонентов, она справляется за счет собственных ресурсов. Качество теплопроводности зависит от площади рассеивания тепла радиатором, скорости и температуры нагревателя. поток воздуха, проходящий через него. Поверхность радиатора и нагревательного элемента шлифуется и полируется, после чего получается шероховатость около 4-5 мкм. Это обеспечивает тесный контакт и тонкий воздушный зазор с низкой теплопроводностью. Для увеличения теплопроводности пространство заполняют специальными пастами.

Главное преимущество в том, что компьютер практически бесшумен. Однако у этого есть очень большой недостаток - при больших нагрузках компьютер будет сильно перегреваться, что замедлит его производительность.

Рисунок 10

Пассивный радиатор

Активная система охлаждения также именуется кулером (совокупность вентилятора и радиатора). Оно самое распространённое и недорогое.

Применяется для достижения большего потока воздуха чем при пассивном охлаждении. Всё это выглядит данным образом:

В этом способе используются вентиляторы в сочетании с радиаторами. Их обычно называют кулерами. Вентилятор обдувает радиатор, который отводит тепло от нагревательного элемента в компьютерной системе. Чем больше воздуха проходит через радиатор и чем он холоднее, тем эффективнее охлаждение.

Основные плюсы данной системы:

Рисунок 11

Кулер фирмы «DEEPCOOL»

1. Распространённость – кулеры можно приобрести почти в любом магазине компьютерной техники.
2. Низкая цена – примерно за 1-2 тысячи рублей можно купить качественную систему, которая прослужит довольно долго.
3. Лёгкость в установке, использовании, замене и улучшении.

Основные минусы:

1. Шум – чем больше нагрузка, тем больше шума
2. Загрязнение – легко собирает пыль во время работы, поэтому периодически придётся чистить кулер.

Система водяного охлаждения вобрала в себя основные плюсы обеих подсистем воздушного охлаждения. Она работает очень тихо и при этом отлично справляется с высокими нагрузками.

Принцип работы заключается в передаче тепла от нагревающего компонента к радиатору с помощью рабочей жидкости, циркулирующей в системе. В качестве рабочего тела чаще всего используется вода.

Рисунок 12

Водяная система охлаждения

Основные плюсы такой системы:

1. Эффективность охлаждения
2. Практический никакого шума
3. Данная система может выглядеть очень красиво и необычно.

Основные минусы:

1. Высокая цена
2. Сложность в установке
3. Постоянный контроль за работой системы и ее обслуживание, если что-то пойдет не так.

2.6 Блок питания

Блок питания - источник питания в системном блоке, который отвечает за подачу энергии к другим компонентам. Долговечность и стабильность всей системы во многом зависит именно от блока питания. Кроме того, блок питания компьютера препятствует потере информации с персонального компьютера, предотвращая скачки напряжения.

Рисунок 13

Блок питания фирмы «SVEN»

Его задача - преобразовать сетевое напряжение до заданных значений, стабилизировать их и защитить от небольших помех со стороны питающего напряжения. Кроме того, поскольку он оснащен вентилятором, он участвует в охлаждении системного блока.

Главный параметр блока питания компьютера - максимальная мощность, отдаваемая в нагрузку. Блок питания на 500 Ватт является самым сбалансированным, к тому же его цена совсем небольшая.

2.7 Видеокарта

Видеокарта - устройство, преобразующее графическое изображение, хранящееся как содержимое памяти компьютера или самого адаптера, в другую форму, предназначенную для дальнейшего отображения на экране монитора.

Видеокарты делятся на 2 типа:

1. Встроенные
2. Внешние

Встроенные видеокарты являются частью материнской платы. Поэтому их еще называют «интегрированными». В этом случае разъем монитора располагается прямо на плате. Они доступны и не требуют много энергии. Правда есть одно "но". Эти карты не очень мощные и представляют собой скорее бюджетный вариант. Кроме того, эта видеокарта потребляет ресурсы самого компьютера, тем самым снижая его мощность. Такая видеокарта не подходит для игр, где есть, например, открытый мир или реалистичные пейзажи, но вполне подходит для офисной работы.

Рисунок 14

Интегрированная видеокарта компании «Nvidia»

Внешняя видеокарта имеет собственный графический процессор и оперативную память. Она располагается на материнской плате (подключается через разъем) и может заменяться при необходимости. Такая видеокарта дороже и потребляет много энергии, но ее производительность выше. Внешние видеокарты почти всегда имеют вентилятор. Он нужен чтобы избежать перегрева, поскольку высокая производительность ведет к нагреванию графического процессора, а вентилятор - простой способ его охладить.

Рисунок 15

Внешняя видеокарта компании «Nvidia»

Современные видеокарты состоят из следующих частей

• Графический процессор (GPU) - от этого компонента зависит скорость и мощность всего устройства. В его функции входят команды обработки графики. Подобно центральному процессору, он выполняет функцию «мозга», берет на себя выполнение определенных действий, освобождая ресурсы «ЦП» для других вычислительных целей.
• Видеопамять - используется для хранения изображений, команд и промежуточных (невидимых) элементов на экране. «Графический адаптер» всегда имеет фиксированный объем памяти. Есть разные типы: GDDR, GDDR2, GDDR3, GDDR4, GDDR5. На данный момент большинство современных видеокарт используют тип памяти GDDR6.
• Видеоконтроллер - отвечает за формирование изображения в памяти, он отправляет команды на «цифро-аналоговый преобразователь» и обрабатывает команды в центральный процессор. В современных платах интегрировано несколько компонентов, а именно: контроллер видеопамяти, внешняя и внутренняя шины данных, каждый компонент работает независимо друг от друга, служит для одновременного управления экранами дисплея.
• Цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП): используется для формирования изображения и преобразования его в сигнал определенного цвета. Он построен в виде четырех блоков, три из которых отвечают за преобразование цветов RGB (красный, зеленый, синий), четвертый хранит информацию о предстоящей коррекции, яркости и гамме. Основная функция - преобразование картинки в цвет
• Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) - хранит необходимые элементы экрана и информацию BIOS. Центральный процессор работает напрямую с ПЗУ, именно благодаря хранению информации BIOS видеокарта запускается и работает еще до полной загрузки операционной системы.
• Система охлаждения - самое «горячее» место в видеокарте — это графический процессор, который требует постоянного охлаждения. В современных видеокартах в GPU встроен кулер, от которого исходят «тепловые трубки», а над кулером устанавливаются вентиляторы. Чем больше загружен графический процессор, тем больше он нагревается. При нагревании вентиляторы работают быстрее.

3. Основные внешние устройства современного ПК

Внешние устройства (периферия) персонального компьютера - важнейшая часть любого вычислительного комплекса. Внешние устройства позволяют компьютеру взаимодействовать с окружающей средой - пользователями, объектами управления и другими компьютерами.

Основные внешние устройства:

1. Монитор
2. Клавиатура
3. Мышь

3.1 Монитор

Монитор — это основное устройство для отображения информации, выводимой во время работы программы на компьютере. Современный монитор состоит из экрана блока питания, плат управления и корпуса. Информация, отображаемая на мониторе, поступает от электронного устройства, генерирующего видеосигнал (в компьютере - видеокарты или ядра графического процессора).

Рисунок 16

Изогнутый монитор компании «ASUS»

Более ранние версии мониторов на основе «ЭЛТ-системы" (электронно-лучевая трубка) давали среднее качество изображения. При использовании таких мониторов пользователи были вынуждены использовать защитные экраны и делать короткие перерывы в работе, чтобы уменьшить вредное воздействие монитора. Ведь его постоянное использование может привести к ухудшению зрения пользователей или нанести вред их здоровью в целом.

Затем на смену ЭЛТ-мониторам пришли более совершенные модели: жидкокристаллические и TFT-мониторы. Сначала они сильно отставали по насыщенности, контрастности и качеству изображения, но затем их прогресс достиг такого уровня, что сегодня они являются самыми распространенными в мире и превосходят по своим характеристикам предыдущие модели.

Но отрасль продолжает развиваться: все более популярными становятся OLED- и AMOLED-мониторы, а также 3D-мониторы и проекционные мониторы.

Самым главным показателем, отвечающим за качество изображения, смело можно назвать частоту обновления монитора компьютера.

Частота обновления экрана — это показатель того, сколько раз монитор обновляет новые кадры в секунду. Например, частота обновления «60 Гц» означает, что дисплей обновляется шестьдесят раз в секунду. Чем выше частота обновления, тем четче и плавнее изображение. Более высокая частота обновления приводит к более плавному изображению. Поэтому более дорогие мониторы, в основном для игр, предлагают высокие частоты обновления, такие как «144 Гц» или «240 Гц», которые намного выше, чем частота обновления «60 Гц» типичного персонального компьютера. Заметить разницу можно даже при обычном перемещении курсора мыши по экрану.

3.2 Клавиатура

Компьютерная клавиатура — это устройство, которое позволяет пользователю вводить информацию в компьютер (устройство ввода). Это набор клавиш, расположенных в определенном порядке.

Опять же рассмотрим самые часто используемые типы клавиатур: мембранные, механические, полумеханические клавиатуры.

Мембранные клавиатуры - самый популярный тип компьютерных клавиатур. К тому же стоимость мембранных клавиатур зачастую ниже, чем у механических и полумеханических аналогов. Кроме того, такие клавиатуры могут разнообразного форм-фактора, от классической до гибкой. Устройство и принцип работы таких клавиатур следующие: клавиатура состоит из трех слоев мембранной фольги, верхний и нижний - электрические цепи, средняя фольга служит изолятором. Однако эти клавиатуры также разнообразны и по жесткости. У таких клавиатур низкий уровень шума при работе, хорошая изоляция, а также, невысокая цена. Однако такие клавиатуры имеют низкий рабочий ресурс, мембрана быстро изнашивается и теряет чувствительность, и низкое тактильное ощущение.

Рисунок 17

Мембранная клавиатура

Механические клавиатуры не имеют резиновых мембран или пластиковых ножничных механизмов - вместо них есть механические переключатели. Основной элемент такой клавиатуры заключается в том, что при нажатии кнопка двигается вниз по штоку, происходит замыкание контактов и прохождение сигнала либо команды. Как и любая кнопка этого типа, клавиша механической клавиатуры имеет в своей конструкции пружину, с помощью которой кнопка возвращается в исходное положение.

Главным отличием таких клавиатур являются: огромный рабочий ресурс – свыше 50 миллионов нажатий, быстрый ремонт, неисправная кнопка просто заменяется новой, яркие тактильные ощущения при работе и быстрый отклик. Но данные клавиатуры имеют высокую стоимость, высокий уровень шума, и сама конструкция является не очень герметичной.

Рисунок 18

Механическая клавиатура

Конструкция переключателей полумеханических клавиатур собой гибрид механической и мембранной. В основном кнопки сконструированы как механическая клавиатура, но вместо металлической пружины, возвращающей кнопку на место, используется эластичная мембрана. Благодаря такой конструкции полумеханическая клавиатура имеет ряд выдающихся преимуществ:

1. Стоимость такой клавиатуры гораздо ниже механической.
2. Яркая тактильность, позволяющая быстро набирать текст.
3. Огромный рабочий ресурс, значительно превышающий долговечность механических устройств.
4. Практически полная бесшумность при работе.

А главным минусом является отсутствие герметичности, а значит, высокая чувствительность к влаге.

3.3 Мышь

Компьютерная мышь — это координатное устройство, которое управляет курсором и дает компьютеру различные команды.

Возьмём в пример два основных вида компьютерных мышек:

1. Оптическая
2. Лазерная

Оптическая мышь использует светодиод и сенсор. Она работает как маленькая фотокамера, которая сканирует поверхность стола своим светодиодом и фотографирует ее. Оптическая мышь может делать около тысячи фотографий в секунду, а некоторые типы и больше. Данные на этих изображениях обрабатываются специальным микропроцессором и отправляют сигнал на компьютер. Данной мышке не нужен коврик, она очень легкая по весу и может легко сканировать почти любую поверхность.

Лазерная мышь очень похожа на оптическую мышку, но принцип ее работы отличается тем, что вместо фотокамеры со светодиодом уже используется лазер. Именно поэтому она называется лазерной. Это более продвинутая модель оптической мыши. Ей требуется гораздо меньше энергии. Точность чтения данных с рабочей поверхности намного выше, чем у оптической мыши. Она может работать даже на стеклянных и зеркальных поверхностях.

Также мыши бывают двух типов:

1. Проводные
2. Беспроводные

У проводных мышек быстрый отклик (она равняется около 0,01 секунды, что является очень хорошим результатом) и большая точность, а всё из-за того, что она напрямую питается от USB, также проводная мышь очень надёжна. А существенными минусами являются её привязанность к определённому месту и, постоянно путающийся провод.

Рисунок 19

Проводная мышь фирмы «Logitech»

Плюсами беспроводной мыши являются:

1. Мобильность. Ведь мышь можно перемещать куда нужно. Однако необходимо учитывать как мощность приема сигнала, так и дальность действия.
2. Отсутствие провода. Провод не мешается, не цепляется за вещи - ведь его нет.

Основные минусы:

1. Потребность в источнике питания. Если батарея разряжена, значит мышь неактивна. То есть такой манипулятор зависит от автономного источника питания.
2. Медленный отклик, из-за этого и страдает точность курсора.

Рисунок 20

Беспроводная мышь фирмы «Logitech»

Заключение

В данной курсовой работе я ознакомился с историей создания компьютера, изучил и освоил все составляющие ПК, путём чтения разных статей и книг на эту тему, ну и конечно же благодаря своему жизненному опыту. Для достижения поставленной цели были раскрыты все понятия, а также свойства и характеристики о вышеперечисленных компонентах компьютера, были приведены их основные достоинства и недостатки.

Я считаю, что цели, поставленные в начале работы достигнуты, задачи выполнены.

Список литературы

1. Толковый словарь по вычислительным системам = Dictionary of Computing / Под ред. В. Иллингуорта и др.: Пер. с англ. А. К. Белоцкого и др.; Под ред. Е. К. Масловского. — М.: Машиностроение, 1990. — 560 с
2. Знакомьтесь: компьютер = Understanding computers : Computer basics : Input/Output; Пер. с англ. К. Г. Батаева; Под ред. и с пред. В. М. Курочкина — Москва : Мир, 1989 — 240 с
3. https://www.polnaja-jenciklopedija.ru/nauka-i-tehnika/istoriya-razvitiya-kompyuterov.html

Приложения

1 рисунок - http://www.leblebitozu.com/wp-content/uploads/2018/07/Pascalin-hesap-makinasi.png

2 рисунок - https://naked-science.ru/wp-content/uploads/2019/12/04110910309-1024x683.jpg

3 рисунок - https://www.syl.ru/misc/i/ai/425465/2855899.jpg

4 рисунок - https://ds05.infourok.ru/uploads/ex/0e8c/000419b3-4555da05/hello_html_m120b8177.png

5 рисунок - https://express-china.ru/upload/iblock/be7/be70b3e351d7885da703ec90883267fb.jpg

6 рисунок - https://static.price.ru/images/models/1000x1000/processor/intel-xeon-e5-2630l-v2/b1fa9cda6264c631da8fbbfdd2135f4d.JPEG

7 рисунок - https://static.nix.ru/autocatalog/memory_modules_kingston/314912_2254_draft.jpg

8 рисунок - https://technoit.ru/wa-data/public/shop/products/66/73/1457366/images/384998/384998.970.jpg

9 рисунок - https://cdn11.bigcommerce.com/s-n2pgpewhfn/images/stencil/1280x1280/products/231909/215763/RH55W-lg__93285.1554822225.jpg?c=2

10 рисунок - https://www.rosch-computer.de/images/pimg/9584_s1920x1080_CC-HEL-00018-N1-GP.jpg

11 рисунок - https://vash.market/catalog/i/img/main-cdn.goods.ru/hlr-system/1568555/100000575230b0.jpg

12 рисунок - https://avatars.mds.yandex.net/get-zen_doc/987771/pub_5e257696d5bbc300b0aa7227_5e25771143863f00b137ba54/scale_1200

13 рисунок - https://lh3.googleusercontent.com/proxy/UG_MjAn-2fbLlS84c5xbn3kvrRu2k9Wc_ubJlF-cgEzopjHAkClQIDgNwXKsyI-0aP_RfzUtp5fGiLV5Z-VQNhuOiSYFA8nswI5umQMkW9NIe8Zbs0MVngqP3h5Vh53GrycUfXac15MKSf0

14 рисунок - https://otvet.imgsmail.ru/download/216861864_1776e1447533f115b4da3758ea82fd8c_800.jpg

15 рисунок - https://digitik.ru/upload/iblock/b24/b241cff89aded050256ccf0d2f1899fd.png

16 рисунок - https://service-master.ucoz.ru/MX34VQ-front-left-1024x984.jpg

17 рисунок - https://avatars.mds.yandex.net/get-zen_doc/1574327/pub_5e2c138b92414d00b1545d37_5e2c13f15d636200ae9b0dee/scale_1200

18 рисунок - http://ae01.alicdn.com/kf/HTB1cUALXcvrK1Rjy0Feq6ATmVXaS/Motospeed-GK89.jpg_q50.jpg

19 рисунок - https://avatars.mds.yandex.net/get-zen_doc/1118263/pub_5c193ce8b6a0da00aac8606a_5c193e3a94ee4e00aadf0120/scale_1200

20 рисунок - https://main-cdn.goods.ru/big1/hlr-system/1515700/100000044017b0.jpg

1. Толковый словарь по вычислительным системам = Dictionary of Computing / Под ред. В. Иллингуорта и др.: Пер. с англ. А. К. Белоцкого и др.; Под ред. Е. К. Масловского. — М.: Машиностроение, 1990. — 560 с. URL: https://sites.google.com/site/ustrojstvopk1616/. (Дата обращения 10.08.2020). ↑

2. Знакомьтесь: компьютер = Understanding computers : Computer basics : Input/Output; Пер. с англ. К. Г. Батаева; Под ред. и с пред. В. М. Курочкина — Москва : Мир, 1989 — 240 с. URL: https://gymnasium42.ru/work/lashko/str/str2.html. (Дата обращения 10.08.2020). ↑

3. Ланина. Э. П. История развития вычислительной техники. — Иркутск: ИрГТУ, 2001. — 166с. URL: http://informat444.narod.ru/museum/pres/pdf/vt.pdf. (Дата обращения 11.08.2020) ↑