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.
Компьютер. Устройство. Часть вторая
Знаете, как выглядел один из первых персональных компьютеров?
Возьмём, к примеру, такую легенду как ПК «Альтаир». Это был небольшой ящик, сравнимый по размерам с современным системным блоком. Однако к нему нельзя было подключить клавиатуру и монитор. Данные вводились с помощью нескольких кнопок на передней панели, а результаты считывались с цифрового табло, расположенного там же. И хотя
«Альтаир» был настоящим компьютером, состоявшим из ЦПУ-ОЗУ-ПЗУ-УВВ, работать на нём было крайне неудобно. Время шло, ПК менялись, появились мониторы, клавиатуры, а затем и мыши. Ради удобства пользователя, ПК «обрастали» устройствами, которые стали называть внешними. Первыми стали внешние накопители. 
Для чего они были нужны? Дело в том, что общаться напрямую пользователь и процессор не могут. Во всяком случае, такое общение отнимало бы уйму времени. В качестве посредника с определённого момента используется операционная система (ОС).
ОС – это, в принципе, обычная программа, которая постоянно исполняется на компьютере во время его работы. Она позволяет людям с комфортом общаться с ПК. Чтобы ОС начала работать, после включения компьютера её надо загрузить в оперативную память. Но ведь до этого её нужно где-то хранить, ведь делать это с помощью ОЗУ, как мы уже знаем, невозможно. На первых порах ОС пытались хранить в ПЗУ, но очень скоро операционные системы стали занимать много места и перестали помещаться в маленькие флэш-микросхемы. Поэтому были придуманы внешние накопители. Первыми были дисководы гибких магнитных дисков (FDD). Сейчас уже трудно найти дискету, а ведь когда-то они были очень распространены. Именно с дискет в ОЗУ загружались первые операционные системы. Недостатком дискет был их малый объём. После появления новых операционных систем вопрос стал особенно остро.
Настоящим прорывом в деле внешних накопителей данных стало появление НМЖД (HDD) – накопителей на жёстких магнитных дисках. Принцип записи информации остался прежним – намагничивание рабочих дисков. Только теперь диски изготавливались по особой технологии и помещались в герметичный корпус. Плотность записи и, следовательно, объём накопителей сразу возросли в десятки, а то и сотни раз!
Кроме магнитной записи во внешних накопителях данных стали применять метод, основанный на изменении отражающей способности носителя. Так появились оптические диски (сначала CD, затем DVD и BD) и приводы для чтения-записи информации для них (ODD). В настоящее время актуальность оптических дисков несколько снизилась в связи с возросшими объёмами HDD и высокой скоростью современного Интернета – ведь CD и DVD использовались в основном для переноса данных от компьютера к компьютеру. Сейчас оптические диски сместились в бытовой сегмент – на них распространяются музыка и фильмы.
Внешние накопители данных (FDD, HDD, ODD) в ПК представляют собой отдельные устройства, этакие коробочки, подключенные одним шлейфом к материнской плате – для приёма-передачи данных, и ещё одним – к блоку питания.
Кроме накопителей данных к внешним устройствам относятся также различные платы расширения. Разновидностей их очень много, всех их объединяет способ подключения – они вставляются в специальный разъём (слот) материнской платы, расположенный ниже процессорного сокета. Этих слотов на полноразмерной материнке обычно семь. Иногда производители мат. плат распаивают меньше. На материнских платах уменьшенного стандарта их меньше. Например, на платах mATX – не более четырёх, а на «матерях» ITX всего один.
Самыми распространёнными платами расширения являются графические ускорители(видеокарты), звуковые карты и сетевые карты. Основное назначение графического ускорителя – расчёт трёхмерной графики. Мощная видеокарта – непременный атрибут игрового компьютера. Дело в том, что для того, чтобы вывести изображение на монитор мощная видеокарта не нужна, для этого достаточно простенького видеоадаптера, обычно распаянного прямо на материнке. Но для того чтобы рассчитать параметры трёхмерного изображения и спроецировать его на плоский экран монитора нужны большие вычислительные мощности. Поэтому игровыевидеокарты обычно имеют большие габариты и серьёзную систему охлаждения. По сути, видеокарта есть не что иное, как специализированный компьютер, устанавливаемый в основной ПК. На видеокарте присутствует свой процессор, он называется графическим, своё видео ОЗУ и своё ПЗУ. Так же, в отличие от других плат расширения, которые получают питание через слот материнской платы, к видеокарте обычно подключают шлейф дополнительного питания напрямую от БП.
Звуковая карта. Уже достаточно давно компьютеры стали мультимедийными. Кроме изображения они способны обрабатывать и звук. В обычных компьютерах звук обрабатывается с помощью центрального процессора и маленькой микросхеме на материнке – аудиокодека. Однако для меломанов и просто требовательных пользователей такое решение не всегда годится. Для них придумали дискретную звуковую карту, устанавливаемую в слот материнки. Дискретная «звуковуха» обычно имеет свой мощный аудио-процессор, способный качественно работать с цифровым звуком и малошумящий звуковой тракт. Звук, получаемый посредством дискретной звуковой карты действительно на порядок чище, чем от встроенного аудиокодека.Представить нашу жизнь без Интернета, уже вряд ли возможно. Чтобы подключить ПК к Сети нужна сетевая карта. Здесь всё по аналогии со звуком. Современные материнские платы снабжаются встроенным сетевым чипом, но, если что-то не устраивает, можно использовать дискретное решение.
В заключении я хотел бы сказать пару слов о программном обеспечении. Как было сказано в первой части, компьютер есть СОВОКУПНОСТЬ. И каким бы современным, качественным и, наверное, дорогим не было компьютерное «железо», без программ оно просто металлолом. Именно от установленных программ зависит удобство и качество работы на компьютере. Кстати, большинство проблем у обычных пользователей ПК связано также с программным обеспечением. Конечно, лицензионные программы, игры, операционные системы стоят недёшево, поэтому каждый должен решать для себя сам, чем ему пользоваться. Кстати, далеко не всегда, чтобы получить качественный продукт, нужно много платить. Существует масса бесплатного «софта», который зачастую ничем не уступает платному. Причём это могут быть как небольшие программки в виде архиваторов и всяких плееров, так и серьёзные вещи, такие как операционные системы и офисные пакеты.
