Внутреннее устройство компьютера

Строение ПК. Составляющие элементы системного блока

Почти все современные компьютеры построены на базе архитектуры Джона фон Неймана, который в 1946 г. изложил основные принципы работы ЭВМ, основные части которого представляют:

  • устройство ввода-вывода;
  • устройство обработки данных;
  • устройство управления;
  • устройство хранения данных.

Условно составляющие ПК можно разделить на системный блок и средства ввода и вывода информации (периферийные устройства)

Основные составляющие ПК

В свою очередь системный блок это основная часть ПК и он состоит из следующих компонент: корпус с блоком питания, материнская плата, процессор, оперативная память, видеокарта, звуковая карта, жесткий диск (винчестер), дисковый привод — устройство для считывания и записи компакт дисков, карт-ридер (англ. Card reader) и т.д.

Корпус представляет собой обычно металлический ящик, в зависимости от формы их разделяют на несколько видов:

  • Desktop — плоские корпуса (горизонтальное расположение), их обычно располагают на столе и используют как подставки для монитора.
  • Tower (Mini-, Midi-, Big-Tower) — вытянутый корпус в виде башни (вертикальное расположение), обычно размещаются на полу.

На передней стенке корпуса обычно размещены кнопки «Power» — пуск, «Reset» — перезапуск и индикаторы питания ПК.

Основные порты компьютера для подключения периферийных устройств

Наибольшее распространение нашли корпуса типа Tower, рассмотрим размещения составляющих компонент в нем.

Системный блок с открытой крышкой: 1 — материнская плата; 2 — блок питания; 3 — процессор, охлаждаемый вентилятором (кулером) 4 — оперативная память; 5 — дисковый привод; 6 — карт-ридер или привод для считывания гибких дисков (Floppy) 7 — жесткий диск; 8 — видеокарта

Все внешние устройства подключаются к системному блоку с помощью специальных портов (интерфейсов). Портом называют соединение (физическое или логическое), через которое принимаются и отправляются данные в ПК.

Связь компьютера с периферийным устройством

Логический интерфейс — это набор информационных сообщений определенного формата, которыми обмениваются два устройства или две программы (в этом случае компьютер и периферийное устройство), а также набор правил, определяющих логику обмена этими сообщениями.

Примерами стандартных интерфейсов, используемых в компьютерах, является параллельный (который передает данные байтами) интерфейс Centronics, предназначенный, как правило, для подключения принтеров, и последовательный интерфейс (который передает данные битами) RS-232C (известный также как COM-порт) , что имеет более универсальное назначение — он поддерживается только принтерами, но и графопостроители, манипуляторами типа «мышь» и многими другими устройствами. Существуют также специализированные интерфейсы, предназначенные для подключения уникальных периферийных устройств, например, сложной физической экспериментальной установки.

Интерфейс чаще всего полностью реализуется аппаратным устройством — контроллером, хотя встречаются и программно-управляемые контроллеры для управления современными принтерами, обладающих более сложной логикой.

Порты системного блока для подключения периферийных устройств: 1 — питание системного блока; переключатель включения / выключения блока питания; 3 — гнездо подключения клавиатуры (PS / 2) 4 — порт мыши (PS / 2) 5 — порт e-SATA (SATA On-the-Go) для подключения внешних жестких дисков; 6 — параллельный порт LPT для принтера; 7 — порт VGA для монитора; 8 — USB гнезда; 9 — Ethernet порт для подключения локальной сети; 10 — аудиопорт для микрофона, акустического выхода и входа; 11 — DVI-I, HDMI и VGA порты для подключения обычного и цифрового монитора

Подключение мыши и клавиатуры

Разъем PS/2 ранее использовался как стандартный интерфейс для клавиатуры и мыши, в настоящее время в домашних и офисных компьютерах его заменил USB порт. Однако в промышленных компьютерах, майнфреймах и серверах и сегодня могут использоваться разъемы PS/2. Распространена следующая схема кодирования по цвету разъема: фиолетовый — клавиатура, зеленый — мышь.

Подключение монитора

D-Sub VGA (Video Graphics Array) — ранее подключение мониторов происходило с помощью 15-контактного интерфейса D-Sub VGA. Через него передаются сигналы красного, зеленого и синего цветов, а также информация о горизонтальной (H-Sync) и вертикальную (V-Sync) синхронизацию. Еще недавно использовался практически на всех видеокартах, но в последних моделях, применяются более современные интерфейсы. Используется в материнских платах с интегрированным видео.

DVI (Digital Visual Interface) — цифро-аналоговый видео интерфейс, усовершенствованный разъем для подключения аналоговых и более современных цифровых мониторов. Находится рядом с традиционным VGA интерфейсом. В случае, если видеокарта оснащена двумя разъемами DVI, то в комплекте обычно поставляется переходник с DVI на VGA. DVI передает сигнал как в цифровом так и в аналоговом виде, в настоящее время используется редко, его вытесняет более современный HDMI интерфейс.

HDMI (High Definition Multimedia Interface) — интерфейс для одновременной передачи видеосигнала высокой чёткости и многоканального цифрового аудио сигнала. Используется в современных мониторах, телевизорах и компьютерах.

Подключение жестких дисков

Жесткие диски подключаются по параллельному (PATA — устарел) или последовательном (SATA — актуален) интерфейсах. Используются такие названия параллельного интерфейса — ATA 133, UltraDMA 133, Parallel ATA (Advanced Technology Attachment). Параллельная шина передает данные с жестких дисков и оптических накопителей (CD и DVD) и обратно. Она известна как параллельная шина ATA (Parallel ATA) и сегодня уступила место последовательной шине ATA (Serial ATA). Последняя версия использует 40-контактный шлейф с 80 жилами (половина проводников заземлена).

Внешний вид интерфейсов PATA (а-в) и SATA (г-е): шлейф (а, г), подключения к материнской плате (б, д), подключение к дисковода и жесткого диска (в, е)

SATA является последовательным интерфейсом для подключения накопителей и призван заменить старый параллельный интерфейс Parallel ATA. Стандарт Serial ATA прошел путь от первого (150 Мбайт/с), второго (300 Мбайт/с) до третьего поколения (SATA3), которое сегодня широко используется и обеспечивает максимальную скорость передачи данных 600 Мбит/с. Максимальная длина кабеля составляет 1 метр. SATA использует подключение «точка-точка», когда один конец кабеля SATA подсоединяется к материнской плате ПК, а второй — к жесткому диску. Дополнительные устройства к этому кабелю не подключаются, в отличие от параллельного ATA, когда на каждый кабель можно «подключать» два привода.

Интерфейс USB

USB (Universal Serиal Bus — универсальная последовательная шина) предназначен для подключения к компьютеру таких внешних периферийных устройств, как: мышь, клавиатура, портативный жесткий диск, цифровая камера, принтер и др.. USB-кабель представляет собой две витые пары: по одной паре происходит передача данных в каждом направлении (дифференциальное включение), а другая пара используется для питания периферийного устройства (+5 Вольт). Благодаря встроенным линиям питания, обеспечивающих ток до 500 мА, USB часто позволяет использовать устройства без собственного блока питания (если эти устройства потребляют ток не более 500 мА). Максимальная скорость передачи составляет:

  • 12 Мбит / с для стандарта USB 1.1;
  • 480 Мбит / с для USB 2.0;
  • 4800 Мбит / с для USB 3.0

Разъемы стандартов USB 1.1, USB 2.0, USB 3.0 внешне — одинаковые. Разница их в скорости передачи и наборе функций host-контроллера USB компьютера и самых USB-устройств. Всего существует три типа USB-разъемов:

  • «Тип A»: обычно присутствует в ПК;
  • «Тип B»: как правило находится в самом USB-устройства;
  • мини-USB и микро-USB: обычно в цифровых видеокамерах, внешних жестких дисках, смартфонах и др.

Сетевой интерфейс

Кабели Ethernet можно разделить на два вида:

  • классический патч-кабель, используется для подключения ПК к концентратору или коммутатору;
  • кабель с перекрестным обжимом проводов, используется для соединения между собой двух компьютеров.

Интерфейс RJ45, используемый для Ethernet, внешне похож на RJ11, но у последнего всего четыре контакта, а в RJ45 их восемь. В компьютерных системах RJ11 используется, главным образом, для подключения телефонной линии к модему.

Внешний вид интерфейса RJ45: сетевой кабели (а) и порт на сетевой карте компьютера (б)

LPT и COM порты

Также в материнских платах все еще присутствуют Com- и LPT-порты, которые используются в промышленной автоматике, а также для подключения старых мышей, модемов, принтеров.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.