Устройство персонального компьютера

Из чего состоит системный блок

Системный блок – это блок, внутри которого находятся основные комплектующие компьютера. Он состоит из корпуса, блока питания, материнской платы, процессора, оперативной памяти, видеокарты, жесткого диска, опционально дивидирома (DVD-ROM).

Корпус

Корпус – это железный короб, в который устанавливаются все необходимые комплектующие.

Корпуса бывают нескольких форм-факторов:

• AT
• ATX
• Full Tower
• Rack

AT – небольшой устаревший корпус, в котором работали старые типы компьютеров на базе Pentium Ⅰ и Pentium Ⅱ.

ATX –  средних размеров. В нем работают практически все современные компьютеры средних параметров.

Full Tower – крупных размеров. В нем собирают игровые и вычислительно мощные ПК, так как он позволяет устанавливать крупные материнские платы, большое количество жестких дисков и других устройств. Кроме того, такой корпус обеспечивает хорошую вентиляцию.

Rack – применяется исключительно для серверного оборудования. Имеет плоский вид и монтируется в серверные стойки.

Материнская плата

Материнская плата – это печатная плата, на которую устанавливаются все комплектующие: процессор, оперативная память, видеокарта, жесткие диски и другие. Потому ее и назвали материнская, так как она питает все эти компоненты.

Материнские платы, как и корпуса, бывают разных форм-факторов. Самые распространенные для домашнего ПК:

• ATX
• Mini ATX

ATX – полнофункциональная плата, на которой установлено большое количество слотов для оперативной памяти и портов для жестких дисков. Такая плата как правило имеет большой потенциал для разгона.

Mini ATX – плата меньшего размера. На ней установлено меньше слотов для оперативной памяти и портов для жестких дисков. Цена ее заметно ниже и устанавливается она в бюджетные офисные компьютеры.

Также существуют серверные материнские платы, у которых, в отличие от стандартных, два и более сокета для процессора и большое количество слотов для оперативной памяти и жестких дисков.

Процессор

Процессор – это сердце компьютера. Он обрабатывает весь входящий поток информации, распределяя его между остальными комплектующими. Состоит из текстолита, на который крепятся микроконтроллеры и установлен кристалл – в нем и происходят все вычисления. Покрывается металлической крышкой.

Кристалл смазывается термопастой для отвода тепла на крышку, которую охлаждает радиатор (охлаждающее устройство).

В современных процессорах устанавливается два кристалла, один из которых отвечает за обработку графики (встроенная видеокарта).

На сегодняшний день существуют два крупных производителя – Intel и AMD. Intel выпускает серию Core I, AMD – серию Ryzen. Если сравнивать их, то основное отличие в том, что у AMD есть микро ножки.

Для AMD нужна специальная материнская плата с AM4 сокетом. Такой процессор потребляет чуть больше электроэнергии, но выгоднее по цене.

Когда-то у AMD была проблема с большим тепловыделением и процессоры часто сгорали. Но сейчас в новых моделях Ryzen исправили этот недостаток – устройство уже так не греется.

Intel же имеют безупречную репутацию: они хорошо подходят для работы с графикой и видеомонтажом. У них нет ножек, они потребляют меньше энергии, но при нагрузке выделяют большое количество тепла.

Мощность процессоров определяется по количеству ядер и частоте в гигагерцах.

На сегодняшний день процессоры Intel и AMD не сильно уступают друг другу в производительности.

Охлаждение для процессора. Современные процессоры могут производить огромное количество операций и вычислений. Чем серьезнее вычисление, тем сильнее он греется. Температура во время работы при плохом охлаждении может подниматься до 90 градусов и более, что негативно влияет на кристалл. Потому для процессора нужна хорошая система охлаждения.

Существует два типа охлаждения:

1. Водяное
2. Воздушное

Водяное – это когда к радиатору подведены два шланга, по которым циркулирует жидкость. Она охлаждается вентилятором, прикрепленным к корпусу.

Воздушное – это когда на радиатор установлен вентилятор.

У каждого типа охлаждения есть свои плюсы и минусы:

• Водяное лучше охлаждает процессор, но требует обслуживания: нужно следить за уровнем жидкости, за состоянием шлангов.
• Воздушное не сильно уступает водяному, но имеет большой плюс в том, что не требует обслуживания – достаточно следить, чтобы вентилятор не запылился. Минус же заключается в том, что хорошее воздушное охлаждение имеет большие размеры и занимает много места в корпусе.

Водяное охлаждение имеет смысл при разгоне процессора, когда температуры могут подниматься до критических. Из водяных систем хорошее охлаждение выпускает компания Corsair.

Оперативная память

Оперативная память – это память, в которую программы помещают свои данные для быстрой обработки процессором. Все вычисления в ней проходят в несколько раз быстрее, чем на жестком диске. После произведенных вычислений память автоматически очищается для новой обработки данных.

У оперативной памяти свой стандарт – DDR. На сегодняшний день это DDR4. Объем и производительность рассчитывается количеством гигабайт и частотой в мегагерцах.

Продается объемами по 4, 8, 16 и 32 ГБ. В современном игровом компьютере должно быть не менее 16 ГБ, а лучше 32 ГБ оперативки.

Особенно нехватка объема оперативной памяти заметна в играх, когда игра начинает использовать жесткий диск в качестве файла подкачки. Часто при этом в нее просто невозможно играть. Потому если вы геймер или работаете с тяжелыми графическими программами, следует приобрести достаточный объем оперативки.

Видеокарта

Видеокарта – это графический процессор, который производит вычисления в графических приложениях и играх. Она может быть встроена в материнскую плату. Но в этом случае ее производительности хватит лишь на работу с простыми программами. Для работы с тяжелой графикой придется прикупить отдельную видеокарту.

На сегодняшний день существуют два знаменитых производителя видеочипов (графических процессоров):

1. NVIDIA
2. AMD (бывшая ATI)

На рынке же существуют производители, которые собирают видеокарты на базе этих чипов: Gigabyte, Asus, Sapphire, Palit и другие. Потому, на мой взгляд, выбор производителя карты не так важен.

Видеокарта устанавливается в слот PCI-Express на материнской плате. Вычислительную мощность рассчитывают объемом в гигабайтах, частотой в мегагерцах и разрядностью шины в битах.

Многие покупатели смотрят на объем. Этим пользуются некоторые производители, завышая объем памяти, но при этом занижая частоту, которая играет ключевую роль в играх и приложениях. Поэтому при покупке нужно учитывать все параметры.

Современные материнские платы позволяют устанавливать по две видеокарты и более через переходник SLI для NVIDIA и Crossfire для AMD. Но обязательное условие – установка абсолютно идентичных карт, чтобы они работали совместимо и давали хороший прирост производительности.

Если выбирать между NVIDIA и AMD, то у NVIDIA на сегодняшний день больше потенциал для разгона, выше производительность, но и заметно выше цена. AMD же занимаются в основном производством процессоров и заметно отстают в выпуске топовых карт.

К интерфейсу видеокарты подключаются мониторы по стандартам DVI, HDMI и MiniDP. На современную карту возможно подключить до 4х мониторов, а, порой, и более.

Пример топовой видеокарты – Nvidia  GeForce RTX 2080Ti:

• Объем видеопамяти: 11 Гб
• Частота:14000 МГц
• Разрядность шины:352 бит

Жесткий диск

Жесткий диск – это хранилище данных в компьютере. Именно на нем находятся все документы, фотографии, видео файлы и другая информация. Ёмкость диска измеряется в гигабайтах и терабайтах.

На сегодняшний день существуют три вида жестких диска:

• HDD (магнитный)
• SSD (твердотельный)
• М2

Магнитный жесткий диск HDD. Имеет ширину 3,5 дюйма. Всю информацию пишет на магнитные блины. Работает по подключению к интерфейсу IDE и SATA.

Интерфейс IDE имеет пропускную способность до 133 Мб/с – сами жесткие диски пишут информацию со скоростью 10-20 Мб/с. На сегодняшний день устарел: на новых материнских платах интерфейс IDE уже не распаивают, потому и жесткие диски IDE вышли из производства.

Интерфейс SATA развивался от версии 1.0 до 3.0. На всех современных материнских платах уже установлен SATA интерфейс версии 3.0, который имеет пропускную способность до 600 Мб/с. Основной минус SATA HDD – это скорость чтения/записи данных (HDD SATA пишет данные в скорости примерно 100-120мб/с).

Твердотельный жесткий диск SSD. Имеет ширину 2,5 дюйма. Зачастую для его установки необходимо купить специальное крепление. Работает SSD по принципу флешки – вся информация пишется в чипы данных. Скорость чтения/записи увеличивается до 550 Мб/с.

Основной недостаток SSD – ограниченное число записи данных. Потому на диск не рекомендуется постоянно что-то писать и удалять, тем более делать дефрагментацию.

Жесткий диск М2. Имеет вид планки, схожей с оперативной памятью. Скорость работы в топовых моделях достигает 3000 Мб/с.

На таких скоростях старый протокол обмена данных AHCI уже не справляется, потому инженеры реализовали новый протокол NVMe, оптимизированный под М2. Учитывайте это при выборе материнской платы и диска – должна быть поддержка NVMe.

М2 устанавливается в специальный слот на материнской плате PCI Express. Только не путайте с разъемами mini PCI Express, которых может быть несколько, и присутствуют они даже на старых моделях.

CD/DVD/BD-ROM приводы

CD/DVD/BD-ROM – это устройства, читающие и записывающие диски.

CD-ROM читает CD диски. CD/RW помимо чтения позволяет записывать информацию. Такие приводы уже устарели и вышли с производства. В основном они использовались на старых компьютерах.

Емкость стандартного CD диска 650-700 Мб.

DVD-ROM читает DVD диски. DVD/RW помимо чтения позволяет записывать информацию. На сегодняшний день такие приводы еще актуальные, но потихоньку уходят с рынка.

Емкость стандартного DVD диска 4,5 Гб. Существуют также двухслойные диски, ёмкость которых 8,5 Гб.

BD-ROM (Blu-ray) – это новейший привод, который читает все существующие форматы дисков. Позволяет просматривать и записывать информацию на объемные Blu-ray диски за счет новой технологии сине-фиолетового лазера. Используются такие приводы в основном для записи фильмов в ультравысоком качестве.

Blu-ray диски бывают одно, двух, трех и четырех слойные. Последние позволяют записывать данные до 128 Гб.

Блок питания

Блок питания – отвечает за питание всех комплектующих. Выпускаются они в форм-факторе ATX. Бывают двух типов:

• Немодульные
• Модульные

Не модульные – это когда все кабели припаяны.

Модульные – это когда кабели поставляются отдельно и подключаются к слотам.

Еще бывают серверные блоки питания. Обычно они имеют специальную форму и большую мощность.

Мощность у БП рассчитывается в ваттах и, как правило, учитывается при выборе комплектующих. Например, для офисного компьютера подойдет блок 400-500 Вт. А вот для игрового или монтажного уже нужен посерьезнее, так как производя вычисления комплектующие будут потреблять большое количество энергии. Для таких целей подойдут блоки от 700 Вт и выше.

Особое внимание нужно уделить качеству блока питания. На рынке очень много некачественных БП, в которых может быть указана мощность 700 Вт, но на практике при нагрузке в 350 Вт он запросто может сгореть и потянуть за собой комплектующие.

Обращайте внимание на цену: у хороших БП она не низкая. Дополнительно у качественного блока много выходных кабелей питания – они должны быть толстыми и хорошего качества.  Сам блок должен быть тяжелым, и иметь хорошее охлаждение. Хорошо себя зарекомендовали производители: Sea Sonic, Gigabyte, Corsair.

Дополнительные комплектующие и порты

Звуковая карта. Отвечает за воспроизведение звука на компьютере. Устанавливается в разъемы PCI и mini PCI-Express.

На всех современных материнских платах она уже встроена и отлично подойдет для прослушивания музыки и просмотра фильмов. Но если вы профессионально занимаетесь монтажом аудио, то понадобится отдельная профессиональная звуковая карта. Встречаются и портативные USB звуковые карты.

Сетевая карта. Отвечает за передачу данных между компьютерами, которые объединяет маршрутизатор.

Как правило, сетевая карта уже встроена в материнскую плату и позволяет осуществлять передачу данных на скорости 1 Гб/с. Но можно установить и дополнительные карты в разъемы PCI и mini PCI-Express, если ваш компьютер работает в роли сервера или маршрутизатора.

На сегодняшний день в основном используют два типа сетевых карт:

1. Работает с Fast/Ethernet сетью и позволяет подключать стандартный патч корд. Скорость порта обычно до 1 Гб/с.

2. Работает с оптическим волокном. Скорость оптического соединения от 10 Гб/с. В основном устанавливается на серверное оборудование.

Wi-Fi карта/адаптер. Если вы не хотите, чтобы в вашем доме или офисе проходил кабель, можно настроить беспроводное соединение. Для этого понадобится WI-FI роутер и WI-FI карта или адаптер для стационарного компьютера (в ноутбуках они обычно встроены).

Современная Wi-Fi карта устанавливается в порты PCI и mini PCI-Express и работает на частоте 2,4Ghz и 5 Ghz.

Также существуют портативные USB WI-FI адаптеры. Они компактны, подключаются к USB разъёму и могут работать на частоте 2,4 и 5 Ghz.

Порты – это разъемы для подключения к ПК дополнительных устройств.

На материнской плате есть следующие порты:

• PS/2 – для подключения мышки/клавиатуры.
• VGA и HDMI – для передачи видео. К ним подключают телевизоры и проекторы.
• COM и LPT – на старых материнских платах. Раньше к ним подключались модемы и принтеры.
• USB – универсальные, для подключения любых устройств.

Периферийные устройства

Монитор – экран компьютера. Отображает результат вычислений процессора и видеокарты в визуальном виде. При выборе нужно обращать внимание на размер дисплея, частоту и время отклика.

С каждым годом мониторы модернизируются. В 2000-ых были ЭЛТ мониторы.

Им на смену пришли плоские, которые также с каждым годом обновляются.

На сегодняшний день существуют 4К мониторы с изогнутым дисплеем и VA матрицей. Постепенно им на смену приходят мониторы с квантовой матрицей.

Клавиатура – устройство ввода данных. С помощью клавиатуры мы печатаем тексты и производим всевозможные действия на компьютере. Может подключаться к компьютеру с помощью проводного и беспроводного интерфейса.

Клавиатуры бывают стандартные и геймерские. На последних присутствуют дополнительные кнопки и выполнен удобный для игр дизайн.

Компьютерная мышь. С помощью нее мы перемещаем курсор по экрану, запускаем приложения и работаем в них. Может подключаться по проводному и беспроводному интерфейсу.

Мышки бывают как стандартные, так и дизайнерские. Последние выполнены в более удобной форме и могут иметь дополнительные боковые кнопки.

Звуковые колонки. В них поступает звук со звуковой карты. Чаще всего встречаются обычные офисные колонки.

Но бывают и навороченные – с бас бочкой.

Для более объемного звука потребуется дополнительная звуковая карта.

Микрофон. Подключается к звуковой карте и нужен для голосового общения. При помощи него общаются по интернету в Скайпе, Одноклассниках, Вайбере и других сервисах.

Веб-камера. Позволяет совершать видео звонки по интернету. Подключается через интерфейс USB.

USB накопители. К ним относятся флешки и картридеры.

Флешки – это портативные устройства, на которых хранится информация. Бывают разных объемов: от 4 Гб и выше.

Картридеры – устройства, которые считывают информацию с SD-карт. Такие карты используются в телефонах и фотоаппаратах.

Сетевые устройства

Коммутаторы и маршрутизаторы

Коммутаторы используются в основном в офисных зданиях, где установлено много компьютеров. Компьютеры подключаются к коммутатору через патч корд, и получают доступ к обмену данных.

Современные коммутаторы имеют от 12 Ethernet портов для подключения и 2 оптических для скоростного соединения с дополнительными устройствами.

Маршрутизаторы используются в корпоративной сети для разделения сети на сегменты и распределение доступа к ней.

WI-FI роутер

WI-FI роутер – это устройство, которое связывает компьютеры по беспроводной сети. При выборе роутера руководствуйтесь тем, что он должен иметь поддержку 5 Ghz и желательно более трех внешних антенн.

Модем

В былые времена интернет работал при помощи DIAL UP модема. Он мог быть встроенным, который подключается в разъём PCI, и внешним, который подключается через COM порт. Данный вид вышел с производства очень давно и на сегодняшний день используется новый вид – 4G модемы.

4G модемы подключаются в USB порт и соединяют компьютер с интернетом через сотового оператора. Это удобно, если вы часто перемещаетесь – интернет всегда с собой.

Устройства печати: принтеры, МФУ, сканеры

Принтеры используются для печати документов. Чаще всего встречаются форматов А3 и А4.

В профессиональной среде используют большие принтеры (плоттеры) для печати плакатов и баннеров.

Принтеры разделяются на цветные и черно-белые, лазерные и струйные.

Лазерные дают печать более высокого качества, но в цветных моделях заправка и замена картриджей дорогостоящая. В быту обычно используют черно-белые, так как их обслуживание обходится дешевле. Цветные же используют в случае, когда требуется высококачественная печать.

Струйные принтеры, как правило, все цветные. Они используют для печати жидкие чернила. Заправка в них намного проще, чем в лазерных – достаточно просто доливать чернила в контейнеры. И хватает такой заправки на более долгий срок. Существенный минус струйных моделей: у них периодически забивается печатная головка чернилами и требует обслуживания или замены. Качество печати уступает лазерным.

МФУ – это многофункциональное устройство. В нём совмещены функции сканера, копира, печати, а в некоторых моделях дополнительно и функция факса.

На сегодняшний день в основном используют МФУ на замену принтерам и сканерам, так как их цена не намного выше, а возможностей больше. МФУ также бывают лазерными и струйными.

Сканер – это устройство, которое фотографирует ваши документы и выводит их в цифровом виде на компьютер. Сканеры бывают разных форматов, но обычно это А3 и А4.

В быту им на смену пришли МФУ – сканеры же используются в основном в профессиональной области.

Отличия в устройстве стационарного компьютера и ноутбука

Стационарный компьютер состоит из системного блока, монитора и устройств ввода (мышки, клавиатуры).

Плюсы:

• Возможность собрать ПК под свои нужды;
• Хорошая система охлаждения;
• Возможность апгрейда.

Минусы:

• Занимает много места.
• Работает только от сети или ИБП.

Основное отличие стационарного компьютера от ноутбука в размерах и параметрах.

Ноутбук – это портативное переносное устройство. За счет своих миниатюрных размеров, ноутбуки уступают по мощности стационарным, хотя в продаже имеются эксклюзивные игровые модели, но их цена очень высока.

Процессор и видеокарта зачастую не съемные, а запаяны на материнскую плату. Жесткий диск и оперативная память также имеют более компактную форму.

Работает ноутбук от аккумулятора, который заряжается от съемного блока питания. Как правило, нормальной работы аккумулятора хватает на год-два, затем время автономной работы уменьшается.

Плюсы ноутбука в его мобильности: в него уже установлены все необходимые комплектующие – экран, клавиатура, тачпад (выполняет функцию мышки), колонки, сетевая плата и WI-FI адаптер.

Минусы:

• Небольшой размер экрана
• Нет возможности полноценного апгрейда
• Слабая система охлаждения
• Сложность ремонта
• Быстрый расход батареи.

Характеристики стационарного компьютера и ноутбука

Как я рассказывал ранее, каждый компьютер состоит из материнской платы, процессора и других компонентов, которые отличаются друг от друга по выпуску и мощности.

Сейчас же я дам рекомендации, как выбрать подходящий ПК для работы или отдыха.

Стандартный домашний и офисный компьютер

В обязанности обычного офисного сотрудника входит работа с почтой, документами и интернетом. Для этих целей нам не нужен слишком мощный ПК. Хорошо подойдет компьютер на базе процессора Core i3 седьмого или восьмого поколения.

Данный процессор имеет 4 ядра, и он хорошо справится со всеми офисными задачами.

1. Оперативной памяти будет достаточно в объёме 4 Гб.
2. Жесткий диск можно установить от 500 до 1000 Гб, подойдет и HDD диск формата SATA 3.0.
3. Дополнительную видеокарту можно не приобретать – встроенной вполне достаточно.
4. Блок питания подойдет 450-500 Вт.
5. Монитор, клавиатуру и мышку можете выбрать на свое усмотрение.

Что касается ноутбуков – они уже идут в готовой комплектации. Вам остается только выбрать на каком процессоре он работает, объем оперативной памяти и какая в нем установлена видеокарта. Для офисных задач подойдет ноутбук на базе процессора I3 и 4 Гб оперативной памяти.

Монтажный или игровой компьютер

Для сборки мощного монтажного или игрового ПК потребуется солидная сумма, так как чем круче комплектующие, тем они дороже. Как я писал ранее, для таких целей больше подойдет стационарный ПК.

Рекомендую собирать компьютер на базе процессора Core i9 9900K. Он имеет разблокированный множитель, что позволит произвести разгон и увеличить мощность. И не экономьте на охлаждении!

Данный процессор имеет 8 физических ядер и 8 виртуальных, что дает в сумме 16 потоков. На сегодняшний день этой мощности вполне хватит для работы с монтажом и играми.

1. Материнскую плату нужно выбирать формата ATX, желательно у проверенных производителей (Gigabyte, Asus).
2. Оперативную память лучше сразу покупать объемом 32 Гб.
3. Видеокарта для данной сборки является ключевой, так как именно ее мощность задействуется при работе с монтажом и играми.
4. На сегодняшний день топовой считается модель Nvidia GeForce RTX 2080Ti.
5. Жесткий диск для данной сборки нужно устанавливать скоростной M2. В дополнение можно установить второй объемный HDD диск для хранения данных.
6. Основой такой сборки является блок питания. Если вы решитесь приобрести хорошую видеокарту, то понадобится БП мощностью от 800 Вт. В идеале 1000 Вт и более – главное, отличного качества.
7. Собирать все это нужно в корпус Full Tower для хорошей вентиляции и охлаждения.
8. Монитор, мышку и клавиатуру можете выбирать по вашим предпочтениям. Но экономить на этом не стоит, чтобы почувствовать всю мощь данного ПК.

Также на рынке существуют профессиональные брендовые графические станции. В них могут быть установлены серверные процессоры (от двух и более), несколько профессиональных видеокарт и несколько сотен гигабайт оперативной памяти. На таких станциях работают профессиональные монтажеры для студий. И, конечно, цена такой станции просто заоблачная.