Из чего состоит компьютер: секреты процессора, видеокарты и блока питания

Компьютер — не просто загадочная коробка для игр и запуска кода. Это сложная система с десятком устройств, работающих сообща: процессор обрабатывает команды, видеокарта выводит изображение, а оперативная память хранит временные данные. Если хотя бы одно устройство выйдет из строя, ПК будет работать с ошибками или даже не сможет включиться.

В этой статье рассказываем про устройство компьютера и его внутренние компоненты. С этими знаниями вы сможете собрать собственный компьютер мечты, домашний сервер или медиастанцию для игр.

Содержание

• Устройство компьютера
• Устройство системного блока

Устройство персонального компьютера

Для начала рассмотрим компоненты компьютера, которые видны невооружённым взглядом.

Системный блок

Системный блок — это корпус компьютера, внутри которого находятся другие комплектующие. Он нужен для защиты компонентов от пыли, влаги и механических повреждений. Также в корпусе предусмотрены крепления для системы охлаждения: вентиляторов или трубок водяной помпы.

Корпус отвечает не только за защиту комплектующих, но и за эргономику. Порты для подключения аксессуаров обычно находятся на материнской плате — тянуться к ним неудобно. Производители выводят порты на корпус, чтобы можно было быстро подключить флешку или наушники.

Корпусы различаются по размерам, форм-фактору и назначению. Существуют корпусы от совсем маленьких, которые можно положить в сумку, до больших серверных с несколькими видеокартами и жёсткими дисками.

Разновидности компьютерных корпусов:

• Full tower. Крупные корпусы для мощных рабочих станций и серверов. В них можно установить несколько видеокарт и жёстких дисков.
• Mid tower. Корпус среднего размера. Подходит для игровых и рабочих ПК, совместим с большинством компонентов. Чаще всего пользователи выбирают именно этот формат.
• Mini tower. Компактные корпуса для офисных и мультимедийных ПК. Из-за небольшого размера в них сложно установить мощную видеокарту.
• SFF (small form factor). Ультракомпактные решения, например, для мини-ПК. В такие корпусы часто можно установить только специальные низкопрофильные компоненты.
• Горизонтальные. Легко догадаться по названию, что эти корпусы располагаются горизонтально. Чаще всего их используют в офисах.

Выбор корпуса влияет не только на внешний вид ПК, но и на возможность апгрейда в будущем. Особенно внимательным надо быть во время сборки высокопроизводительных систем. Обязательно убедитесь, что все компоненты, включая систему охлаждения, поместятся в корпусе.

Монитор

Монитор — это устройство вывода графической информации. Без него никуда: с помощью монитора мы управляем программами, смотрим видео, играем и просто «общаемся» с компьютером.

Мониторы бывают разных размеров и форматов: от компактных до ультрашироких, с разной чёткостью картинки и цветопередачей. Выбор экрана зависит от ваших задач: для работы с текстом важна чёткость, для игр — высокая частота обновления, а для дизайна — точность цветопередачи.

Клавиатура и мышь

Клавиатура и мышь — основные инструменты управления компьютером. С помощью клавиатуры пользователи могут вводить данные, а с помощью мыши — прокручивать страницы и выбирать объекты на экране.

Клавиатуры различаются по механизму ввода:

• Мембранные — недолговечные, но тихие и дешёвые.

• Механические — с быстрым откликом и продолжительным сроком службы, но довольно громкие.

• Ножничные — сочетают в себе плюсы механических и мембранных клавиатур. Чаще всего их используют в ноутбуках.

У компьютерной мыши обычно две кнопки и колёсико для прокрутки. Есть модели с программируемыми кнопками, которым можно назначить дополнительные функции — например, управление окнами или запуск приложений.

Читайте также:

Как выбрать клавиатуру для программирования

Периферия

Периферия — дополнительные устройства, которые расширяют возможности компьютера. К ним относятся принтеры, сканеры, колонки, веб-камеры, внешние накопители, игровые контроллеры и другие гаджеты.

Монитор, клавиатура и мышь тоже относятся к периферии — без них компьютер может работать, но взаимодействовать с ним не получится. Другие устройства, такие как принтер или веб-камера, не обязательны, но делают работу удобнее.

Устройство системного блока

Большая часть сложных и непонятных комплектующих спрятана в системном блоке. Заглянем в эту загадочную коробку и изучим её содержимое.

Материнская плата

Материнская плата — устройство, которое связывает процессор, оперативную память, накопители, видеокарту и другие компоненты. Материнские платы различаются по форм-фактору — параметру, определяющему их размеры, расположению крепёжных отверстий и разъёмов питания.

Популярные форм-факторы материнских плат:

• Standart-ATX — самые большие платы размером 305 × 244 мм. Также в них предусмотрено максимально возможное количество слотов для подключения оперативной памяти.
• Micro-ATX — платы размером 244 × 244 мм и меньшим количеством слотов памяти.
• Mini-ATX — материнские платы размером 170 × 170 мм. Один из их главных минусов — незаменяемый процессор. Если в будущем захотите перейти на более производительную модель, то придётся менять и материнскую плату.
• Pico-ITX — самые маленькие платы со слабыми процессорами. Их используют офисных компьютеров.

На жаргоне материнскую плату называют «мать», и не зря — она отвечает за множество важных операций:

• Запускает BIOS или UEFI — микропрограмму для настройки и старта ПК.
• Обеспечивает связь между компонентами — через чипсет, шины и разъёмы.
• Питает устройства и управляет ими — распределяет энергию от блока питания, контролирует температуру и нагрузки.
• Определяет возможности апгрейда — поддерживаемые процессоры, тип и объём ОЗУ, количество видеокарт и накопителей.

Читайте также:

BIOS: что это, для чего он нужен и как в него войти

Процессор

Процессор, или CPU (от англ. central processing unit), — мозг компьютера. Он каждую секунду принимает тысячи команд от пользователя, операционной системы и запущенных программ, обрабатывает их и выводит результат. От его мощности зависит то, насколько быстро компьютер будет выполнять задачи.

Помимо CPU, существует ещё APU (от англ. accelerated processing unit) — гибридный процессор со встроенным видеоядром. Визуально он похож на CPU, но может не только производить расчёты, но и выводить изображение на монитор. Также производители всё чаще начинают использовать NPU (от англ. neural processing unit) — нейронные процессоры, адаптированные для запуска моделей машинного обучения.

Читайте также:

Что такое процессор и как он работает

Оперативная память

Оперативная память (random access memory, RAM, ОЗУ) — это временное хранилище данных, которое процессор использует для быстрого доступа к информации во время работы компьютера. В отличие от жёстких дисков (HDD) и твердотельных накопителей (SSD), ОЗУ работает намного быстрее, но хранит данные, только пока компьютер включён.

Когда пользователь запускает приложение, операционная система загружает его данные в оперативную память. Оттуда их получает процессор. Чем больше гигабайт ОЗУ установлено в компьютере, тем больше программ одновременно вы сможете открыть.

Читайте также:

Оперативная память (ОЗУ): что это, для чего она нужна и какая бывает

Видеокарта

Видеокарта, или GPU (от англ. graphics processing unit), — устройство, которое отвечает за обработку графики и вывод изображения на монитор. Это такое же графическое ядро, что и в APU, но в виде отдельного более мощного модуля. Видеокарта нужна для задач, для которых не хватает возможностей встроенного в процессор видеоядра: для игр, обработки фотографий или рендеринга видео.

Видеокарты подключаются к материнской плате с помощью интерфейса PCI Express (PCIe). Физически этот разъём не менялся уже много лет, и любая видеокарта будет работать с любым PCIe. Но чтобы не потерять производительность, важно, чтобы версия порта на видеокарте совпадала с версией на материнской плате.

Жёсткий диск и твердотельный накопитель

Жёсткий диск (HDD) и твердотельный накопитель (SSD) — это основные типы устройств хранения данных, которые используются в компьютерах. Они различаются по конструкции, принципу работы и производительности.

Жёсткий диск (HDD) — старый, но всё ещё актуальный тип устройства для хранения данных. Внутри он состоит из магнитных пластин (дисков) — носителей информации. Чем больше пластин, тем больше объём HDD. Данные записываются с помощью головок чтения и записи.

Твердотельный накопитель (SSD) — более быстрое и современное устройство для хранения данных. В нём нет подвижных частей, как в HDD, поэтому его называют твердотельным. SSD хранит информацию в чипах и считывает её моментально, без задержек.

SSD-накопители различаются по форм-фактору, типу подключения и скорости чтения и записи. Есть внешние «твердотельники»: можно загрузить на них информацию и забрать их с собой.

Читайте также:

GPT и MBR: в чём разница и что выбрать

Блок питания

Блок питания (БП) — элемент компьютера, который преобразует переменный ток из розетки в постоянный и конвертирует его в три необходимых для работы комплектующих напряжения — 3,3, 5 и 12 вольт.

Эффективность блока питания измеряется по стандартам 80 PLUS, которые разделяют БП на несколько категорий: Bronze (до 85% КПД), Silver (до 88%), Gold (до 90%), Platinum (до 92%) и Titanium (до 96% КПД).

При выборе блока питания важно правильно рассчитать, сколько потребляют все комплектующие компьютера при максимальной нагрузке. Для этого сложите показатели потребления каждого устройства и прибавьте сверху 15–20%. Можно воспользоваться онлайн-калькулятором — например, этим от компании MSI.

Система охлаждения

Система охлаждения отвечает за отведение тепла от процессора. В бюджетных сборках обычно используют медный радиатор и несколько вентиляторов, а в дорогих и мощных — жидкостную систему.

Вентиляторы устанавливают так, чтобы воздух циркулировал свободно. Если нарушить схему установки, то горячий воздух будет оставаться в корпусе и перегревать систему. Для оптимального охлаждения офисного ПК достаточно одного вентилятора, который будет выдувать горячий воздух, а для игровых сборок надо предусмотреть активную подачу холодного воздуха.

Стандартный размер вентиляторов — 120 × 120 мм. Для компактных корпусов есть вентиляторы 90 × 90 мм, а для высокопроизводительных компьютеров — 200 × 200 мм.

DVD-привод

DVD-привод — устройство для считывания информации с оптических дисков. Сейчас это больше технология предтечей, чем жизненно важное устройство. Производители корпусов уже давно не предусматривают место для дисковода. Если он вам нужен, то проще купить внешний DVD-привод, который подключается к компьютеру по USB.

Что дальше

Как видите, компьютер состоит из понятных и логичных компонентов, даже если их названия кажутся сложными. Теперь, когда вы дочитали эту статью, можете проверить знания и попробовать собрать ПК виртуально в игре PC Building Simulator. В ней есть цифровые копии реальных комплектующих, из которых можно создать миниатюрную систему для офиса или настоящего монстра производительности с несколькими процессорами.