Персональный компьютер — это многофункциональное устройство, размер, емкость и цена которого делают его доступным для индивидуального использования. Основные функции ПК предназначены для управления конечным пользователем, а не ИТ-специалистом или техническим специалистом. Ранние владельцы компьютеров в 1960-х годах должны были писать свои собственные программы для любой полезной работы машины. В настоящее время программное обеспечение, а также базовые спецификации ПК обычно разрабатываются и распространяются независимо от производителя оборудования или операционной системы.
История
С начала 1990-х годов операционные системы Microsoft и оборудование Intel доминировали на рынке персональных компьютеров, сначала с MS-DOS, а затем с Windows. Альтернативы Microsoft операционным системам Windows составляют меньшую долю в отрасли. К ним относятся macOS от Apple и бесплатные Unix-подобные операционные системы с открытым исходным кодом, такие как Linux. Advanced Micro Devices (AMD) представляет собой основную альтернативу процессорам Intel.
Как устроен ПК: основные характеристики ПК
Каждый полнофункциональный компьютер имеет одни и те же базовые компоненты. Перечислим основные характеристики ПК и его основные компоненты:
-
оптический привод;
-
процессор;
-
рамка;
-
материнские платы;
-
баран;
-
графическая бумага;
-
источник питания.
-
hDD;
Кроме того, в базовую комплектацию входит периферийное оборудование, в зависимости от целей пользователя. Ниже подробно представлены основные возможности ПК: для седьмого класса школы это будет очень полезно при изучении устройства оборудования.
Компьютерный корпус
Корпус компьютера представляет собой «коробку», в которой находятся основные компоненты. Обычно изготавливается из стали или алюминия в сочетании с пластиком, хотя другие материалы, такие как дерево и закаленное стекло, используются для специализированных решений. Корпуса бывают разных размеров и форм, что обычно определяется конфигурацией материнской платы, поскольку они являются самым большим и центральным компонентом большинства компьютеров.
Блок питания
Блок питания (PSU), как основная функция ПК, преобразует обычную мощность переменного тока в постоянный ток (DC) для других компонентов компьютера. Номинальная мощность источника питания обычно должна быть примерно на 40% больше, чем расчетное энергопотребление систем. Это защищает от перегрузки и снижения производительности. Устройство ПК и его основные характеристики обеспечивают мощность от 250 до 2000 Вт.
Центральный процессор
Центральный процессор (ЦП) — это часть компьютера, которая выполняет программные инструкции. На более новых ПК процессор содержит более миллиона транзисторов в одной микросхеме интегральной схемы, называемой микропроцессором. В большинстве случаев он подключается напрямую к материнской плате. Микросхема процессора может иметь радиатор и охлаждающий вентилятор. Компьютеры, совместимые с IBM PC, используют x86-совместимый микропроцессор от Intel, AMD, VIA Technologies или Transmeta. Первоначально компьютеры Apple Macintosh были построены с использованием семейств процессоров Motorola 680×0, а затем перешли на серию PowerPC. В 2006 году они перешли на x86-совместимые процессоры Intel.
Материнская плата
Материнская плата является основной печатной платой персонального компьютера и определяет назначение, состав и основные характеристики ПК. Остальные основные компоненты системы подключаются к ней напрямую или с помощью кабеля. Материнская плата содержит микропроцессор, который поддерживает процессоры (в основном интегральные схемы), которые обеспечивают интерфейс между памятью и периферийными схемами ввода-вывода, основной памятью и средства для первоначальной настройки компьютера сразу после включения. Во многих портативных и интегрированных персональных компьютерах на материнской плате можно разместить почти все основные компоненты ПК. Часто материнская плата также содержит одну или несколько периферийных шин и физических разъемов расширения. Иногда присоединяется дочерняя карта, чтобы обеспечить дополнительную возможность расширения.
Основная память
Основная память ПК — это устройство памяти с произвольным доступом, к которому ЦП обращается напрямую, и которое используется для хранения текущей исполняемой программы и необходимых данных. В качестве основной памяти ПК используют полупроводниковую оперативную память (RAM) различных типов, например DRAM, SDRAM или SRAM. Используемый тип зависит от стоимости и производительности в любой момент времени. Оперативная память намного быстрее, чем устройства хранения данных, такие как жесткие диски или оптические диски, но обычно она нестабильна, что означает, что она не сохраняет свое содержимое (инструкции или данные) при отсутствии питания. В результате основная память обычно не подходит для длительного хранения заархивированной информации или данных.
Жесткий диск
Устройства хранения содержат программы и данные даже при выключенном питании. Им требуется питание для выполнения функций чтения и записи во время использования. Если контроллер запоминающего устройства предоставляет дополнительные порты для расширения, ПК также можно модернизировать, добавив дополнительные жесткие диски или оптические приводы. Стандартными интерфейсами для подключения внутреннего запоминающего устройства являются PATA, SATA и SCSI. Твердотельные накопители (SSD) — намного более быстрая замена традиционным механическим жестким дискам, но они также более дороги с точки зрения стоимости гигабайта.
Визуальный дисплей
Компьютерный монитор или просто дисплей — это электрическое оборудование, обычно отдельное от корпуса компьютера, которое отображает визуальные изображения, не создавая постоянной записи компьютера. Дисплей содержит электронные схемы, которые генерируют изображение из сигналов, полученных от компьютера. Внутри ПК, интегрированного в материнскую плату или подключенного к ней в качестве карты расширения, имеется схема предварительной обработки для преобразования вывода микропроцессора в формат, совместимый со схемой дисплея. Первоначально изображения компьютерных мониторов содержали только текст, но по мере появления графических пользовательских интерфейсов они стали отображать больше изображений и мультимедийного контента.
Видеокарта
Видеокарта, иначе называемая видеокартой, видеокартой или видеоадаптером, обрабатывает вывод графики с материнской платы и отправляет ее на дисплей. Это неотъемлемая часть современных мультимедийных вычислений. Графическая схема может быть интегрирована с материнской платой или может быть на платах в слотах PCI, AGP или PCI Express.
Клавиатура
Компьютерная клавиатура как основная функция ПК представляет собой комбинацию кнопок, каждая из которых соответствует функции, букве или цифре. Это основные устройства, используемые для ввода текста. В большинстве случаев они содержат ряд специально организованных клавиш с соответствующими буквами, цифрами и функциями, напечатанными или выгравированными на кнопке. Обычно они написаны на операторском языке, и существует много разных версий для разных языков.
В английском языке наиболее распространенной раскладкой является раскладка QWERTY, которая изначально использовалась в пишущих машинках. Со временем они развивались и были модифицированы для использования на компьютерах с добавлением функциональных и цифровых клавиш, клавиш со стрелками и кнопок, специфичных для операционной системы. В дополнение к буквенным клавишам компьютерные клавиатуры обычно имеют цифровую клавиатуру и ряд функциональных клавиш и специальных клавиш, таких как CNTRL, ALT, DEL и Esc.
Многие клавиатуры оснащены светодиодными индикаторами под клавишами, которые увеличивают видимость букв или символов в условиях низкой освещенности.
Компьютерная мышь
Компьютерная мышь как основная функция ПК — это небольшое устройство, которое пользователи держат и скользят по плоской поверхности, указывая на различные элементы графического интерфейса с помощью экранного курсора, а также выбирая и перемещая объекты с помощью кнопок. Мыши могут быть подключены к специальному разъему или USB-порту, а также могут быть подключены по беспроводной сети. Устройство включает в себя одну или несколько кнопок, которые позволяют пользователю сигнализировать компьютеру о необходимости выполнения действия, такого как выбор элемента из экранного меню параметров. Мышь может иметь колесо прокрутки, чтобы пользователи могли перемещать отображаемое изображение. Ролик также можно нажать и использовать как третью кнопку. Некоторые колеса мыши могут наклоняться из стороны в сторону, чтобы обеспечить возможность боковой прокрутки.
Механические мыши использовали шар, который приводил в действие генераторы импульсов, чтобы обнаруживать движение по осям север-юг или восток-запад. Оптические мыши используют специальный коврик для мыши с печатной сеткой для обнаружения движения или используют микросхему обработки изображений, которая обнаруживает движение практически на любой матовой поверхности.
Операционная система
Операционная система (ОС) управляет компьютерными ресурсами и предоставляет программистам интерфейс, используемый для доступа к этим ресурсам. Он обрабатывает системные данные и вводимые пользователем данные и отвечает, распределяя и управляя внутренними системными действиями и ресурсами в качестве услуги для пользователей и программ. Операционная система выполняет основные задачи, такие как управление и распределение памяти, приоритезация системных запросов, управление устройствами ввода и вывода, упрощение компьютерных сетей и управление файлами.
Распространенными современными настольными операционными системами являются Microsoft Windows, MacOS, Linux, Solaris и FreeBSD. Windows, macOS и Linux.