Что такое компьютер . Компьютер, как следует из его названия (на английском слово computer произошло от слова compute – считать, вычислять) – это вычислительное устройство . На самом деле, кроме как считать, считать много и быстро компьютер ничего более и не умеет. Различные периферийный устройства вывода, такие как монитор, принтер, аудио аппаратура, веб-камера и т.п. просто способны по-разному результаты этих вычислений преобразовывать в понятные нам сигналы. Различные устройства ввода (клавиатура, манипуляторы, планшеты и т.д.) занимаются обратной задачей: преобразованием внешних воздействий в понятные компьютеру наборы команд и данных. То, без чего компьютер просто не может существовать – это центральный процессор и запоминающее устройство (память компьютера). Первое умеет считать, а второе – хранить исходные данные и результаты вычислений. Компьютер производит вычисления по заранее заложенной в него программе. Программы пишут люди, а дело компьютера – их выполнять. Об этом чуть более подробно в конце материала, а сейчас вкратце о том, в каком виде компьютер воспринимает информацию.
Часть 1. Особенности представления информации в компьютере
Минимальной единицей информации для компьютера является один бит , который может принимать два значения. Одно из значений считают равным 1, а другое 0. На уровне “железа” (аппаратной части компьютера) единица информации представлена триггерами – классом электронных устройств, которые обладают возможностью длительно оставаться в одном из двух состояний. Значение выходного напряжения таких электронных устройств может иметь два значения, одно из которых ассоциируют с нулем, а другое с единицей. Если бы на базе полупроводников можно было легко и эффективно создавать электронные устройства, способные подолгу находиться, например, в трех или четырех состояниях, то и битом тогда считали бы единицу информации, принимающую три и более разных значений. Поскольку все же современные компьютеры построены на базе триггеров, то и система счисления в них используется двоичная.
Что такое система счисления . Система счисления – это способ представления числовой информации, определяемый набором символов. Для нас привычной является десятичная система счисления, представленная набором цифр от 0 до 9. Компьютеру для представления информации достаточно двух символов: 0 и 1. Почему это так - я попытался ответить чуть выше, когда описывал природу триггеров – аппаратной основы современных компьютеров. Как представляются числа в различных системах счисления, я покажу на примере десятичной, двоичной и шестнадцатеричной систем. Последняя широко используется в низкоуровневом программировании, поскольку более компактна, чем двоичная, а числа, представленные в 16-ричной легко перевести в 2-ю и наоборот.
Десятичная система счисления “СИ10”: {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9}. Двоичная система счисления “СИ2”: {0,1} Шестнадцатеричная система счисления “СИ16”: {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F} (для обозначения чисел 10, 11, 12, 13, 14 и 15 используются символы A, B, C, D, E и F)
Итак, пример: рассмотрим, как представляется число 100 с использованием этих систем.
“СИ10”: 100=1*100 +0*10+0*1 “СИ2” : 01100100=0*128+1*64 +1*32 +0*16+0*8+1*4 +0*2+0*1 “СИ16”: 64=6*16+4*1
Все это различные позиционные системы счисления с разным основанием . Позиционными системами счисления называют те системы, в которых вклад в общую сумму от каждого разряда определяется не только значением этого разряда, но и его позицией. Примером не позиционной системы счисления является римская система с ее L,X,V,I. Получаем, что значение числа, которое обозначается в позиционной системе счисления с определенным основанием, вычисляется следующим образом:
N=D 0 *B 0 +D 1 *B 1 +…+D n-1 *B n-1 +D n *B n , где D i – величина разряда на i-м месте, начиная с 0, а B – основание системы счисления. Не забываем, что B 0 =1.
Как перевести число из шестнадцатеричной системы в двоичную и наоборот . Все просто, каждый разряд в 16-ричной системы переводите в 4 разряда двоичной системы и записывайте результат последовательно хоть слева направо, хоть справа налево. Наоборот: разбиваете двоичное число на тетрады (по 4 разряда строго справа налево) и каждую тетраду отдельно заменяете на один из символов 16-ричной системы счисления. Если последняя тетрада оказалась неполной, до дополняете ее нулями слева. Пример:
1010111100110 -> 0001(1).0101(5).1110(14).0110(6) -> 15E6
Для того, чтобы быстро умножить или разделить число на основание системы счисления, достаточно просто сдвинуть все разряды влево (умножение) и вправо (деление). Умножение на 2 в двоичной системе счисления называют сдвигом влево (в конце добавляется 0), а целочисленное деление на 2 – сдвигом вправо (последний символ убирается). Пример:
11011(27) > 1101(13)
Единицы информации компьютера . С минимальной единицей информации в вычислительной технике разобрались – это бит. Но минимальным адресуемым набором информации является не бит, а байт – набор информации, представленный 8-ю битами и, как следствие, способный хранить 256 (2 8) различных значений. Что значит минимальный адресуемый набор информации ? Это значит, что вся память компьютера поделена на участки, каждый из которых имеет свой адрес (порядковый номер). Минимальный размер такого участка – байт. Я, конечно, упрощаю картину, но на данный момент такого представления достаточно. Почему именно 8 бит? Так сложилось исторически, а впервые 8-ми битовая (байтовая) адресация была применена в вычислительных машинах компании IBM. Наверное, сочли удобным, что единицу информации легко представить ровно двумя символами шестнадцатеричной системы счисления. А теперь развеем мифы насчет объемов данных, обозначаемых практически всем знакомыми словами килобайт , мегабайт , гигабайт , терабайт и т.д.
1 килобайт (кб) = 2 10 байт = 1024, а не 1000 байт. 1 мегабайт (мб) = 2 20 байт = 1048576 байт = 1024 килобайт, а не 1000.000 байт. 1 гигабайт (гб) = 2 30 байт, 1 терабайт (тб) = 2 40 байт и т.д.
Часть 2. Устройство компьютера
Как устроен компьютер . Или из чего состоит компьютер . Дальнейшее повествование будет построено следующим образом. Описание устройства компьютера будет представлено на различных уровнях. На первом уровне я обозначу основные составляющие современного компьютера, на втором и последующих уровнях буду более детально описывать каждую его часть. Для быстрого поиска нужной вам информации пользуйтесь следующей навигацией.
Уровень 1. Общее устройство компьютера
Системный блок
Системный блок компьютера – это тот самый ящик, из которого торчит шнур питания, к которому подключены монитор, клавиатура, мышь и принтер, и в который вставляют компакт диски, флешки и прочие внешние устройства. Можно сказать, что все устройства, которые подключены к системному блоку извне являются периферийными устройствами – выполняющими второстепенные задачи компьютера. Ну а в самом системном блоке находится все самое ценное и необходимое: блок питания, системная материнская плата и центральное процессорное устройство (центральный процессор) - “мозги” компьютера. А также, модули управления периферийными устройствами (контроллеры), видео и звуковая карты, сетевая карта и модем, транспортные магистрали для передачи информации (шины) и много еще чего полезного. Тем не менее, все это в первую очередь справедливо для домашних и офисных компьютеров. Например, глядя на ноутбук, сложно сказать, где у него заканчивается системный блок, и начинаются периферийные устройства. Все это деление условно, тем более что есть еще и коммуникаторы, планшетные компьютеры и прочие портативные вычислительные устройства.
К этой категории относят все устройства, которые позволяют вводить информацию в компьютер. Например, клавиатура, мышь, джойстик, веб камера и сенсорный экран позволяют это делать человеку, а устройство чтения компакт-дисков или карты памяти просто считывает информацию с внешнего носителя автоматически. К устройствам ввода чаще относят только средства ввода информации человеком, а все остальные называют приводами внешних носителей данных .
Это устройства, которые предназначены для вывода результатов вычислений компьютера. Монитор выводит информацию в графическом электронном виде, принтер делает практически то же самое, но на бумаге, а аудио система воспроизводит информацию в виде звуков. Все это средства обратной связи с человеком в ответ на ввод им информации через устройства ввода.
Прочие устройства
К этой категории можно отнести любые подключаемые к компьютеру устройства от флеш карт и портативных жестких дисков, до модемов (в том числе wi-fi), роутеров и т.п. Классифицировать устройства – дело неблагодарное, поскольку делать это можно абсолютно по-разному, и всегда можешь оказаться прав. Например, встроенный модем сложно отнести к периферийным устройствам, хотя внешний модем выполняет абсолютно те же функции. Модем – это устройство для организации связи между компьютерами, и абсолютно не важно, где он находится. То же самое можно сказать про сетевую карту. Жесткий диск – это, прежде всего, энергонезависимое запоминающее устройство, которое может быть как внутренним, так и внешним. Приведенная выше классификация оборудования компьютера опирается в первую очередь на физическое месторасположения того или иного устройства в классическом персональном компьютере и только потом на его назначение. Это всего лишь один из способов классификации и не более того.
Уровень 2. Начинка системного блока современного компьютера
Для начала пару слов о быстродействии компьютера . Это свойство характеризуется тактовой частотой и производительностью системы. Чем они выше – тем быстрее работает компьютер, но это не синонимы. Производительность любого компонента системы – это количество выполняемых им элементарных операций в секунду. Тактовая частота – это частота синхронизирующих импульсов, подаваемых на вход системы генератором тактовых импульсов, что, в свою очередь, и определяет количество выполняемых последовательно операций за единицу времени. Но производительность можно увеличить, обеспечив возможность выполнять элементарные операции параллельно при той же тактовой частоте, примером чего является многоядерная архитектура центрального процессора. Таким образом, нужно оценивать не только тактовую частоту, с которой работает процессор, но и его архитектуру.
Теперь о компонентах компьютера. С корпусом и блоком питания, я думаю, все понятно и без комментариев. Системная материнская плата и центральный процессор – это сердце компьютера и именно они занимаются управлением процессами вычислений. О них более подробный рассказ чуть ниже. Шины – это средство передачи информации между различными устройствами компьютера. Шины делятся на шины управления , которые передают коды команд; адресные шины , которые, как следует из их названия, служат для передачи адреса определенного контекстом команды набора аргументов или адреса, куда следует поместить результат; и шины данных , которые передают, непосредственно, сами данные - аргументы и результаты выполнения команд. Контроллеры – это микропроцессорные устройства, предназначенные для управления жесткими дисками, приводами внешних носителей информации и прочими видами устройств. Контроллеры – это посредники между инфраструктурой центрального процессора и конкретным устройством, подключенным к компьютеру. Жесткий диск – это энергонезависимое устройство хранения информации. Энергонезависимость запоминающего устройства – это его способность не утрачивать информацию после отключения питания. Помимо пользовательских данных, жесткий диск содержит программный код операционной системы, включая драйверы различных устройств. Драйвер устройства – это программа, управляющая его контроллером. Операционная система, например, Microsoft Windows, управляет всеми устройствами посредством драйверов, которые имеют понятный ей программный интерфейс. Драйверы, как правило, разрабатываются поставщиками комплектующих компьютера отдельно для каждого вида операционной системы. Также, системный блок не может обойтись без системы охлаждения и панели управления, позволяющей включать и выключать компьютер.
Уровень 3. Как работает компьютер
Как в компьютере представлены данные . Все данные для компьютера – это набор чисел. Как хранятся положительные целые числа , я рассказал в самом начале. Данные, которые могут быть как положительными, так и отрицательными, в первом разряде (в 1-м бите) хранят знак (0-плюс, 1-минус). Про особенности хранения вещественных чисел рассказывать подробно не буду, но следует знать, что вещественные числа в компьютере представляются с помощью мантиссы и экспоненты . Мантисса - это правильная дробь (числитель меньше знаменателя), у которой первый знак после запятой больше нуля (в двоичной системе это означает, что после запятой первый разряд - 1). Значение вещественных чисел вычисляется по формуле D=m*2 q , где m – мантисса, а q -экспонента, равная log 2 (D/m). В памяти компьютер хранит не саму мантиссу, а ее значащую часть - знаки после запятой. Чем больше разрядов (битов) выделено под мантиссу, тем выше точность представления вещественных данных. Пример:
Число ПИ в десятичной системе счисления выглядит примерно так: ПИ=3,1415926535... Приведем число к виду правильной дроби, умноженной на 10 в соответствующей степени: ПИ=3,1415926535 = 0.31415926535*10 1 =m*10 q , где m=0.31415926535, q=1.
Таким образом, мы представили вещественное число в виде двух целых чисел, поскольку для хранения мантиссы достаточно хранить только знаки после запятой (31415926535). Нужно учитывать, что и мантисса и экспонента могут быть как положительными, так и отрицательными числами. Если число отрицательное, то и мантисса отрицательная. Если число меньше одной десятой, то экспонента отрицательная (в десятичной системе счисления). В двоичной системе счисления экспонента отрицательная, если число меньше 0.5. Теперь попробуем проделать то же самое в двоичной системе счисления.
Немного округлим исходное число: ПИ 10 =3.1415=3+0.1415 Итак, 3 в двоичной системе это 11. Теперь разберемся с дробной частью. 0.1415=0 *0.5+0 *0.25+1 *0.125+…= 0 *2 -1 +0 *2 -2 +1 *2 -3 +… В итоге получим примерно следующее: ПИ 2 =11,001001000011=0.11001001000011*2 2 =m*2 q , где m=0.11001001000011, а q=2.
Теперь должно стать понятным, что я имел в виду под точностью представления вещественных чисел. На мантиссу потрачено 14 разрядов, а для числа ПИ удалось сохранить только лишь несколько знаков после запятой (в десятичной системе счисления). Также, работая на компьютере, можно столкнуться со следующей формой записи числа:
6,6725E-11
Это не что иное, как 6,6725*10 -11
Текст
– это последовательность символов, а каждый символ имеет свой числовой код. Кодировок текста существует несколько. Наиболее известные и широко применяемые кодировки текста – это ASCII и UNICODE. Графика
– это последовательность точек, каждая из которых соответствует определенному цвету. Каждый цвет представлен 3-мя целыми числами: составляющей красного (red), зеленого (green) и синего (blue) цветов RGB палитры. Чем больше разрядов отводится под хранение цвета, тем большим спектром цветов вы можете оперировать. Видео
– это просто последовательность статических кадров. Существуют технологии сжатия видео, которые, к примеру, отдельные участки видео хранят как один кадр и последовательность дельт – отличий последующих кадров от предыдущего. При условии, что соседние кадры отличаются не абсолютно всеми точками (например, мультипликация), такой подход позволяет сэкономить на общих объемах материала. Звук
– это сигнал, который из аналогового представления можно перевести в цифровое путем дискретизации и квантования (оцифровки). Естественно, что оцифровка приведет к потере качества, но такова цена цифрового звучания.
Как организован процесс вычислений . Материнская плата – это печатная плата, на которой установлен центральный процессор (ЦП ). Также, через специальные разъемы к материнской плате подключены модули оперативной памяти, видеокарта, звуковая карта и прочие устройства. Материнская плата – это агрегирующее звено в архитектуре современного компьютера. Материнская плата снабжена системным контроллером (северный мост ), обеспечивающим связь центрального процессора с оперативной памятью и графическим контроллером, а также, периферийным контроллером (южный мост ), отвечающим за связь с контроллерами периферийных устройств и постоянным запоминающим устройством. Северный и Южный мост вместе образуют чипсет материнской платы - ее базовый набор микросхем. Оперативная память или оперативное запоминающее устройство (ОЗУ ) – это энергозависимая память компьютера, в которой хранятся исполняемый и сами данные программы. Объем оперативной памяти влияет на производительность компьютера, поскольку именно ОЗУ определяет объем обрабатываемой в каждый момент времени информации. Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ ) – это энергоне зависимая память компьютера, которая хранит самую важную для него информацию, в том числе программу первоначальной загрузки компьютера (до загрузки операционной системы) – BIOS (basic input/output system - базовая система ввода-вывода). Данные ПЗУ обычно записывает производитель материнской платы. Видеокарта – это самостоятельная плата со своим процессором и своей оперативной памятью (видеопамять), предназначенная для быстрого преобразования графической информации в тот вид, который можно напрямую вывести на экран. Процессор видеокарты оптимизирован для работы с графикой, в том числе, для обработки трехмерной графики. Тем самым, процессор видеокарты разгружает центральный процессор от такого вида работ. Чем выше объем видеопамяти, тем быстрее и чаще компьютер способен обновлять данные на экране, и тем шире может быть спектр используемых цветов. Центральное процессорное устройство (ЦПУ) может состоять из нескольких процессоров, каждый из которых способен параллельно остальным выполнять свою программу. Раньше процессор и ядро процессора были синонимами. Сейчас ЦПУ может состоять из нескольких процессоров, а каждый процессор из нескольких ядер. Ядро микропроцессора – это арифметико-логическое устройство (АЛУ ), контроллер ядра и набор системных регистров . АЛУ, как следует из его названия, умеет выполнять с числами, загруженными в регистры . Набор регистров служит для хранения адреса текущей команды (команды хранятся в оперативной памяти, а регистр IP (Instruction Pointer) указывает на текущую команду), адресов загружаемых для выполнения команды данных и самих данных, включая результат выполнения команды. Ядро, собственно, и управляет всем этим процессом, выполняя низкоуровневые команды процессора. К таким командам относятся загрузка данных в регистры, выполнение арифметических операций, сравнение значений двух регистров, переход к следующей команде и т.д. Сам микропроцессор обменивается данными с оперативной памятью посредством контроллера оперативной памяти. Хотя время доступа к оперативной памяти намного меньше, чем, к примеру, время доступа к информации на жестком диске, но при интенсивных вычислениях всех же это время становится заметным. Для организации хранения данных, время доступа к которым должно быть минимальным, служит сверхоперативная память (кэш память).
Кто или что управляет процессом вычислений . Процессом вычислений, как я уже сказал в начале, управляет компьютерная программа. Программы пишутся на различных языках программирования и чаще всего на . Основными высокого уровня являются: объявление переменных различных типов, выполнение арифметических и логических операций, условные операторы и циклы. Человеку, программирующему на языке высокого уровня не нужно задумываться, как обрабатываемая им информация представляется в компьютере. Все вычисления, в основном, описываются в привычной для него десятичной системе счисления. Программист определяет в том виде, в котором ему удобно. В его распоряжении серьезный арсенал уже готовых программных компонентов, решений и технологий программирования: , средства организации , сервисы работы с и т.д. и т.п. Далее, специальные программы, называемые компиляторами, переводят текст программы в машинный код – на язык команд, понятный центральному процессору компьютера. Как выглядит программа на языке программирования высокого уровня можно, к примеру, посмотреть на страницах этого сайта, а как выглядит программа на языке низкого уровня, приближенного к машинному коду (), смотрите ниже (эта программа всего лишь выводит сообщение “Hello, world”).
386 .model flat, stdcall option casemap:none include \masm32\include\windows.inc include \masm32\include\kernel32.inc includelib \masm32\lib\kernel32.lib .data msg db "Hello, world", 13, 10 len equ $-msg .data? written dd ? .code start: push -11 call GetStdHandle push 0 push OFFSET written push len push OFFSET msg push eax call WriteFile push 0 call ExitProcess end start
Один оператор на языке высокого уровня трансформируется в десятки, а то и сотни строк машинного кода, но поскольку это происходит автоматически, то переживать по этому поводу не стоит. В момент запуска программы, операционная система выделяет ей отдельный , загружает машинный код в оперативную память, инициализирует регистры (в регистр IP помещает адрес самой первой инструкции), и вычислительный процесс начинается.
Считаю, что в рамках этого материала рассказ о том, как устроен современный компьютер, можно закончить. Теперь вы знаете в общих чертах, из чего он состоит и как работает, а детали без труда найдете в интернете.
Двигатели внутреннего сгорания и дизельные силовые агрегаты приводятся в движение энергией, выделяющейся при сжигании топливо-воздушной смеси. Если накачка горючего может осуществляться исключительно топливным насосом, то методов забора воздуха существует несколько. Атмосферные двигатели, отличающиеся простотой устройства, получают воздух из окружающей среды под действием естественного разрежения, которое образуется в карбюраторе. Однако они имеют существенный недостаток, выраженный в невысокой мощности, который полностью устранен в турбированных и битурбированных двигателях.
О турбокомпрессоре
Принцип принудительного нагнетания воздуха в камеру сгорания дизельного двигателя был известен еще в конце XIX века, однако патент на турбокомпрессор Альфред Бюхи получил только в 1911 году. Изобретение турбонангнетателя стало одним из результатов исследования методов повышения мощности дизельного двигателя, из которых наиболее многообещающим считался принцип принудительной закачки камеры сгорания предварительно сжатым воздухом. Избыток воздуха в камере сгорания позволил сжигать до 99% топливной смеси, что обеспечило турбированному двигателю повышенную мощность без ощутимых компромиссов в экономичности.Как действует нагнетатель
Принцип работы турбокомпрессора основан на использовании энергии отработанных газов. Газ из выпускного коллектора под большим давлением проходит через турбину, раскручивая ее. Вал турбины имеет непосредственное соединением с ротором центробежного компрессора, подготавливающего воздух для впускного коллектора. Производительность турбонагнетателя напрямую зависит от текущей мощности двигателя.Битурбированный двигатель
В современном автомобилестроении все большее внимание уделяется динамическим характеристикам транспортных средств. Иногда даже преимущества турбированных двигателей перед атмосферными оказываются не столь ярко выраженными. Дело в том, что потребность в присутствии кислорода в камере сгорания не имеет линейной зависимости от роста крутящего момента. Попросту говоря, существует определенный порог мощности, за пределами которого производительности турбокомпрессора недостаточно для полного раскрытия потенциала дизельного мотора.Такой недостаток был полностью устранен с появлением двигателя, имеющего двойной турбонагнетатель. Когда двигатель выходит за порог производительности компрессора, производится включение в работу второго турбонагнетателя. Он имеет более высокую производительность, которая, в свою очередь, слишком высока для работы силового агрегата на малых оборотах. Конструкция битурбированного двигателя позволяет реализовать увеличение мощности за счет сжигания большего количества горючего вместо расширения объема рабочей зоны цилиндра.
Планировал написать серию полезных статей для новичков о том, как выбрать и приобрести компьютер нужной конфигурации (а также планшет) и для решения определённых задач: работа, учёба, игры, работа с графикой. Перед тем как затронуть непосредственно выбор домашнего компьютера или ноутбука для решения своих задач, правильнее будет сначала объяснить новичкам, из чего вообще состоит компьютер… Поэтому в данной статье я расскажу об основных компонентах типичного домашнего (стационарного) компьютера для того, чтобы вы имели представление как он устроен, как выглядит тот или иной компонент, какие имеет характеристики и за что отвечает. Вся эта информация может пригодиться простым начинающим пользователям при выборе и покупке компьютера… Под «Основными» я имел ввиду те компоненты (комплектующие), которые вынимаются и подлежат простой замене. Проще говоря, я не буду заходить слишком далеко и рассказывать в детальных подробностях, как работает компьютер, объясняя каждый элемент на платах и внутреннее устройство каждого компонента. Данный блог читает очень много новичков, и я считаю, что сразу говорить обо всех сложных процессах и терминах – это не есть хорошо и просто вызовет кашу в голове:)
Итак, переходим к рассмотрению комплектующих любого на примере обычного домашнего компьютера. В ноутбуках и нетбуках вы сможете найти всё тоже самое, просто в гораздо уменьшенном варианте.
Из каких основных компонентов состоит компьютер?
Видеокарта (видеоадаптер или «видюха», как называют её более-менее продвинутые пользователи компьютеров). Это устройство отвечает за формирование и вывод изображения на экран монитора или любого другого аналогичного подключенного устройства. Видеокарты бывают встроенными (интегрированными) и внешними (дискретными). Встроенная видеокарта на сегодняшний день имеется в подавляющем большинстве материнских плат и визуально мы видим лишь её выход – разъём для подключения монитора. Внешняя видеокарта подключается к плате отдельно в виде ещё одной платы со своей системой охлаждения (радиатор или вентилятор).
Какая разница между ними, спросите вы? Разница в том, что встроенная видеокарта не предназначена для запуска ресурсоёмких игр, работы в профессиональных редакторах изображения и видео. Ей просто не хватит мощности для обработки такой графики и всё будет сильно тормозить. Встроенная видюха на сегодняшний день может использоваться скорее как запасной временный вариант. Для всего остального нужна хоть какая-то простенькая внешняя видеокарта и какая именно уже зависит от предпочтений пользования компьютером: для интернет-сёрфинга, работы с документами или же для игр.
Основной характеристикой видеокарты является: разъём для подключения к плате, частота графического процессора (чем она больше, тем лучше), объём и тип видеопамяти, разрядность шины видеопамяти.
Вот так выглядит видеокарта:
Звуковой адаптер . В каждом компьютере имеется, как минимум, встроенная звуковая карта и отвечает, соответственно, за обработку и вывод звука. Очень часто именно встроенная и далеко не все покупают себе дискретную звуковую карту, которая подключается к материнской плате. Лично мне, например, встроенной вполне достаточно и на этот компонент компьютера я, в принципе, и внимания вообще не обращаю. Дискретная звуковая карта будет выдавать намного качественнее звук и незаменима если вы занимаетесь музыкой, работаете в каких-либо программах для обработки музыки. А если ничем подобным не увлекаетесь, то можно спокойно пользоваться встроенной и не задумываться об этом компоненте при покупке.
Вот так выглядит дискретная звуковая карта:
Сетевой адаптер . Служит для подключения компьютера к внутренней сети и к интернету. Также, как и звуковой адаптер, очень часто может быть встроенным, чего многим достаточно. Т.е. в таком случае в компьютере вы не увидите дополнительной платы сетевого адаптера. Основной характеристикой является пропускная способность, измеряемая в Мбит / сек. Если на материнской плате имеется встроенный сетевой адаптер, а он, как правило, имеется в подавляющем большинстве материнских плат, то и новый покупать для дома не за чем. Определить его наличие на плате можно по разъёму для подключения интернет-кабеля (витая пара). Если такой разъём имеется, значит в плате есть встроенный сетевой адаптер, соответственно.
Вот так выглядит дискретная сетевая карта:
Блок питания (БП) . Очень важный компонент компьютера. Он подключается к электросети и служит для снабжения постоянным током всех других компонентов компьютера, преобразуя сетевое напряжения до требуемых значений. А устройства компьютера работают на напряжениях: +3.3В, +5В, +12В. Отрицательные напряжения практически не используются. Основной характеристикой блока питания является его мощность и измеряется, соответственно, в Ваттах. В компьютер ставится блок питания с такой мощностью, чтобы её хватило для питания всех компонентов компьютера. Больше всего будет потреблять видеоадаптер (потребляемая им мощность будет обязательно указана в документации), поэтому ориентироваться нужно на него и брать просто с небольшим запасом. Также блок питания должен иметь все необходимые разъёмы для подключения ко всем имеющимся компонентам компьютера: материнской плате, процессору, HDD и SSD дискам, видеоадаптеру, дисководу.
Вот так выглядит блок питания:
Дисковод (привод) . Это уже дополнительное устройство, без которого, в принципе, можно и вообще обойтись. Служит, соответственно, для чтения CD/DVD/Blu-Ray дисков. Если планируется на компьютере читать или записывать какие-либо диски, то, конечно же, такое устройство необходимо. Из характеристик можно отметить только способность дисковода читать и записывать различные типы дисков, а также разъём для подключения к плате, который на сегодняшний день практически всегда – SATA.
Вот так выглядит дисковод:
Процессор . Это мозг компьютера. Он является главным компонентом и производит все вычисления в компьютере, контролирует все операции и процессы. Также является одним из самых дорогих компонентов, и цена очень хорошего современного процессора может переваливать за 50 000 рублей.
Бывают процессоры фирмы Intel и AMD. Тут кому что нравится, а так, Интелы меньше нагреваются, потребляют меньше электроэнергии. При всём этом у AMD лучше идёт обработка графики, т.е. больше подошёл бы для игровых компьютеров и тех, где работа будет вестись с мощными редакторами изображений, 3D графики, видео. На мой взгляд эта разница между процессорами не столь существенна и заметна…
Основной характеристикой является частота процессора (измеряется в Герцах. Например 2.5GHz), а также – разъём для подключения к материнской плате (сокет. Например, LGA 1150).
Вот так выглядит процессор (сверху указана фирма и модель):
Материнская (системная) плата . Эта самая большая плата в компьютере, которая является связующим звеном между всеми остальными компонентами. К материнской плате подключаются все остальные устройства, включая периферийные. Производителей материнских плат множество, а на верхушке держатся ASUS и Gigabyte, как самые надёжные и одновременно дорогие, соответственно. Основными характеристиками являются: тип поддерживаемого процессора (сокет), тип поддерживаемой оперативной памяти (DDR2, DDR3, DDR4), форм фактор (определяет в какой корпус вы сможете поместить данную плату), а также – типы разъёмов для подключения остальных компонентов компьютера. Например, современные жесткие диски (HDD) и диски SSD подключаются через разъёмы SATA3, видеоадаптеры – через разъёмы PCI-E x16 3.0.
Вот так выглядит материнская плата:
Память . Тут разделим её на 2 основных типа, на которые важно будет обратить внимание при покупке:
Всё что перечислено выше – основное, без чего, как правило, не обходится ни один компьютер. В ноутбуках всё аналогично, только часто может отсутствовать дисковод, но это уже зависит от того, какую модель вы выбираете и нужен ли вам вообще этот дисковод. Также могут быть и другие компоненты, которые тоже будут подключаться к материнской плате, например: Wi-Fi адаптер, TV тюнер, устройства для видео захвата. Могут быть и другие дополнительные компоненты, которые являются совсем не обязательными, поэтому останавливаться на них пока что не будем. Сейчас практически в каждом ноутбуке имеется Wi-Fi адаптер для подключения к интернету по беспроводной сети, а также бывает и встроенный TV-тюнер. В стационарных домашних компьютерах, всё это приобретается, как правило, отдельно!
Корпус компьютера
Все те основные компоненты, которые я перечислил выше, должны быть где-то расположены, а не просто валяться на полу, верно? :) Все компоненты компьютера помещаются в специальный корпус (системный блок) для того чтобы исключить на них внешнее воздействие, защитить от повреждений и поддерживать внутри корпуса нужную температуру за счёт имеющихся в нём вентиляторов. Также запускаете вы свой компьютер именно при помощи кнопки на корпусе, поэтому без корпуса никак не обойтись:)
Корпуса бывают разного размера и в самый маленький корпус, понятное дело, не поместится, например, стандартная материнская плата. Поэтому основной характеристикой корпуса является формфактор поддерживаемых материнских плат. Если Самые большие корпуса (Full Tower) способны вместить в себя платы любого размера и любые компоненты так, что ещё и будет более-менее свободно и в случае необходимости вынуть какой-либо из компонентов, не возникнет неудобств.
Вот так выглядит корпус компьютера:
Монитор
Также, уже вне корпуса, будет расположено ещё одно важное устройство – монитор. Монтитор подключается проводом к материнской плате и без него вы, соответственно, не увидите всего что делаете на компьютере:) Основными параметрами монитора являются:
Диагональ экрана в дюймах;
Поддерживаемое разрешение экрана, например, 1920×1080. Чем оно больше, тем лучше;
Угол обзора. Влияет на то, как будет видно изображение если смотреть на монитор со стороны или чуть выше / ниже. Чем больше угол обзора, тем лучше.
Яркость и контрастность. Яркость измеряется в кд/м2 и в хороших моделях лежит за пределами 300, а контрастность должна быть не менее 1:1000 для хорошего отображения.
Вот так выглядит монитор:
Помимо перечисленных выше основных компонентов компьютера, существуют ещё и периферийные устройства. Периферией называют различные дополнительные и вспомогательные устройства, которые позволяют расширить возможности компьютера. Сюда относится множество устройств, например: компьютерная мышь, клавиатура, наушники, микрофон, принтер, сканер, копир, графический планшет, джойстик, web-камера.
Все эти устройства уже удобно будет затронуть в отдельных темах, поскольку каждое из них имеет свои характеристики и особенности. Клавиатуру и мышь выбрать проще всего, главное, чтобы подключение к компьютеру было по USB или же вообще по радиоканалу без провода, а все остальные параметры подбираются уже индивидуально и здесь главное, чтобы просто было удобно.
О выборе самых основных периферийных устройств читайте в статье:
На этом разбор компонентов компьютера я заканчиваю. Надеюсь, что подобная статья окажется для новичков в какой-то степени полезной и те, кто совсем не понимали, что находится в компьютере и для чего нужно, теперь смогу более-менее представить себе:) Также данная информация, я думаю, станет полезна при выборе компьютера и тем более последующие статьи как раз будут о выборе и покупке домашнего компьютера.
Всем хорошего дня! Пока;)
Персональный компьютер - универсальная техническая система.
Его конфигурацию (состав оборудования) можно гибко изменять по мере необходимости.
Тем не менее, существует понятие базовой конфигурации, которую считают типовой. В таком комплекте компьютер обычно поставляется.
Понятие базовой конфигурации может меняться.
В настоящее время в базовой конфигурации рассматривают четыре устройства:
- системный блок;
- монитор;
- клавиатуру;
- мышь.
Помимо компьютеров с базовой конфигурации все большее распространение получают мультимедийные компьютеры, оснащенные устройством чтения компакт-дисков, колонками и микрофоном.
Справка : «Юлмарт», на сегодняшний день самый хороший и удобный интернет магазин, где бесплатно вас проконсультируют при покупке компьютера любой конфигурации.
Системный блок представляет собой основной узел, внутри которого установлены наиболее важные компоненты.
Устройства, находящиеся внутри системного блока, называют внутренними, а устройства, подключаемые к нему снаружи, называют внешними.
Внешние дополнительные устройства, предназначенные для ввода, вывода и длительного хранения данных, также называют периферийными.
Как устроен системный блок
По внешнему виду системные блоки различаются формой корпуса.
Корпуса персональных компьютеров выпускают в горизонтальном (desktop) и вертикальном (tower) исполнении.
Корпуса, имеющие вертикальное исполнение, различают по габаритам:
- полноразмерный (big tower);
- среднеразмерный (midi tower);
- малоразмерный (mini tower).
Среди корпусов, имеющих горизонтальное исполнение, выделяют плоские и особо плоские (slim).
Выбор того или иного типа корпуса определяется вкусом и потребностями модернизации компьютера.
Наиболее оптимальным типом корпуса для большинства пользователей является корпус типа mini tower.
Он имеет небольшие габариты, его удобно располагать как на рабочем столе, так и на тумбочке вблизи рабочего стола или на специальном держателе.
Он имеет достаточно места для размещения от пяти до семи плат расширения.
Кроме формы, для корпуса важен параметр, называемый форм-фактором.От него зависят требования к размещаемым устройствам.
В настоящее время в основном используются корпуса двух форм-факторов: AT и АТХ.
Форм-фактор корпуса должен быть обязательно согласован с форм-фактором главной (системной) платы компьютера, так называемой материнской платы.
Корпуса персональных компьютеров поставляются вместе с блоком питания и, таким образом, мощность блока питания также является одним из параметров корпуса.
Для массовых моделей достаточной является мощность блока питания 200-250 Вт.
В системный блок входит (вмещается):
- Материнская плата
- Микросхема ПЗУ и система BIOS
- Энергонезависимая память CMOS
- Жесткий диск
Материнская плата
Материнская плата (mother board ) - основная плата персонального компьютера, представляющая из себя лист стеклотекстолита, покрытый медной фольгой.
Путем травления фольги получают тонкие медные проводники соединяющие электронные компоненты.
На материнской плате размещаются:
- процессор - основная микросхема, выполняющая большинство математических и логических операций;
- шины - наборы проводников, по которым происходит обмен сигналами между внутренними устройствами компьютера;
- оперативная память (оперативное запоминающее устройство, ОЗУ) - набор микросхем, предназначенных для временного хранения данных, когда компьютер включен;
- ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) - микросхема, предназначенная для длительного хранения данных, в том числе и когда компьютер выключен;
- микропроцессорный комплект (чипсет) - набор микросхем, управляющих работой внутренних устройств компьютера и определяющих основные функциональные возможности материнской платы;
- разъемы для подключения дополнительных устройств (слоты).
(микропроцессор, центральный процессор, CPU) - основная микросхема компьютера, в которой и производятся все вычисления.
Он представляет из себя большую микросхему, которую можно легко найти на материнской плате.
На процессоре устанавливается большой медный ребристый радиатор, охлаждаемый вентилятором.
Конструктивно процессор состоит из ячеек, в которых данные могут не только храниться, но и изменяться.
Внутренние ячейки процессора называют регистрами.
Важно также отметить, что данные, попавшие в некоторые регистры, рассматриваются не как данные, а как команды, управляющие обработкой данных в других регистрах.
Среди регистров процессора есть и такие, которые в зависимости от своего содержания способны модифицировать исполнение команд. Таким образом, управляя засылкой данных в разные регистры процессора, можно управлять обработкой данных.
На этом и основано исполнение программ.
С остальными устройствами компьютера, и в первую очередь с оперативной памятью, процессор связан несколькими группами проводников, называемых шинами.
Основных шин три: шина данных, адресная шина и командная шина.
Адресная шина
У процессоров Intel Pentium (а именно они наиболее распространены в персональных компьютерах) адресная шина 32-разрядная, то есть состоит из 32 параллельных линий. В зависимости от того, есть напряжение на какой-то из линий или нет, говорят, что на этой линии выставлена единица или ноль. Комбинация из 32 нулей и единиц образует 32-разрядный адрес, указывающий на одну из ячеек оперативной памяти. К ней и подключается процессор для копирования данных из ячейки в один из своих регистров.
Шина данных
По этой шине происходит копирование данных из оперативной памяти в регистры процессора и обратно. В компьютерах, собранных на базе процессоров Intel Pentium, шина данных 64-разрядная, то есть состоит из 64 линий, по которым за один раз на обработку поступают сразу 8 байтов.
Шина команд
Для того чтобы процессор мог обрабатывать данные, ему нужны команды. Он должен знать, что следует сделать с теми байтами, которые хранятся в его регистрах. Эти команды поступают в процессор тоже из оперативной памяти, но не из тех областей, где хранятся массивы данных, а оттуда, где хранятся программы. Команды тоже представлены в виде байтов. Самые простые команды укладываются в один байт, однако есть и такие, для которых нужно два, три и более байтов. В большинстве современных процессоров шина команд 32-разрядная (например, в процессоре Intel Pentium), хотя существуют 64-разрядные процессоры и даже 128-разрядные.
В процессе работы процессор обслуживает данные, находящиеся в его регистрах, в поле оперативной памяти, а также данные, находящиеся во внешних портах процессора.
Часть данных он интерпретирует непосредственно как данные, часть данных - как адресные данные, а часть - как команды.
Совокупность всех возможных команд, которые может выполнить процессор над данными, образует так называемую систему команд процессора.
Основными параметрами процессоров являются:
- рабочее напряжение
- разрядность
- рабочая тактовая частота
- коэффициент внутреннего умножения тактовой частоты
- размер кэш памяти
Рабочее напряжение процессора обеспечивает материнская плата, поэтому разным маркам процессоров соответствуют разные материнские платы (их надо выбирать совместно). По мере развития процессорной техники происходит постепенное понижение рабочего напряжения.
Разрядность процессора показывает, сколько бит данных он может принять и обработать в своих регистрах за один раз (за один такт).
В основе работы процессора лежит тот же тактовый принцип, что и в обычных часах. Исполнение каждой команды занимает определенное количество тактов.
В настенных часах такты колебаний задает маятник; в ручных механических часах их задает пружинный маятник; в электронных часах для этого есть колебательный контур, задающий такты строго определенной частоты.
В персональном компьютере тактовые импульсы задает одна из микросхем, входящая в микропроцессорный комплект (чипсет), расположенный на материнской плате.
Чем выше частота тактов, поступающих на процессор, тем больше команд он может исполнить в единицу времени, тем выше его производительность.
Обмен данными внутри процессора происходит в несколько раз быстрее, чем обмен с другими устройствами, например с оперативной памятью.
Для того чтобы уменьшить количество обращений к оперативной памяти, внутри процессора создают буферную область - так называемую кэш память.Это как бы «сверхоперативная память».
Когда процессору нужны данные, он сначала обращается в кэш память, и только если там нужных данных нет, происходит его обращение в оперативную память.
Принимая блок данных из оперативной памяти, процессор заносит его одновременно и в кэш память.
«Удачные» обращения в кэш память называют попаданиями в кэш.
Процент попаданий тем выше, чем больше размер кэш памяти, поэтому высокопроизводительные процессоры комплектуют повышенным объемом кэш памяти.
Нередко кэш память распределяют по нескольким уровням.
Кэш первого уровня выполняется в том же кристалле, что и сам процессор, и имеет объем порядка десятков Кбайт.
Кэш второго уровня находится либо в кристалле процессора, либо в том же узле, что и процессор, хотя и исполняется на отдельном кристалле.
Кэш-память первого и второго уровня работает на частоте, согласованной с частотой ядра процессора.
Кэш-память третьего уровня выполняют на быстродействующих микросхемах типа SRAM и размещают на материнской плате вблизи процессора. Ее объемы могут достигать нескольких Мбайт, но работает она на частоте материнской платы.
Шинные интерфейсы материнской платы
Связь между всеми собственными и подключаемыми устройствами материнской платы выполняют ее шины и логические устройства, размещенные в микросхемах микропроцессорного комплекта (чипсета).
От архитектуры этих элементов во многом зависит производительность компьютера.
Шинные интерфейсы
ISA (Industry Standard Architecture) - устаревшая системная шина IBM PC-совместимых компьютеров.
EISA (Extended Industry Standard Architecture) - Расширение стандарта ISA. Отличается увеличенным разъемом и увеличенной производительностью (до 32 Мбайт/с). Как и ISA, в настоящее время данный стандарт считается устаревшим.
PCI (Peripheral Component Interconnect - дословно: взаимосвязь периферийных компонентов) - шина ввода/вывода для подключения периферийных устройств к материнской плате компьютера.
AGP (Accelerated Graphics Port - ускоренный графический порт) - разработанная в 1997 году компанией Intel, специализированная 32-битная системная шина для видеокарты. Основной задачей разработчиков было увеличение производительности и уменьшение стоимости видеокарты, за счет уменьшения количества встроенной видеопамяти.
USB (Universal Serial Bus - универсальная последовательная магистраль) - Этот стандарт определяет способ взаимодействия компьютера с периферийным оборудованием. Он позволяет подключать до 256 различных устройств, имеющих последовательный интерфейс. Устройства могут включаться цепочками (каждое следующее устройство подключается к предыдущему). Производительность шины USB относительно невелика и составляет до 1.5 Мбит/с, но для таких устройств, как клавиатура, мышь, модем, джойстик и тому подобное, этого достаточно. Удобство шины состоит в том, что она практически исключает конфликты между различным оборудованием, позволяет подключать и отключать устройства в «горячем режиме» (не выключая компьютер) и позволяет объединять несколько компьютеров в простейшую локальную сеть без применения специального оборудования и программного обеспечения.
Параметры микропроцессорного комплекта (чипсета) в наибольшей степени определяют свойства и функции материнской платы.
В настоящее время большинство чипсетов материнских плат выпускаются на базе двух микросхем, получивших название «северный мост» и «южный мост».
«Северный мост» управляет взаимосвязью четырех устройств: процессора, оперативной памяти, порта AGP и шины PCI. Поэтому его также называют четырехпортовым контроллером.
«Южный мост» называют также функциональным контроллером. Он выполняет функции контроллера жестких и гибких дисков, функции моста ISA - PCI, контроллера клавиатуры, мыши, шины USB и тому подобное
(RAM - Random Access Memory) - это массив кристаллических ячеек, способных хранить данные.
Существует много различных типов оперативной памяти, но с точки зрения физического принципа действия различают динамическую память (DRAM) и статическую память (SRAM).
Ячейки динамической памяти (DRAM) можно представить в виде микроконденсаторов, способных накапливать заряд на своих обкладках.
Это наиболее распространенный и экономически доступный тип памяти.
Недостатки этого типа связаны, во-первых, с тем, что как при заряде, так и при разряде конденсаторов неизбежны переходные процессы, то есть запись данных происходит сравнительно медленно.
Второй важный недостаток связан с тем, что заряды ячеек имеют свойство рассеиваться в пространстве, причем весьма быстро.
Если оперативную память постоянно не «подзаряжать», утрата данных происходит через несколько сотых долей секунды.
Для борьбы с этим явлением в компьютере происходит постоянная регенерация (освежение, подзарядка) ячеек оперативной памяти.
Регенерация осуществляется несколько десятков раз в секунду и вызывает непроизводительный расход ресурсов вычислительной системы.
Ячейки статической памяти (SRAM) можно представить как электронные микроэлементы - триггеры, состоящие из нескольких транзисторов.
В триггере хранится не заряд, а состояние (включен/выключен), поэтому этот тип памяти обеспечивает более высокое быстродействие, хотя технологически он сложнее и, соответственно, дороже.
Микросхемы динамической памяти используют в качестве основной оперативной памяти компьютера.
Микросхемы статической памяти используют в качестве вспомогательной памяти (так называемой кэш памяти), предназначенной для оптимизации работы процессора.
Каждая ячейка памяти имеет свой адрес, который выражается числом.
Одна адресуемая ячейка содержит восемь двоичных ячеек, в которых можно сохранить 8 бит, то есть один байт данных.
Таким образом, адрес любой ячейки памяти можно выразить четырьмя байтами.
Оперативная память в компьютере размещается на стандартных панельках, называемых модулями.
Модули оперативной памяти вставляют в соответствующие разъемы на материнской плате.
Конструктивно модули памяти имеют два исполнения - однорядные (SIMM-модули) и двухрядные (DIMM-модули).
Основными характеристиками модулей оперативной памяти являются объем памяти и время доступа.
Время доступа показывает, сколько времени необходимо для обращения к ячейкам памяти - чем оно меньше, тем лучше. Время доступа измеряется в миллиардных долях секунды (наносекундах, нс).
Микросхема ПЗУ и система BIOS
В момент включения компьютера в его оперативной памяти нет ничего - ни данных, ни программ, поскольку оперативная память не может ничего хранить без подзарядки ячеек более сотых долей секунды, но процессору нужны команды, в том числе и в первый момент после включения.
Поэтому сразу после включения на адресной шине процессора выставляется стартовый адрес.
Это происходит аппаратно, без участия программ (всегда одинаково).
Процессор обращается по выставленному адресу за своей первой командой и далее начинает работать по программам.
Этот исходный адрес не может указывать на оперативную память, в которой пока ничего нет.
Он указывает на другой тип памяти - постоянное запоминающее устройство (ПЗУ).
Микросхема ПЗУ способна длительное время хранить информацию, даже когда компьютер выключен.
Программы, находящиеся в ПЗУ, называют «зашитыми» - их записывают туда на этапе изготовления микросхемы.
Комплект программ, находящихся в ПЗУ, образует базовую систему ввода-вывода (BIOS - Basic Input Output System).
Основное назначение программ этого пакета состоит в том, чтобы проверить состав и работоспособность компьютерной системы и обеспечить взаимодействие с клавиатурой, монитором, жестким диском и дисководом гибких дисков.
Программы, входящие в BIOS, позволяют нам наблюдать на экране диагностические сообщения, сопровождающие запуск компьютера, а также вмешиваться в ход запуска с помощью клавиатуры.
Энергонезависимая память CMOS
Работа таких стандартных устройств, как клавиатура, может обслуживаться программами, входящими в BIOS, но такими средствами нельзя обеспечить работу со всеми возможными устройствами.
Так, например, изготовители BIOS абсолютно ничего не знают о параметрах наших жестких и гибких дисков, им не известны ни состав, ни свойства произвольной вычислительной системы.
Для того чтобы начать работу с другим оборудованием, программы, входящие в состав BIOS, должны знать, где можно найти нужные параметры.
По очевидным причинам их нельзя хранить ни в оперативной памяти, ни в постоянном запоминающем устройстве.
Специально для этого на материнской плате есть микросхема «энергонезависимой памяти», по технологии изготовления называемая CMOS.
От оперативной памяти она отличается тем, что ее содержимое не стирается во время выключения компьютера, а от ПЗУ она отличается тем, что данные в нее можно заносить и изменять самостоятельно, в соответствии с тем, какое оборудование входит в состав системы.
Эта микросхема постоянно подпитывается от небольшой батарейки, расположенной на материнской плате.
Заряда этой батарейки хватает на то, чтобы микросхема не теряла данные, даже если компьютер не будут включать несколько лет.
В микросхеме CMOS хранятся данные о гибких и жестких дисках, о процессоре, о некоторых других устройствах материнской платы.
Тот факт, что компьютер четко отслеживает время и календарь (даже и в выключенном состоянии), тоже связан с тем, что показания системных часов постоянно хранятся (и изменяются) в CMOS.
Таким образом, программы, записанные в BIOS, считывают данные о составе оборудования компьютера из микросхемы CMOS, после чего они могут выполнить обращение к жесткому диску, а в случае необходимости и к гибкому, и передать управление тем программам, которые там записаны.
Жесткий диск
Жесткий диск - основное устройство для долговременного хранения больших объемов данных и программ.
На самом деле это не один диск, а группа соосных дисков, имеющих магнитное покрытие и вращающихся с высокой скоростью.
Таким образом, этот «диск» имеет не две поверхности, как должно быть у обычного плоского диска, а 2n поверхностей, где n - число отдельных дисков в группе.
Над каждой поверхностью располагается головка, предназначенная для чтения-записи данных.
При высоких скоростях вращения дисков (90 об/с) в зазоре между головкой и поверхностью образуется аэродинамическая подушка, и головка парит над магнитной поверхностью на высоте, составляющей несколько тысячных долей миллиметра.
При изменении силы тока, протекающего через головку, происходит изменение напряженности динамического магнитного поля в зазоре, что вызывает изменения в стационарном магнитном поле ферромагнитных частиц, образующих покрытие диска.Так осуществляется запись данных на магнитный диск.
Операция считывания происходит в обратном порядке.
Намагниченные частицы покрытия, проносящиеся на высокой скорости вблизи головки, наводят в ней ЭДС самоиндукции.
Электромагнитные сигналы, возникающие при этом, усиливаются и передаются на обработку.
Управление работой жесткого диска выполняет специальное аппаратно-логическое устройство - контроллер жесткого диска.
В настоящее время функции контроллеров дисков выполняют микросхемы, входящие в микропроцессорный комплект (чипсет), хотя некоторые виды высокопроизводительных контроллеров жестких дисков по-прежнему поставляются на отдельной плате.
К основным параметрам жестких дисков относятся емкость и производительность.
На жестком диске может храниться годами, однако иногда требуется ее перенос с одного компьютера на другой.
Несмотря на свое название, жесткий диск является весьма хрупким прибором, чувствительным к перегрузкам, ударам и толчкам.
Теоретически, переносить информацию с одного рабочего места на другое путем переноса жесткого диска возможно, и в некоторых случаях так и поступают, но все-таки этот прием считается нетехнологичным, поскольку требует особой аккуратности и определенной квалификации.
Для оперативного переноса небольших объемов информации используют так называемые гибкие магнитные диски (дискеты), которые вставляют в специальный накопитель - дисковод.
Приемное отверстие накопителя находится на лицевой панели системного блока.
Начиная с 1984 года выпускались гибкие диски 5.25 дюйма высокой плотности (1.2 Мбайт).
В наши дни диски размером 5.25 дюйма не используются, и соответствующие дисководы в базовой конфигурации персональных компьютеров после 1994 года не поставляются.
Гибкие диски размером 3.5 дюйма выпускают с 1980 года.
Сейчас стандартными считают диски размером 3.5 дюйма высокой плотности. Они имеют емкость 1440 Кбайт (1.4 Мбайт) и маркируются буквами HD (high density - высокая плотность).
С нижней стороны гибкий диск имеет центральную втулку, которая захватывается шпинделем дисковода и приводится во вращение.
Магнитная поверхность прикрыта сдвигающейся шторкой для защиты от влаги, грязи и пыли.
Если на гибком диске записаны ценные данные, его можно защитить от стирания и перезаписи, сдвинув защитную задвижку так, чтобы образовалось открытое отверстие.
Гибкие диски считаются малонадежными носителями информации.
Пыль, грязь, влага, температурные перепады и внешние электромагнитные поля очень часто становятся причиной частичной или полной утраты данных, хранившихся на гибком диске.
Поэтому использовать гибкие диски в качестве основного средства хранения информации недопустимо.
Их используют только для транспортировки информации или в качестве дополнительного (резервного) средства хранения.
Дисковод компакт-дисков CD-ROM
Аббревиатура CD-ROM (Compact Disc Read-Only Memory) переводится на русский язык как постоянное запоминающее устройство на основе компакт-диска.
Принцип действия этого устройства состоит в считывании числовых данных с помощью лазерного луча, отражающегося от поверхности диска.
Цифровая запись на компакт-диске отличается от записи на магнитных дисках очень высокой плотностью, и стандартный компакт-диск может хранить примерно 650 Мбайт данных.
Большие объемы данных характерны для мультимедийной информации (графика, музыка, видео), поэтому дисководы CD-ROM относят к аппаратным средствам мультимедиа.
Программные продукты, распространяемые на лазерных дисках, называют мультимедийными изданиями.
Сегодня мультимедийные издания завоевывают все более прочное место среди других традиционных видов изданий.
Так, например, существуют книги, альбомы, энциклопедии и даже периодические издания (электронные журналы), выпускаемые на CD-ROM.
Основным недостатком стандартных дисководов CD-ROM является невозможность записи данных, но параллельно с ними существуют и устройства однократной записи CD-R (Compact Disk Recorder), и устройства многократной записи CD-RW.
Основным параметром дисководов CD-ROM является скорость чтения данных.
В настоящее время наибольшее распространение имеют устройства чтения CD-ROM с производительностью 32х-50х. Современные образцы устройств однократной записи имеют производительность 4х-8х, а устройств многократной записи - до 4х.
Что такое храм? Чем храм отличается от часовни и церкви? Зачем нам ходить в церковь? Как устроен православный храм?
Храм, церковь, часовня: в чем отличия
Храм (от старорус. «хоромы», «храмина») - архитектурное сооружение (здание), предназначенное для совершения богослужений и религиозных обрядов.
Христианский храм также называют «церковью». Само слово «церковь» происходит от греч. Κυριακη (οικια) - (дом) Господа.
Фото — Юрий Шапошник
Собором обычно называют главную церковь города или монастыря. Хотя местная традиция может не слишком строго придерживаться этого правила. Так, например, в Санкт-Петербурге есть три собора: Исаакиевский, Казанский и Смольный (не считая соборов городских монастырей), а в Свято-Троицкой Сергиевой Лавре соборов два: Успенский и Троицкий.
Церковь, где находится кафедра правящего епископа (архиерея), называется кафедральным собором.
В православном храме обязательно выделяют алтарную часть, где находится Престол, и трапезу – помещение для молящихся. В алтарной части храма, на Престоле, совершается таинство Евхаристии.
В Православии часовней принято называть небольшое здание (сооружение), предназначенное для молитвы. Как правило, часовни возводятся в память о событиях, важных для сердца верующего человека. Отличие часовни от храма состоит в том, что часовня не имеет Престола и там не совершается Литургия.
История храма
Нынешний богослужебный устав предписывает совершать богослужение главным образом в храме. Что касается самого наименования храм, templum, то оно вошло в употребление около 4 века, ранее так именовали язычники свои места, где собирались для молитвы. У нас, христиан, храмом называется особое посвященное Богу здание, в котором собираются верующие для получения благодати Божией чрез таинство Причащения и другие таинства, для возношения молитв Богу, имеющих общественный характер. Так как в храме собираются верующие, составляющие собою Церковь Христову, то храм называется также «церковью,» слово, происшедшее от греческого «кириакон» что значит: «дом Господень».
Освящение собора Архангела Михаила, заложенного в 1070 г. Радзивиловская летопись
Храмы христианские, как особые богослужебные здания, стали появляться у христиан в значительном числе лишь после прекращения гонений со стороны язычников, то есть с IV века. Но и до этого храмы уже начали строиться, по крайней мере, с 3 века. Христиане первой иерусалимской общины еще посещали ветхозаветный храм, но для совершения Евхаристии они собирались уже отдельно от иудеев «по домам» (Деян. 2:46). В эпоху гонений на христианство со стороны язычников главным местом богослужебных собраний христиан были катакомбы. Так назывались особые подземелья, вырытые для погребения умерших. Обычай погребения мертвых в катакомбах был довольно распространен в дохристианской древности, как на востоке, так и на западе. Места погребений, по римским законам, признавались неприкосновенными. Римское законодательство допускало также свободное существование погребальных обществ, какого бы вероисповедания они ни держались: они пользовались правом собраний в местах погребений своих сочленов и даже могли иметь там свои алтари для отправления их культов. Отсюда понятно, что первые христиане широко пользовались этими правами, вследствие чего главными местами богослужебных собраний их, или первыми храмами древности, были катакомбы. Эти катакомбы сохранились до настоящего времени в разных местах. Наибольший интерес представляют нам лучше всего сохранившиеся катакомбы в окрестностях Рима, так называемые «катакомбы Каллиста.» Это целая сеть переплетающихся между собой подземных коридоров с разбросанными кое-где среди них более или менее обширными помещениями, как бы комнатами, носящими название «кубикул.» В этом лабиринте, без помощи опытного проводника, весьма легко запутаться, тем более, что коридоры эти расположены иногда в несколько этажей, и можно из одного этажа незаметно перейти в другой. Вдоль коридоров выдолблены ниши, в которых и замуровывались усопшие. Кубикулы представляли собой фамильные склепы, а еще большие помещения «крипты» представляли собой те именно храмы, в которых христиане во времена гонений отправляли свои богослужения. В них устанавливалась обыкновенно гробница мученика: она служила престолом, на котором совершалась Евхаристия. Отсюда и ведет свое начало обычай полагать в новоосвященном храме святые мощи внутри престола и в антиминсе, без которого не может совершаться Божественная литургия. По сторонам этого престола или гробницы устроялись места для епископа и пресвитеров. Самые большие помещения катакомб принято называть «капеллами» или «церквами.» В них нетрудно уже различить многие составные части нашего современного храма.
Храм в Священном Писании
Ветхозаветный Иерусалимский храм преобразовал Церковь Нового Завета, в которую должны войти все народы для поклонения Богу в духе и истине (Ин. 4:24). В Священном Писании Нового Завета тема храма нашла наиболее яркое освещение в Евангелии от Луки.
Благовестие от Луки начинается с описания знакового события, совершившегося в храме Иерусалимском, а именно с описания явления архангела Гавриила старцу Захарии. Упоминание об архангеле Гаврииле ассоциируется с пророчеством Даниила о семидесяти седминах, то есть с числом 490. Это значит, что пройдет 490 дней, включающих 6 месяцев до Благовещения Деве Марии, 9 месяцев до Рождества Христова, то есть 15 месяцев, равняющихся 450 дням, и 40 дней до Сретения Господня, и в этом же самом храме явится обетованный пророками Мессия Христос, Спаситель мира.
В Евангелии от Луки Симеон Богоприимец в Иерусалимском храме возвещает миру «свет к просвещению язычников» (Лк. 2:32), то есть свет к просвещению народов. Здесь же – Анна пророчица, вдова 84 лет, «которая не отходила от храма, постом и молитвою служа Богу день и ночь» (Лк. 2:37), и которая явила в своей богоугодной жизни светлый прообраз многих православных русских старушек, носительниц подлинного церковного благочестия на общем мрачном фоне слепого религиозного отступления в условиях жесткого богоборческого режима.
В Евангелии от Луки мы находим единственное во всём каноне Нового Завета свидетельство о детстве Господа Иисуса Христа. Это драгоценное свидетельство евангелиста Луки имеет своим предметом событие, происходившее в храме. Святой Лука повествует, что каждый год Иосиф и Мария ходили в Иерусалим на праздник Пасхи и что однажды 12-летний Отрок Иисус остался в Иерусалиме. Иосиф и Мария на третий день «нашли Его в храме, сидящего посреди учителей» (Лк. 2:46).
В ответ на их недоумение Божественный Отрок произнес исполненные непостижимого смысла таинственные слова: «Зачем было вам искать Меня? Или вы не знали, что Мне должно быть в том, что принадлежит Отцу Моему?» (Лк. 2:49). Евангелие от Луки заканчивается описанием Вознесения Христова на небо и возвращением апостолов в Иерусалим с указанием на то обстоятельство, что они «пребывали всегда в храме, прославляя и благословляя Бога» (Лк. 24:53).
Тема храма имеет свое продолжение в книге Деяний святых апостолов, которая начинается с описания Вознесения Христа Спасителя и Сошествия Святого Духа на учеников Христовых с указанием на то, что «все… верующие были вместе… и каждый день единодушно пребывали в храме» (Деян. 2:44-46). Свидетельство книги Деяний ценно в том отношении, что относится к освещению исторического аспекта бытия Церкви Христовой. В Новом Завете храм является сосредоточием, видимым проявлением и конкретным обнаружением жизни Единой Святой Соборной и Апостольской Церкви, актуальным воплощением соборного религиозного опыта народа Божия.
Зачем ходить в церковь?
Надо для себя осмыслить, что такое Церковь вообще. Вопрос мирского человека, для которого Церковь – это что-то непонятное, чуждое, отвлеченное, далекое от его реальной жизни, поэтому он и не входит в нее. Апостол Павел отвечает на него так, как никто больше не смог ответить за всю историю человечества: «Церковь есть тело Христово», при этом добавляет – «столп и утверждение истины». И дальше добавляет, что мы все «уди от части», то есть члены этого организма, частички, клеточки, можно сказать. Здесь уже чувствуешь какую-то очень глубокую тайну, это уже не может быть чем-то отвлеченным – организм, тело, кровь, душа, работа всего тела и соподчиненность, соорганизованность этих клеточек. Мы подходим к вопросу отношения к вере в Бога мирского человека и церковного. Церковь – это не столько юридический институт и общественная организация, но, прежде всего, это то, о чем говорит апостол Павел – некое таинственное явление, общность людей, Тело Христово.
Человек не может быть один. Он должен принадлежать какому-то направлению, философии, взглядам, мировоззрению, и если в какое-то время ощущение свободы, внутреннего выбора, оно – особенно в молодости – интересно для человека, то опыт жизни показывает, что человек не может добиться ничего в жизни один, ему нужно иметь какой-то круг, какую-то социальную общность. На мой взгляд, чисто индивидуалистичен такой мирской подход к «личному» Богу вне церкви, это просто иллюзия человеческая, это невозможно. Человек принадлежит человечеству. И та часть человечества, верующая в то, что Христос воскрес, и свидетельствующая об этом – это и есть Церковь. «Будете Мне свидетелями», - говорит Христос апостолам – «даже до края земли». Православная церковь это свидетельство свое осуществляет, и во время гонений осуществляла, и эта традиция сохранилась поколениями людей в разных обстоятельствах.
В православии, в церкви есть очень важная вещь – есть реальность, есть трезвость. Человек постоянно вглядывается в себя и не своим собственным зрением исследует что-то в себе и в окружающей жизни,а просит помощи и участия в своей жизни благодати Божией, которая как бы просвечивает всю его жизнь. И здесь очень важен становится как раз авторитет традиции, тысячелетний опыт церкви. Опыт живой, действенный и действующий в нас через благодать Духа Святаго. Вот это дает другие плоды и другие результаты.
Устройство православного храма
Внутреннее расположение храмов определяется еще с глубокой древности целями христианского богослужения и символическим воззрением на их значение. Как всякое целесообразное здание, христианский храм должен был удовлетворять тем целям, для которых он предназначался: во-первых, в нем должно было находиться удобное пространство для священнослужителей, совершавших богослужение, во-вторых, помещение, где стояли бы молящиеся верные, то есть уже крещеные христиане; и, в-третьих, должно было быть особое помещение для оглашенных, то есть еще не крещеных, а только готовившихся принять крещение, и кающихся. Сообразно этому, как в ветхозаветном храме было три отделения «святое святых,» «святилище» и «двор,» так и христианский храм издревле разделялся на три части: алтарь, средняя часть храма, или собственно «церковь,» и притвор.
Алтарь
Важнейшая часть христианского храма есть алтарь. Наименование алтарь
происходит от латинского alta ara - возвышенный жертвенник. По обычаю древней
Церкви алтарь помещался всегда в полукружии на восточной стороне храма.
Христиане усвояли востоку высшее символическое значение. На востоке был рай, на
востоке соделано спасение наше. На востоке восходит вещественное солнце, дающее
жизнь всему живущему на земле, на востоке же взошло и Солнце Правды, дающее
вечную жизнь человечеству. Восток всегда признавался символом добра, в
противоположность западу, который считался символом зла, областью нечистых
духов. Сам Господь Иисус Христос олицетворяется под образом востока: «Восток имя
ему,» (Зах. 6:12; Пс. 67:34), «Восток с высоты» (Лук. 1:78), а св. пророк
Малахия называет Его «Солнцем правды» (4:2). Вот почему христиане в молитвах
всегда обращались и обращаются на восток (см. Св. Василия Великого 90 правило).
Обычай римо-католиков и протестантов обращать алтари к западу установился на
западе не ранее 13 века. Алтарь (по-гречески «вима,» или «иератион») означает высокое место, кроме того знаменует собою также земной рай,
где жили прародители, те места, откуда шествовал Господь на проповедь, Сионскую
горницу, где установил Господь Таинство Причащения.
Алтарь есть место одних
священнодействующих, которые, подобно небесным бесплотным силам, служат перед
престолом Царя Славы. Мирянам вход в алтарь запрещается (69 прав., 6-го вселен.
собора, 44 пр. Лаод. собора). Могут входить в алтарь лишь причетники, помогающие
при совершении богослужения. Женскому полу вход в алтарь запрещается безусловно.
Только в женских монастырях разрешается входить в алтарь постриженной монахине
для уборки алтаря и прислуживания. Алтарь, как показывает самое его название (от
латинских слов alta ara, что значит «высокий жертвенник» (устраивается выше
других частей храма ступенью, двумя, а иногда и более. Таким образом, он
становится более видимым для молящихся и наглядно оправдывает свое символическое
значение «горнего мира.» Входящий в алтарь обязан положить три земных поклона в
будничные дни и богородичные праздники, а в воскресные дни и господские
праздники три поясных поклона.
Святой престол
Главную принадлежность алтаря составляет
святой престол, по-гречески «трапеза,» как он называется иногда и по
церковно-славянски в наших богослужебных книгах. В первые века христианства в
подземных церквах катакомб престолом служила гробница мученика, по необходимости
имевшая форму удлиненного четырехугольника и примыкавшая к алтарной стене. В
древних же надземных церквах престолы стали устраиваться почти квадратные, на
одной или на четырех подставках: делались они деревянными в виде обыкновенного
стола, но потом стали изготовляться из драгоценных металлов, иногда устраивались
престолы каменные, мраморные. Престол знаменует собой небесный престол Божий, на
котором таинственно присутствует Сам Господь Вседержитель. 
Он именуется также
«жертвенником» (по-гречески «фисиастирион»), потому что на нем
приносится Бескровная Жертва за мир. Престол изображает собою и гроб Христов,
ибо на нем полагается Тело Христово. Четырехугольная форма престола символически
изображает то, что на нем приносится жертва для всех четырех стран света, что
все концы земли призываются ко вкушению Тела и Крови Христовой.
Соответственно двоякому значению престола, он облачается в две одежды,
нижнюю белую одежду, которая называется «срачицей» (по-гречески «катасаркион» «приплотие») и изображает собой плащаницу, коею было обвито Тело
Спасителя, и верхнюю «индитию» (от греческого «эндио» «одеваю») из драгоценной
блестящей одежды, которая изображает славу престола Господня. При освящении
храма нижняя одежда срачица обвивается вервию (веревкой), которая символизирует
собою узы Господа, коими Он был связан, когда Его вели на суд к первосвященникам
Анне и Каиафе (Иоан. 18:24). Вервь обвязывается вокруг престола так, что со всех
четырех сторон его получается крест, символизирующий собою тот крест, которым
злоба иудеев низвела Господа во гроб и который послужил к победе над грехом и
адом.
Антиминс
Важнейшую принадлежность престола составляет антиминс (от
греческого «анти» «вместо» и латинского mensa «менса» «стол, престол»), или
«вместопрестолие.» В настоящее время антиминс представляет собою шелковый плат с
изображением положения Господа Иисуса Христа во гроб, четырех Евангелистов и
орудий страданий Христа Спасителя, внутри которого, в особом мешочке с обратной
стороны, вложены частицы св. мощей. История антиминса восходит к первым временам
христианства. Первые христиане имели обычай совершать Евхаристию на гробах
мучеников. Когда христиане с 4 века получили возможность свободно строить
надземные храмы, они, в силу укоренившегося уже обычая, стали переносить в эти
храмы из разных мест мощи св. мучеников. Но так как число храмов все
увеличивалось, то трудно было уже для каждого храма достать целые мощи. Тогда
стали класть под престол только хотя бы частицу св. мощей. Отсюда и ведет свое
начало наш антиминс. Он является, в сущности, переносным престолом.
Благовестники, отправлявшиеся в дальние страны для проповеди Евангелия,
императоры, отправлявшиеся в походы с духовенством и походными церквами должны
были брать с собой и походные престолы, каковыми явились антиминсы. 
Ряд известий
об антиминсах, с таковым именно названием, мы имеем уже с 8 века, а сами
антиминсы, дошедшие до нас в виде вещественных памятников, восходят к 12
столетию. Сохранившиеся до нас древние русские антиминсы приготовлялись из
холста, имели надпись и изображение креста. Надписи указывают, что антиминс
заменяет собою освященный престол; тут же указывается имя архиерея, освятившего
«сей престол,» место его назначения (для какой церкви) и подпись о мощах («тут
мощи»). С 17 века на антиминсах появляются уже более сложные изображения, как
положение во гроб Спасителя, а холст заменяется шелком. Первоначально во всякий
престол, освящаемый архиереем, вкладывались св. мощи (в металлическом ковчежце
под престолом или в углублении в верхней доске престола). Такие престолы не
нуждались в антиминсах. Храмы же, которые не освящались епископами, освящались
чрез присланные епископами антиминсы со св. мощами. Вследствие этого, одни храмы
имели престолы со св. мощами, но не имели антиминсов; другие имели престолы без
св. мощей, но имели антиминсы. Так было и в Русской Церкви в первое время после
принятия христианства. Но с течением времени, сначала в Греческой, а потом и в
Русской Церкви, антиминсы стали возлагаться и на престолы, освященные
архиереями, но пока без св. мощей. С 1675 г. в Русской Церкви был заведен обычай
возлагать антиминсы со св. мощами во всех церквах, даже и освященных архиереями.
Антиминс, выданный архиереем священнику, стал, как бы видимым знаком полномочия
священника совершать Божественную литургию, находясь в подчинении архиерея,
выдавшего этот антиминс.
Антиминс лежит на престоле, сложенный вчетверо.
Внутри его полагается «губа,» или по-гречески «муса.» Она знаменует ту
губу, которую, напоив желчью и оцтом, подносили к устам Господа, висевшего на
кресте, и служит для отирания частиц Тела Христова и частиц, вынутых в честь
святых, живых и умерших, при погружении их в св. чашу при окончании Литургии.
Антиминс, сложенный вчетверо, заворачивается еще в особый шелковый плат,
который несколько больше его по размерам, и называется «илитоном» от греческого
«илэо,» что значит «обвертываю.» Илитон изображает собою те пелены, которыми
повит был Господь по рождестве Своем, и одновременно ту плащаницу, в которую
обернуто было Его Тело при погребении Его во гробе.
Ковчег
Для хранения Св. Таин ныне ставится на самом престоле ковчег, или
кивот, называемый также дарохранительницей. Он делается наподобие гроба Господня
или в виде церкви. Там же хранится обычно и св. миро.
Киворий
Над престолом в древних храмах устраивался, как называют его латинские писатели
ciborium, по гречески киворий, или по-славянски сень, род балдахина,
поддерживаемого четырьмя колоннами. Сень бывала и в старых русских церквах.
Она
символизирует собою, как бы небо, распростертое над землей, на которой
приносится жертва за грехи мира. Вместе с тем, сень обозначает «невещественную
Божию скинию,» то есть славу Божию и благодать, которой покрывается Он Сам,
одеяйся светом, яко ризою, и Седяй на превознесенном престоле славы Своей.
Под киворием над серединой престола висел перистерий сосуд в виде
голубя, в котором хранились запасные Св. Дары на случай причащения больных и для
Преждеосвященных Литургий. В настоящее время это изображение голубя кое-где
сохранилось, но оно потеряло свое первоначальное практическое значение: голубь
этот служит теперь уже не сосудом для хранения Св. Таин, а лишь символом Св.
Духа.
Дискос
Дискос — (по-гречески «глубокое блюдо») это круглое металлическое блюдо, обычно золотое
или серебряное, на подставке, в виде ножки, на которое полагается «Агнец,» то
есть та часть просфоры, которая на Литургии претворяется в Тело Христово, а
также и другие частицы, изымаемые из просфор при начале Литургии. Дискос
символизирует собою ясли, в которые был положен новорожденный Богомладенец, а
вместе с тем и гроб Христов.
Потир
Потир или чаша (от греческого «потирион» сосуд для пития). Это есть тот сосуд, из которого верующие приобщаются Тела и Крови Христовой, и который напоминает собою ту чашу, из которой Господь приобщил в первый раз Своих учеников на Тайной вечери. При начале Литургии в эту чашу
вливается вино с добавлением небольшого количества воды (так, чтобы вино не потеряло свойственного ему вкуса), которое претворяется на Литургии в истинную Кровь Христову. Эта чаша и напоминает также «чашу страданий» Спасителя.
Звездица
Звездица (по-гречески «астир, астерискос») состоит из двух дуг,
соединенных между собою крестообразно. Напоминая звезду, приведшую волхвов в
Вифлеем, звездица ставится на дискосе для того, чтобы покровцы не касались
расположенных на дискосе частиц и не смешивали их.
