В каких вариантах может быть реализован современный персональный компьютер
Обновлено: 05.07.2024
Современный персональный компьютер может быть реализован в настольном, портативном или мобильном варианте. Гигиенические и эргономические требования к компьютеру выполняются на всех типах компьютеров. Что касается технических требований, то они зависят от потребностей пользователя. Современные типы компьютеров представляют ему широкий набор возможностей.
Настольные компьютеры. Настольные компьютеры существуют в двух основных вариантах: серверы и рабочие станции. Все основные компоненты настольного компьютера находятся внутри системного блока. Аппаратной основой компьютера является системная плата, на ней устанавливаются процессор и модули оперативной памяти, и к ней подключаются накопители на жестких магнитных дисках, лазерные дисководы и флеш-диски. Обмен информацией между отдельными устройствами компьютера производится по магистрали, соединяющей все устройства компьютера.
Серверы являются наиболее производительными и надежными компьютерами. Они предусматривают дублирование основных блоков, «горячую» (в процессе работы) их замену, защиту данных и т.д. Часто в их составе отсутствует монитор, так как удаленное управление осуществляется с других компьютеров и только администратором.
Рабочие станции предназначены для стационарной установки в офисе, школьном компьютерном классе или дома. Они соответствуют традиционной компоновке персонального компьютера: системный блок, монитор и устройства ввода (клавиатура и мышь).
На рисунке 6.32 изображены варианты настольного компьютера: сервер и рабочая станция.
Рис. 6.33. Настольный компьютер
Ноутбуки. Портативные компьютеры (англ. Notebook) обладают практически такими же возможностями, как и настольные, однако умещаются в дипломат и удобны при частых поездках. Универсальные устройства ввода (клавиатура и сенсорная панель) и вывода информации (монитор на жидких кристаллах) встроены в корпус портативного компьютера.
Рис. 6.34. Ноутбук
Мобильные компьютеры. Последнее время широкое распространение получили мобильные компьютеры: планшетные компьютеры, электронные книги и коммуникаторы (англ, smartphone). Небольшие размеры и возможность постоянного подключения к Интернету обеспечивают мобильным компьютерам возможность оперативного использования.
Планшетные компьютеры и электронные книги имеют графический интерфейс, который позволяет управлять ими с помощью ручки или пальца руки.
Смартфоны (коммуникаторы) совмещают возможности мобильного телефона и компьютера.
Стандартный системный блок и ноутбук, ну, может быть, еще моноблок — самые явные ответы, которые мы услышим, задав вопрос «какие бывают виды ПК» обычному пользователю. На самом же деле конструкций ПК намного больше, а в их разнообразии легко запутаться.
Почему и когда появилось разделение на разные типы ПК
В 1977 году появились первые массовые персональные компьютеры Apple II, Commodore PET и Tandy. Компьютеризация населения пошла семимильными шагами. Параллельно усовершенствованию стандартных десктопов, разрабатывались и более компактные решения. Развитие беспроводных сетей, интернета и общая мобильность людей требовала решений, которые не привязывали бы человека к одному стационарному месту с громоздким ПК.
Одним из первых моноблоков стал Macintosh, выпущенный в 1984 году, дальнейшее развитие он получил в моделях eMac и iMac.С развитием программного обеспечения с открытым кодом стали появляться и другие компактные ПК, такие как Linutop и им подобные. В 2010 году появились современные одноплатные компьютеры наподобие Raspberry. Примерно в этот же период под производством Intel на рынок стали выходить неттопы линейки Atom. Они являлись своеобразным ответвлением в развитии нетбуков.
Благодаря новым технологиям появилась возможность втиснуть в маленький корпус достаточно производительное железо. На смену HDD пришли SSD, дисководы морально устарели, а блок питания «переехал» за корпус. На данный момент видов стационарных ПК немалое количество и в их разнообразии легко потеряться. Рассмотрим каждый тип конструкции подробнее.
Десктоп
Знакомая каждому пользователю «коробка» спустя годы все еще остается самой массовой вариацией ПК. Наполнение комплектующих во всех конструкциях стационарных ПК в целом аналогично стандартному системному блоку. К недостаткам можно отнести разве что размеры и немобильность (кроме редких моделей, которые вмещаются в рюкзак). Внутренние компоненты легкозаменяемые: подвергнуть апгрейду можно любую составляющую, повысив производительность ПК в разы.
А все потому, что нет ограничений по размеру устанавливаемых компонентов, а стандарты форм-факторов общие. Блоки питания с большой мощностью позволяют поставить несколько видеокарт и процессоров. Круг задач, выполняемый десктопом, можно описать словами — «все и сразу». Запуск тяжелых игр, профессиональные рабочие задачи или просмотр фильмов — десктоп подойдет для всего, достаточно подобрать подходящие компоненты.
Проявив фантазию, можно собрать уникальный компьютер с регулируемой подсветкой, стеклом и кастомной системой охлаждения.
Моноблок
Уменьшенной вариацией десктопа стал моноблок. По сути это тот же ПК, только совмещенный с монитором в одном корпусе. Благодаря этому он занимает площадь такую же, как стандартный монитор, экономя пространство на рабочем столе. Здесь установлены те же компоненты, что и в обычном ПК, но с урезанными мощностями. В большинстве случаев основные компоненты распаяны на плате, поэтому к апгрейду доступны лишь оперативная память и система хранения. Высокопроизводительную видеокарту и процессор установить в такой корпус в принципе проблематично, блок питания внешний — отсюда и меньшая производительность.
Это издержки такого форм-фактора. Но взамен мы получаем стильный ПК, занимающий минимум места, который подойдет для дома или офиса.
Тонкие клиенты
Тонкие клиенты представляют собой компактные ПК в слим-корпусах. Дискретные видеокарты тут отсутствуют, а за вывод картинки отвечает встроенное в процессор видеоядро. Характеристики комплектующих не впечатляют, но этого от них и не требуется. Главная задача тонких клиентов — подключение к серверу, поэтому они отлично подходят для создания «офисной сети». У тонких клиентов низкое энергопотребление, они компактны, но обладают всеми необходимыми интерфейсами и позволяют в минимальные сроки добавить новое рабочее место.
При необходимости апгрейду подвергается лишь сервер, а не каждый ПК пользователя.
Неттопы
Для тех, кому не требуется запускать игровые новинки или тяжелые рабочие приложения существует неттоп. Возможностей такого компьютера хватит для полноценной замены десктопа, если он используется только для интернет-серфинга, работы с файлами, просмотра фильмов и запуска нетребовательных игр.
По внутренней начинке неттоп наиболее схож с нетбуком. Мы можем увеличить емкость системы хранения и оперативной памяти, добавив соответствующие комплектующие. В некоторых моделях имеется крепление VESA, что позволяет подвесить неттоп к монитору, создав своеобразный аналог моноблока.
Платформы
Как и неттопы — платформы обладают схожим функционалом и миниатюрностью. Устройство размером с ладонь предоставляет весь вычислительный потенциал. Но в отличие от неттопа, платформы поставляются без операционной системы, оперативной памяти и накопителя. Эти комплектующие устанавливаются пользователем на свой вкус, а платформа выбирается с учетом производительности процессора.
Так как платформы оснащены всеми современными интерфейсами, использовать их можно не только для обычных задач, свойственных ПК, но и для создания небольших серверов или медиацентра для просмотра фильмов на телевизоре.
Микрокомпьютеры
Последний тип ПК в нашем списке, но не последний по возможностям. Микрокомпьютеры — кладезь для людей «с руками». Круг использования микрокомпьютеров огромен. Разработка проектов, эмуляция, мультимедийный центр, робототехника — и это далеко не весь список. Внешний вид микрокомпьютеров представляет собой своеобразный конструктор. Корпус отсутствует, на плате распаяны основные комплектующие и интерфейсы подключения, а питание подается через порт USB.
Зачастую встроенного накопителя нет — данные хранятся на карте памяти, что позволяет загружать нужный дистрибутив и программы, подключив конкретную карту. Микрокомпьютер можно модифицировать, добавив к нему корпус и радиатор на процессор.
В современных реалиях можно подобрать стационарный ПК абсолютно под любые нужды. Достаточно определить какой круг задач вы собираетесь решать этим устройством. Даже самые миниатюрные варианты обладают мощностями, которые несколько лет назад представить было сложно, и их вполне хватит для решения большинства поставленных задач.
Современный персональный компьютер может быть реализован в настольном (desktop), портативном (notebook) или карманном (handheld) варианте.
Системный блок компьютера
Все основные компоненты настольного компьютера находятся внутри системного блока: системная плата с процессором и оперативной памятью, накопители на жестких и гибких дисках, CD-ROM и др. Кроме этого, в системном блоке находится блок питания.
Системная плата. Основным аппаратным компонентом компьютера является системная плата (рис. 4.4). На системной плате реализована магистраль обмена информацией, имеются разъемы для установки процессора и оперативной памяти, а также слоты для установки контроллеров внешних устройств.
| Рис. 4.4. Системная плата |
Частота процессора, системной шины и шин периферийных устройств. Быстродействие различных компонентов компьютера (процессора, оперативной памяти и контроллеров периферийных устройств) может существенно различаться. Для согласования быстродействия на системной плате устанавливаются специальные микросхемы (чипсеты), включающие в себя контроллер оперативной памяти (так называемый северный мост) и контроллер периферийных устройств (южный мост) - рис. 4.5.
Северный мост обеспечивает обмен информацией между процессором и оперативной памятью по системной шине. В процессоре используется внутреннее умножение частоты, поэтому частота процессора в несколько раз больше, чем частота системной шины. В современных компьютерах частота процессора может превышать частоту системной шины в 10 раз (например, частота процессора 1 ГГц, а частота шины - 100 МГц).
| Рис. 4.5. Логическая схема системной платы |
К северному мосту подключается шина PCI (Peripherial Component Interconnect bus - шина взаимодействия периферийных устройств), которая обеспечивает обмен информацией с контроллерами периферийных устройств. Частота контроллеров меньше частоты системной шины, например, если частота системной шины составляет 100 МГц, то частота шины PCI обычно в три раза меньше - 33 МГц. Контроллеры периферийных устройств (звуковая плата, сетевая плата, SCSI-контроллер, внутренний модем) устанавливаются в слоты расширения системной платы.
По мере увеличения разрешающей способности монитора и глубины цвета требования к быстродействию шины, связывающей видеоплату с процессором и оперативной памятью, возрастают. В настоящее время для подключения видеоплаты обычно используется специальная шина AGP (Accelerated Graphic Port - ускоренный графический порт), соединенная с северным мостом и имеющая частоту, в несколько раз большую, чем шина PCI.
Южный мост обеспечивает обмен информацией между северным мостом и портами для подключения периферийного оборудования.
Устройства хранения информации (жесткие диски, CD-ROM, DVD-ROM) подключаются к южному мосту по шине UDMA (Ultra Direct Memory Access - прямое подключение к памяти).
Мышь и внешний модем подключаются к южному мосту с помощью последовательных портов, которые передают электрические импульсы, несущие информацию в машинном коде, последовательно один за другим. Обозначаются последовательные порты как СОМ1 и COM2, а аппаратно реализуются с помощью 25-контактного и 9-контактного разъемов, которые выведены на заднюю панель системного блока.
Принтер подключается к параллельному порту, который обеспечивает более высокую скорость передачи информации, чем последовательные порты, так как передает одновременно 8 электрических импульсов, несущих информацию в машинном коде. Обозначается параллельный порт как LPT, а аппаратно реализуется в виде 25-контактного разъема на задней панели системного блока.
Для подключения сканеров и цифровых камер обычно используется порт USB (Universal Serial Bus - универсальная последовательная шина), который обеспечивает высокоскоростное подключение к компьютеру сразу нескольких периферийных устройств.
Клавиатура подключается обычно с помощью порта PS/2.
1. Почему различаются частоты процессора, системной шины и шины периферийных устройств?
2. Почему мышь подключается к последовательному порту, а принтер к параллельному?
4.3. С помощью программы тестирования SiSof tware Sandra провести тестирование материнской платы и определить частоты процессора, системной шины, шины периферийных устройств и шины AGP.
Название говорит само за себя: это компьютер, который предназначен для работы дома и в офисе. Из-за своих габаритов и большого веса он привязан к месту - транспортировать его очень проблематично. Однако такой существенный минус с лихвой перекрывается главным плюсом громоздкого устройства – производительностью. По сравнению с другими типами ПК, десктоп является самым мощным решением.
Как известно, две основные комплектующие любого компьютера – видеокарта и процессор - сильно зависят от охлаждения. Самые эффективные чипы в премиальном сегменте десктопных ПК выделяют много тепловой энергии. И для отведения большого количества тепла зачастую требуются громоздкие системы охлаждения - именно поэтому настольные компьютеры такие большие. Вспомните, какие крохотные раньше были графические акселераторы: они занимали всего один слот PCI-express и достигали около 10 см в длину. Сейчас все наоборот - флагманы спокойно перекрывают до двух соседних слотов на материнской плате из-за массивной системы охлаждения, а в длину достигают 30 см. То же самое касается и процессоров. Башенные кулеры уже давно вытеснили боксовые вертушки в высокопроизводительных сборках. И в будущем подобная тенденция сохранится.
Нескромные габариты обусловлены еще и другой положительной особенностью десктопного решения: модульностью и легким доступом к начинке. Приобрели новую видеокарту и хотите ее заменить? Просто снимите боковую крышку, открутите два шурупа, вытащите старую железку и поставьте на ее место новую. Готово! И такая простая последовательность действий касается практически любой комплектующей в настольном компьютере. Даже в самом компактном корпусе всё относительно просторно расположено, и апгрейд не вызывает никаких сложностей.
Также дестктоп предлагает пользователю больше возможностей по сравнению с компактными решениями. Из-за больших габаритов в корпусе, как правило, всегда найдется место под несколько жестких дисков. Владельцам ноутбуков с одним слотом в случае нехватки пространства на винчестере придется либо докупать внешний диск, либо менять старый HDD на новый с большим объемом. Согласитесь, это не совсем удобно. Пользователи настольного ПК не испытывают проблем с подобными вещами, они просто докупают еще один винт и устанавливают его в корзину.
Это касается и возможностей материнской платы. Полноразмерные материнки формата ATX имеют на борту намного больше разнообразных слотов и разъемов. В один момент весь функционал может и не потребоваться, но это хороший задел на будущее. Например, если вы захотите докупить высокоскоростной SSD или улучшить звук, перейдя от встроенной на дискретную звуковую карту.
Настольный компьютер подойдет пользователям, которым важна не портативность устройства, а производительность, модульность, доступность к начинке и широкий спектр технологических возможностей.
Мини-ПК
Если помимо производительности для вас также важно и занимаемое компьютером место, обратите внимание на компактные сборки. Мини-ПК - это просто уменьшенная версия обычного полноразмерного десктопного компьютера.
Как легко догадаться, из-за габаритов они не могут позволить себе сверхпроизводительную начинку. При этом транспортировать их намного легче: такой вариант подойдет тем, кто часто переезжает, но при этом привык пользоваться компьютером дома. Разумеется, компактная версия не претендует на возможности автономной работы. Экономия места; ограниченная производительность (всё упирается в то, насколько компактна сборка: чем меньше размеры, тем меньше максимально возможная производительность); всё та же легкость в апгрейде и модульность, только чуть сложнее; отсутствие портативности; более легкая транспортировка - вот основные характеристики мини-версии ПК.
Ноутбук
Даже самые мощные игровые ноутбуки не могут сравниться по мощности со средними десктопными решениями. К слову, лэптоп – это общее понятие, которое включает в себя такие портативные устройства, как ноутбук, нетбук, ультрабук. Разница между ними, как правило, сводится к размерам гаджета. Остальные различия вторичны.
Второй минус портативных устройств – сложность апгрейда. Здесь всё снова упирается в габариты. Во-первых, чтобы уместить в небольшом тонком корпусе так много комплектующих (видеокарта, процессор, носитель информации, оперативная память, материнская плата и т.д.), производителям приходится делать очень плотную компановку. Из-за этого до необходимой комплектующей можно добраться, только разобрав весь корпус. Во-вторых, рынок начинки для лэптопов не такой большой, как выбор полноразмерных комплектующих для стационарных ПК. Это приводит к тому, что при апгрейде пользователю практически невозможно подобрать что-то подходящее по совместимости под остальные компоненты.
Габариты – главный камень преткновения современных компьютеров, который приводит к множеству проблем. Случаи поломки системы охлаждения – распространенная проблема у владельцев лэптопов. Связано это с конструктивными особенностями вентиляторов. Чем больше лопасти, тем меньше оборотов нужно вертушке, чтобы создать массивный поток воздуха. Чем ниже обороты, тем меньше нагрузка на подшипник. В компактных системах кулеры соответственно небольшие, а значит их поломка – дело времени.
Однако портативности у ноутбуков есть еще один важный плюс – возможность автономной работы. Наличие аккумулятора позволяет современным лэптопам работать несколько часов без источника питания. Конечно, настольные компьютеры тоже это умеют, но только с источником бесперебойного питания.
Более того, в комплектацию переносных компьютеров включены все необходимые периферийные устройства: тачпад в качестве мыши, экран и клавиатура. Вместе с автономной работой и удобностью транспортировки это смотрится очень привлекательно для тех, кто не находится много времени в одном месте и предпочитает работать вдали от розетки: в поезде, самолете, кафе или коворкинге.
Моноблок
Моноблок — тип исполнения техники, при котором несколько устройств объединены в одном корпусе. Это один из представителей компактных гаджетов, однако - он не портативный, как ноутбук, и не такой громоздкий, как настольный компьютер. Основное предназначение моноблока – экономия занимаемого места. По своей сути это монитор, за которым размещены комплектующие ПК.
Моноблоки удобно использовать в условиях ограниченного пространства - устройства этого типа часто используются в образовательных учреждениях и офисах. Как известно, за все приходится платить, и компактность – не исключение. Если сравнить моноблок со стационарным компьютером, то он проигрывает десктопу по производительности из-за скромных габаритов (вспоминаем про тепловыделение и систему охлаждения) и из-за них же является менее производительным. Однако по цене компактные решения традиционно дороже настольных даже при сравнимой производительности.
Если вы решили выбрать именно этот тип компьютера, то про модульность и легкий апгрейд можно точно также забыть, как и в случае с ноутбуком. Всё железо здесь плотно укомплектовано за экраном. Именно по этой причине моноблоки еще и плохо поддаются ремонту.
Вывод – какой тип ПК выбрать?
Современный рынок компьютеров предлагает пользователю три основных типа устройств – настольный ПК в полноразмерной или мини-сборке, лэптоп и моноблок. Каждое из них обладает своими плюсами и минусами. Исходя из своих нужд, вы можете подобрать вычислительную машину конкретно под себя.
Стоит отметить, что рынок ноутбуков за последнее время развивается активнее всего и на эту площадку приходит все больше разработчиков, а, соответственно, ускоряются темпы роста технологий, а у покупателя появляется больше выбора. Второе место занимает рынок настольных компьютеров, который уверенно держит позиции: всё-таки высокопроизводительные машины нужны большому количеству людей, начиная от геймеров и заканчивая дизайнерами и монтажерами. Рынок моноблоков – самый невостребованный среди всех типов персональных компьютеров. Моноблок как был нишевым продуктом в эпоху своего зарождения, таким и остается сегодня.
Читайте также: