Jak już wspominałem we wcześniejszym artykule, komponenty sprzętowe są namacalne. Na komputerach stacjonarnych sprzęt można często bardzo łatwo wymienić lub zaktualizować. W laptopach, ze względu na rozmiar i konstrukcję, sprzęt jest trudniejszy do wymiany, a niewiele komponentów można zmodernizować.
W tej sekcji przeprowadzę Cię przez podstawowe elementy sprzętowe wszystkich komputerów i wyjaśnię, jak one działają.


Płyta główna

Stacja Grand Central Twojego komputera to płyta główna. Zapewnia zasilanie innym komponentom sprzętowym, aby mogły działać poprawnie, łączy poszczególne elementy sprzętu, aby mogły się ze sobą komunikować, i służy jako centrum diagnozowania problemów ze sprzętem. Możesz zobaczyć lub usłyszeć płytę główną zwaną w skrócie „mobo”. ( potoczna nazwa od ang. motherboard )

Na powyższym zdjęciu płyty głównej widać wiele gniazd, do których podłączane są inne komponenty. Pamiętaj o tym, gdy na kolejnych stronach przyjrzymy się innym komponentom sprzętowym.

Procesor

Jeśli płyta główna jest sercem komputera, jednostka centralna (CPU) jest mózgiem. To tutaj następuje przetwarzanie liczb i uruchamianie programu. Procesor przetwarza informacje w postaci binarnej (patrz omówienie oprogramowania na początku tego rozdziału). Kiedy ktoś pisze kod oprogramowania, musi zostać przetłumaczony z formatu czytelnego dla człowieka na format zrozumiały dla komputera, który ostatecznie jest binarny.

Procesor nie wygląda zbyt ekscytująco i jest bardzo mały.

Procesory modemowe nie są większe niż 2 cale (5 centymetrów) w dowolnym wymiarze, a większość z nich jest mniejsza. Pomimo swoich rozmiarów są one niezwykle skomplikowane i delikatne, więc jeśli kiedykolwiek z nimi zetknąłeś się, bądź z nimi szczególnie ostrożny.

Szybkość procesora jest obliczana w hercach (Hz), które są jednostką miary cykli na sekundę. Na przykład 1 Hz to jeden cykl na sekundę, a 2 Hz to dwa cykle na sekundę. Większość procesorów modemowych ma prędkość mierzoną w gigahercach (GHz), co odpowiada miliardowi cykli na sekundę. Jak można się spodziewać, im wyższa wartość Hertz, tym szybszy procesor.

Ponadto każdy procesor ma jeden lub więcej rdzeni, które są indywidualnymi jednostkami przetwarzającymi. Procesory jednordzeniowe mają jeden rdzeń. Procesory wielordzeniowe mają co najmniej dwa rdzenie, najczęściej dwurdzeniowy (dwa rdzenie) lub czterordzeniowy (cztery rdzenie).

Z punktu widzenia użytkownika procesory wielordzeniowe są szybsze niż procesory jednordzeniowe, ponieważ lepiej radzą sobie z wieloma uruchomionymi programami. Procesory wielordzeniowe są droższe niż procesory jednordzeniowe, ale stają się coraz powszechniejsze na wszystkich komputerach.

Procesor wydziela dużo ciepła, więc jeśli kiedykolwiek zauważysz, że twój komputer naprawdę się nagrzewa, dzieje się tak dlatego, że procesor przetwarza dużo danych. Jest to zwykle wynik uruchamiania kilku programów lub aplikacji jednocześnie lub bardzo wymagających zasobów. Z tego powodu komputery mają wentylatory chłodzące i radiatory zamontowane na lub w pobliżu procesora, aby procesor nie nagrzewał się zbytnio i aby inne komponenty pozostawały chłodne.

Prawdopodobnie nigdy nie zobaczysz procesora na płycie głównej, ponieważ na nim znajduje się radiator lub wentylator chłodzący. Niebieski obiekt w lewym dolnym rogu powyższego obrazka to radiator; okrągły obiekt w prawym górnym rogu to wentylator chłodzący.

Pamięć RAM i dysk twardy

Termin „pamięć” odnosi się do sprzętu, który pozwala na szybkie wyszukiwanie danych i istnieją dwa główne typy. Pierwsza to pamięć RAM, która oznacza pamięć o dostępie swobodnym. Procesor ma bezpośredni dostęp do pamięci RAM i przechowuje tam dane potrzebne do przetworzenia. Pamięć RAM jest szybka, ale ma stosunkowo małą pojemność danych. Jest również używany tylko do danych tymczasowych, ponieważ jest usuwany przy każdym ponownym uruchomieniu komputera lub utracie zasilania. Termin na to jest niestabilny.

Powyżej znajdują się moduły pamięci RAM, powszechnie nazywane kijami ( sticks ). Każdy kij jest podłączany do gniazda na płycie głównej (patrz zdjęcie płyty głównej w sekcji Płyty główne tego rozdziału) i zazwyczaj można je łatwo uaktualnić ze względu na łatwość podłączania i używania. Ilość pamięci RAM, jaką zawiera komputer, jest dobrym standardem do oceny szybkości komputera, ponieważ pamięć RAM to miejsce, w którym przechowywane są dane ze wszystkich uruchomionych programów i otwartych plików. Im więcej pamięci RAM ma komputer, tym więcej programów można otworzyć jednocześnie bez spowalniania pracy komputera.

Istnieje również pamięć tylko do odczytu (ROM), z której, jak sama nazwa wskazuje, można tylko czytać. Nie można w nim zapisać żadnych danych. ROM jest wbudowany na płycie głównej i po pierwszym uruchomieniu komputera jest miejscem, z którego ładowane jest oprogramowanie do załadowania komputera.

Jako użytkownik nie wchodzisz w bezpośrednią interakcję z pamięcią RAM, ale możesz odczuć jej skutki, gdy uruchomiona aplikacja zaczyna zwalniać lub komputer zawiesza się. Zazwyczaj oznacza to, że pamięć RAM jest wyczerpana. Aby przyspieszyć działanie, możesz zamknąć aplikację sprawczą lub ponownie uruchomić komputer, chociaż jedynym sposobem, aby temu zapobiec, może być rezygnacja z korzystania z aplikacji lub nie uruchamianie tylu aplikacji naraz.


W przeciwieństwie do pamięci, pamięć masowa jest wolniejszym sposobem zapisywania danych, ale ma też większą pojemność. Procesor nie ma do niego bezpośredniego dostępu, ponieważ jest przeznaczony do długotrwałego przechowywania danych (jak sama nazwa wskazuje). Pamięć masowa jest nieulotna, co oznacza, że przechowuje informacje niezależnie od tego, czy ma zasilanie.

Tradycyjnie dysk twardy (HDD) był główną formą przechowywania komputera. Dysk twardy to urządzenie składające się z wirującego metalowego talerza i ramienia z magnetyczną głowicą, które nie różni się zbytnio konstrukcją od gramofonu. Dane są przechowywane na talerzu i odczytywane przez głowicę podczas obracania się talerza. Dysk twardy został w większości wyparty przez dysk półprzewodnikowy (SSD), który bardziej przypomina pamięć RAM, ponieważ dane są przechowywane w układach scalonych, co przyspiesza ich odzyskiwanie. Brak ruchomych części sprawia, że dyski SSD są trwalsze i znacznie mniej podatne na awarie.

Z powyższego dysku twardego zdjęto zewnętrzną obudowę, dzięki czemu widać talerz i trzpień. Możesz także zobaczyć, jak łatwo byłoby uczynić dysk twardy bezużytecznym, jeśli którakolwiek ze skomplikowanych części zostanie uszkodzona.
Mimo że technicznie dysk SSD nie jest dyskiem twardym, termin dysk twardy jest często używany ogólnie w odniesieniu do pamięci masowej komputera. Dla jasności będę odnosić się do pamięci podczas omawiania, gdzie są zapisywane twoje pliki, niezależnie od tego, czy dane te znajdują się na dysku twardym, czy dysku SSD.

Gdy zapisujesz plik na swoim komputerze, jest on zapisywany w magazynie. Po otwarciu tego pliku, niezależnie od tego, czy jest to zdjęcie, dokument, czy coś innego, zawartość jest kopiowana do pamięci RAM, aby procesor mógł wchodzić w interakcje z plikiem. Jeśli edytujesz zdjęcie lub wprowadzasz zmiany w dokumencie, zmiany te są zapisywane w pamięci RAM; po zapisaniu pliku zawartość jest kopiowana z powrotem do pamięci. Po zamknięciu pliku miejsce w pamięci RAM jest zwalniane. Dlatego podczas pracy z dowolnymi plikami ważne jest, aby zapisywać je wcześnie i często! Jeśli pracujesz nad plikiem, którego nie zapisywałeś od jakiegoś czasu, przerwa w dostawie prądu lub spontaniczna awaria sprawią, że dane będą nie do odzyskania, ponieważ najnowsza wersja jest przechowywana w pamięci RAM, a nie w pamięci. Powtarza się to: Oszczędzaj wcześnie i często!


Jak wspomniałem na początku tego rozdziału w „Różnicy między sprzętem a oprogramowaniem”, dane cyfrowe są przechowywane w bitach (Os i 1s). Osiem bitów tworzy jeden bajt, jednostkę pamięci, którą najczęściej widzisz lub słyszysz w odniesieniu do komputerów. Tak jak tysiąc metrów tworzy kilometr, tysiąc bajtów tworzy kilobajt {KB). Tysiąc kilobajtów (czyli milion bajtów) daje megabajt {MB), a tysiąc megabajtów (czyli milion kilobajtów lub miliard bajtów) daje gigabajt {GB). Tysiąc gigabajtów daje terabajt {TB), który jest obecnie największą jednostką pamięci masowej dla wszystkich celów komputerów osobistych.

Aby nadać tym terminom znaczenie, przyjrzyjmy się typowym rozmiarom plików. Prosty dokument tekstowy utworzony w programie takim jak Notatnik w systemie Windows lub TextEdit na komputerze Mac może mieć tylko kilka bajtów ze względu na swoją prostotę. Dokument utworzony w programie Microsoft Word ma zwykle rozmiar kilku kilobajtów. Większość zdjęć zrobionych aparatami cyfrowymi lub smartfonami ma rozmiar kilku megabajtów, podczas gdy wideo może mieć kilkaset megabajtów. Gry wideo i filmy w wysokiej rozdzielczości mają często rozmiary kilku gigabajtów. Wreszcie możesz wykonać kopię zapasową wszystkich plików na jednym terabajtowym dysku twardym i nadal mieć dużo miejsca. (Dysk twardy o pojemności 1 TB może pomieścić ponad dwieście filmów w wysokiej rozdzielczości).

Zazwyczaj znajdziesz komputery z pamięcią RAM od 4 GB do 16 GB i pamięcią masową od 250 GB do 1 TB (1000 GB). Więcej pamięci RAM oznacza większą wydajność, a więcej miejsca do przechowywania oznacza więcej plików, które można zapisać na komputerze. Dyski flash USB są dostępne we wszystkich pojemnościach, a zewnętrzne dyski twarde są dostępne w chwili pisania tego tekstu o pojemności do 8 TB.

Jeśli się zastanawiasz, powinieneś wstawić spację między wartością a jednostką – więc 8 TB jest poprawne, ale 8 TB nie. I tak, większość ludzi, a nawet większość firm robi to źle.


Karty graficzne

Karty wideo, znane również jako karty graficzne, to komponenty sprzętowe, które przetwarzają i wysyłają wideo i grafikę. Niektóre komputery stacjonarne i większość laptopów nie mają dedykowanych kart graficznych (procesor zajmuje się całą grafiką generowaną przez komputer), ale komputery wyższej klasy używane do gier, inżynierii i analizy danych wymagają ich w celu przetworzenia ogromnej ilości informacji które muszą być obsługiwane w tych celach. Karty graficzne często mają własne wbudowane wentylatory, które zapewniają chłodzenie i często można je uaktualnić na komputerach stacjonarnych.

XFX Speedster Series of 6600 XT

Karta graficzna pokazana powyżej jest podłączana do płyty głównej za pomocą metalowych styków wystających z krawędzi pierwszego planu. Porty po lewej stronie służą do podłączania monitorów do wyjścia. Zwróć również uwagę na wentylator chłodzący umieszczony w widocznym miejscu na środku karty, aby zapewnić chłodzenie procesora graficznego (GPU).


Zasilacz

Zasilanie jest dość oczywiste: dostarcza energię. W komputerach stacjonarnych zasilacz jest dość duży i zwykle zawiera wentylator, który chłodzi elementy elektryczne. W laptopie zasilacz jest mniej więcej częścią płyty głównej i po prostu podłączasz zasilacz lub zasilacz AC (prądu przemiennego) do ładowania.

Zasilacze mogą się zepsuć, ale ich wymiana na komputerach stacjonarnych jest łatwa i niedroga. Jeśli komputer stacjonarny nie włącza się, prawdopodobnie zasilacz nie działa. W laptopach i innych urządzeniach awaria zasilania może być sygnalizowana brakiem ładowania po podłączeniu. Rozwiązanie tego problemu może być tak proste, jak zakup innego zasilacza lub wskazywać na bardziej krytyczną awarię płyty głównej, co oznacza, że prawdopodobnie będziesz potrzebować całkowicie wymienić komputer.

CV Series™ CV550 — 550 Watt 80 Plus® Bronze Certified PSU

Jeden koniec zasilacza biurkowego przedstawiony powyżej jest podłączony do typowego gniazdka ściennego. Wielokolorowe kable łączą się z różnymi innymi komponentami sprzętowymi, takimi jak płyta główna, napęd pamięci masowej i karta graficzna.


Porty i interfejsy

Twój komputer prawdopodobnie ma kilka różnych gniazd do podłączania urządzeń zewnętrznych. Te gniazda nazywane są portami. Kiedy przychodzi na myśl słowo port, możesz przywołać obraz kontenerów transportowych ładowanych na duże frachtowce i wyładowywanych z nich – wymianę towarów. Port komputera działa w podobny sposób, ponieważ ułatwia wymianę informacji (danych) między komputerem a innym urządzeniem.

Na powyższym obrazku laptopa widoczne porty. Port Ethernet, do którego podłączasz kabel Ethernet, aby nawiązać przewodowe połączenie z Internetem.

  • Port High Definition Media Interface (HDMI), używany również do podłączenia zewnętrznego wyświetlacza lub urządzenia audio. Podstawowa różnica między VGA i HDMI polega na tym, że HDMI przesyła zarówno dźwięk, jak i wideo; VGA przesyła tylko wideo. HDMI to interfejs, którego użyjesz do podłączenia komputera do telewizora o wysokiej rozdzielczości, podczas gdy VGA jest tym, czego prawdopodobnie użyjesz do podłączenia komputera do projektora podczas prezentacji.
  • Uniwersalna magistrala szeregowa (USB) port. USB umożliwia podłączenie do komputera szerokiej gamy urządzeń, w tym drukarek, głośników i urządzeń sterujących, takich jak joysticki i kontrolery gier wideo. Jest naprawdę uniwersalny w tym sensie, że szeroka gama produktów od wielu różnych producentów wykorzystuje do komunikacji ten sam interfejs USB. Jeśli twój komputer ma port USB (a założę się, że ma co najmniej jeden, choć prawdopodobnie więcej), możesz podłączyć do niego prawie wszystko, co ma złącze USB.

Istnieje kilka różnych odmian USB. USB 2.0 to najpopularniejsza wersja od wielu lat. USB 3.0 to nowsza wersja, która wykorzystuje ten sam styl portu, ale pozwala na szybszy transfer danych z kompatybilnymi urządzeniami. Należy pamiętać, że w celu uzyskania maksymalnej prędkości urządzenie USB 3.0 musi być podłączone do portu USB 3.0. Można jednak podłączyć urządzenie USB 3.0 do portu USB 2.0 lub urządzenie USB 2.0 do portu USB 3.0, ale szybkość przesyłania danych będzie odpowiadać szybkości USB 2.0, a nie szybszej szybkości USB 3.0.

Dostępna jest również nowa wersja złącza USB, znanego jako USB-C, pokazanego powyżej. Główną zaletą USB-C jest to, że zapewnia pojedynczy interfejs ładowania zarówno dla laptopów, jak i urządzeń inteligentnych (tj. smartfonów i tabletów). Producenci przechodzą w stronę interfejsu USB-C po części z powodu kampanii Komisji Europejskiej mającej na celu ustanowienie „jednej ładowarki, która będzie rządzić wszystkimi”, że tak powiem. Jest to korzystne, ponieważ oznacza, że możesz używać tego samego kabla do ładowania telefonu i laptopa, nie martwiąc się o podłączenie go do góry nogami. Możesz także ładować mniej wydajne urządzenie, takie jak smartfon, z mocniejszego, takiego jak laptop.

Chociaż starsze złącze USB, zwane USB typu A, nie jest w tym momencie przestarzałe, istnieje wyraźna zmiana w kierunku USB-C. Jeśli rozważasz zakup nowego laptopa (patrz rozdział piąty: Przewodnik po zakupie komputerów), poszukaj takich, które są wyposażone w port USB-C. Możesz także kupić koncentratory lub adaptery, które konwertują z USB typu A na USBC lub odwrotnie. Pozwoli to starszym i nowszym urządzeniom łączyć się ze sobą, z zastrzeżeniem, że będą one działać z wolniejszymi prędkościami USB typu A.

Twój komputer może mieć również inne porty, ale te opisane w tej sekcji są jednymi z najczęstszych. Porty również ewoluują: to, co jest dziś powszechnie używane, za kilka lat może zostać zastąpione przez coś nowszego i szybszego. W następnych sekcjach przyjrzymy się niektórym konkretnym zastosowaniom portów i interfejsów.