Komputer osobistyEdit
Komputer osobisty jest jednym z najbardziej powszechnych typów komputerów ze względu na swoją wszechstronność i stosunkowo niską cenę. Komputery osobiste stacjonarne posiadają monitor, klawiaturę, mysz i obudowę komputera. Obudowa komputera mieści płytę główną, stałe lub wymienne dyski do przechowywania danych, zasilacz i może zawierać inne urządzenia peryferyjne, takie jak modemy lub interfejsy sieciowe. W niektórych modelach komputerów stacjonarnych monitor i klawiatura są zintegrowane w tej samej obudowie co procesor i zasilacz. Rozdzielenie tych elementów pozwala użytkownikowi na ułożenie podzespołów w przyjemny, wygodny układ, kosztem konieczności prowadzenia między nimi kabli zasilających i transmisji danych.
Laptopy są zaprojektowane z myślą o przenośności, ale działają podobnie jak komputery stacjonarne. Mogą wykorzystywać podzespoły o mniejszej mocy lub mniejszym rozmiarze, a ich wydajność jest niższa niż w przypadku komputerów stacjonarnych o podobnej cenie. Laptopy zawierają klawiaturę, wyświetlacz i procesor w jednej obudowie. Monitor w składanej górnej pokrywie obudowy może być zamknięty na czas transportu, aby chronić ekran i klawiaturę. Zamiast myszy, laptopy mogą mieć touchpad lub drążek wskazujący.
Tablety to przenośne komputery, które wykorzystują ekran dotykowy jako podstawowe urządzenie wejściowe. Tablety zazwyczaj ważą mniej i są mniejsze niż laptopy.
Niektóre tablety zawierają rozkładane klawiatury lub oferują połączenia z oddzielnymi klawiaturami zewnętrznymi. Niektóre modele komputerów przenośnych mają odłączaną klawiaturę, co pozwala na skonfigurowanie systemu jako tabletu z ekranem dotykowym. Są one czasami nazywane „odłączanymi laptopami 2 w 1” lub „hybrydami tablet-laptop”.
CaseEdit
Obudowa komputera obejmuje większość komponentów systemu. Zapewnia mechaniczne wsparcie i ochronę elementów wewnętrznych, takich jak płyta główna, dyski i zasilacze, a także kontroluje i kieruje przepływ powietrza chłodzącego na elementy wewnętrzne. Obudowa jest również częścią systemu kontroli zakłóceń elektromagnetycznych promieniowanych przez komputer i chroni wewnętrzne części przed wyładowaniami elektrostatycznymi. Duże obudowy typu tower zapewniają miejsce dla wielu napędów dyskowych lub innych urządzeń peryferyjnych i zazwyczaj stoją na podłodze, podczas gdy obudowy typu desktop zapewniają mniej miejsca na rozbudowę. Konstrukcje typu „wszystko w jednym” zawierają wyświetlacz wideo wbudowany w tę samą obudowę. Komputery przenośne i laptopy wymagają futerałów, które zapewniają ochronę przed uderzeniami dla jednostki. Hobbyści mogą dekorować obudowy kolorowymi światłami, farbami lub innymi elementami, w ramach działalności zwanej moddingiem obudów.
ZasilaczEdit
Zasilacz (PSU) przekształca energię elektryczną prądu przemiennego (AC) na niskonapięciową energię prądu stałego (DC) dla komputera. Laptopy mogą pracować na wbudowanym akumulatorze. Zasilacz zazwyczaj wykorzystuje zasilacz impulsowy (SMPS), z tranzystorami MOSFET (power metal-oxide-semiconductor field-effect transistors) używanymi w konwerterach i obwodach regulacyjnych SMPS.
Płyta głównaEdit
Płyta główna jest głównym elementem komputera. Jest to płyta z układami scalonymi, która łączy pozostałe części komputera, w tym procesor, pamięć RAM, napędy dyskowe (CD, DVD, dysk twardy lub inne), a także wszelkie urządzenia peryferyjne podłączone poprzez porty lub gniazda rozszerzeń. Układy scalone (IC) w komputerze zawierają zazwyczaj miliardy maleńkich tranzystorów MOSFET (ang. Metal-Oxide-Semiconductor Field-effect Transistors).
Komponenty dołączone bezpośrednio do płyty głównej lub jej części obejmują:
- Procesor (ang. CPU – Central Processing Unit), który wykonuje większość obliczeń umożliwiających funkcjonowanie komputera i jest określany jako mózg komputera. Pobiera instrukcje programu z pamięci o dostępie swobodnym (RAM), interpretuje je i przetwarza, a następnie odsyła wyniki, aby odpowiednie komponenty mogły wykonać instrukcje. CPU to mikroprocesor, który jest wykonany na układzie scalonym MOS (metal-oxide-semiconductor). Jest on zazwyczaj chłodzony przez radiator i wentylator lub system chłodzenia wodnego. Większość nowszych procesorów zawiera procesor graficzny (GPU). Prędkość zegara procesora określa szybkość wykonywania instrukcji i jest mierzona w GHz; typowe wartości mieszczą się w przedziale od 1 GHz do 5 GHz. Wiele nowoczesnych komputerów ma możliwość podkręcania CPU, co zwiększa wydajność kosztem większej mocy cieplnej, a tym samym potrzeby lepszego chłodzenia.
- Chipset, który obejmuje mostek północny, pośredniczy w komunikacji między procesorem a innymi komponentami systemu, w tym pamięcią główną; a także mostek południowy, który jest połączony z mostkiem północnym i obsługuje pomocnicze interfejsy i magistrale; i wreszcie układ Super I/O, połączony przez mostek południowy, który obsługuje najwolniejsze i najbardziej starsze komponenty, takie jak porty szeregowe, monitorowanie sprzętu i sterowanie wentylatorem.
- Pamięć o dostępie swobodnym (RAM), która przechowuje kod i dane, do których procesor ma aktywny dostęp. Na przykład, gdy przeglądarka internetowa jest otwarta na komputerze, zajmuje ona pamięć; jest ona przechowywana w pamięci RAM do momentu zamknięcia przeglądarki. Zazwyczaj jest to rodzaj dynamicznej pamięci RAM (DRAM), takiej jak synchroniczna pamięć DRAM (SDRAM), w której układy pamięciowe MOS przechowują dane w komórkach pamięci składających się z tranzystorów MOSFET i kondensatorów MOS. Pamięć RAM jest zwykle dostarczana na podwójnych modułach pamięci liniowej (DIMM) w rozmiarach 2 GB, 4 GB i 8 GB, ale może być znacznie większa.
- Pamięć tylko do odczytu (ROM), która przechowuje system BIOS, który działa, gdy komputer jest włączony lub w inny sposób rozpoczyna wykonywanie, proces znany jako Bootstrapping, „bootowanie” lub „bootowanie”. Pamięć ROM jest zazwyczaj nieulotnym układem pamięci BIOS, który przechowuje dane w komórkach pamięci MOSFET o zmiennej bramce.
- BiOS (Basic Input Output System) zawiera oprogramowanie rozruchowe i oprogramowanie zarządzające zasilaniem. Nowsze płyty główne używają Unified Extensible Firmware Interface (UEFI) zamiast BIOS-u.
- Busy, które łączą CPU z różnymi komponentami wewnętrznymi oraz z kartami rozszerzeń dla grafiki i dźwięku.
- Bateria CMOS (complementary MOS), która zasila pamięć CMOS dla daty i czasu w układzie BIOS-u. Ta bateria jest zazwyczaj baterią zegarkową.
- Bateria CMOS (complementary MOS), która zasila pamięć CMOS dla daty i czasu w układzie BIOS-u. Bateria ta jest zazwyczaj baterią zegarkową.
- Karta graficzna (zwana również kartą graficzną), która przetwarza grafikę komputerową. Bardziej wydajne karty graficzne są lepiej przystosowane do obsługi obciążających zadań, takich jak granie w intensywne gry wideo lub uruchamianie komputerowych programów graficznych. Karta graficzna zawiera procesor graficzny (GPU) i pamięć wideo (typowo rodzaj pamięci SDRAM), oba wykonane na układach scalonych MOS (MOS IC).
- MOSFETy mocy tworzą moduł regulatora napięcia (VRM), który kontroluje, ile napięcia otrzymują inne komponenty sprzętowe.
Karty rozszerzeńEdit
Karta rozszerzeń w informatyce to płytka drukowana, którą można włożyć do gniazda rozszerzeń na płycie głównej komputera lub backplane, aby dodać funkcjonalność do systemu komputerowego za pośrednictwem magistrali rozszerzeń. Karty rozszerzeń mogą być używane do uzyskania lub rozszerzenia funkcji nie oferowanych przez płytę główną.
Urządzenia pamięci masowejEdit
Urządzenie pamięci masowej to dowolny sprzęt komputerowy i nośnik cyfrowy, który jest używany do przechowywania, przenoszenia i wydobywania plików i obiektów danych. Może ono utrzymywać i przechowywać informacje zarówno tymczasowo, jak i trwale, i może być wewnętrzne lub zewnętrzne w stosunku do komputera, serwera lub innego podobnego urządzenia komputerowego. Przechowywanie danych jest podstawową funkcją i fundamentalną częścią składową komputerów.
Nośniki stałeEdit
Dane są przechowywane przez komputer przy użyciu różnych nośników. Dyski twarde (HDD) znajdują się praktycznie we wszystkich starszych komputerach, ze względu na ich dużą pojemność i niski koszt, ale dyski półprzewodnikowe (SSD) są szybsze i bardziej energooszczędne, choć obecnie droższe od dysków twardych w przeliczeniu na gigabajt, dlatego często znajdują się w komputerach osobistych zbudowanych po 2007 r. Dyski SSD wykorzystują pamięć flash, która przechowuje dane na układach pamięci MOS składających się z komórek pamięci MOSFET o zmiennych bramkach. Niektóre systemy mogą korzystać z kontrolera macierzy dyskowej w celu zwiększenia wydajności lub niezawodności.
Nośniki wymienneEdit
Do przenoszenia danych między komputerami można używać zewnętrznych urządzeń pamięci flash (takich jak karty pamięci lub pamięci flash USB) lub dysków optycznych (takich jak CD-ROM, DVD-ROM lub BD-ROM). Ich przydatność zależy od możliwości odczytu przez inne systemy; większość maszyn posiada napęd dysków optycznych (ODD), a praktycznie wszystkie mają co najmniej jeden port Universal Serial Bus (USB).
Urządzenia peryferyjne wejścia i wyjściaEdit
Urządzenia wejściowe i wyjściowe są zazwyczaj umieszczone na zewnątrz głównej obudowy komputera. Poniższe są standardowe lub bardzo często spotykane w wielu systemach komputerowych.
Urządzenia wejścioweEdit
Urządzenia wejściowe umożliwiają użytkownikowi wprowadzanie informacji do systemu lub sterowanie jego działaniem. Większość komputerów osobistych jest wyposażona w mysz i klawiaturę, ale systemy laptopów zazwyczaj używają touchpada zamiast myszy. Inne urządzenia wejściowe obejmują kamery internetowe, mikrofony, joysticki i skanery obrazu.
Urządzenia wyjścioweEdit
Urządzenia wyjściowe są zaprojektowane wokół zmysłów ludzkich istot. Na przykład, monitory wyświetlają tekst, który można odczytać, głośniki wytwarzają dźwięk, który można usłyszeć. Do takich urządzeń można również zaliczyć drukarki lub wytłaczarkę brajlowską.
Komputer mainframeEdit
Komputer mainframe to znacznie większy komputer, który zazwyczaj wypełnia pomieszczenie i może kosztować wiele setek lub tysięcy razy więcej niż komputer osobisty. Są one przeznaczone do wykonywania dużej liczby obliczeń dla rządów i dużych przedsiębiorstw.
Obliczenia resortoweEdit
W latach 60. i 70. coraz więcej wydziałów zaczęło używać tańszych i dedykowanych systemów do konkretnych celów, takich jak kontrola procesów i automatyzacja laboratoriów. Minikomputer, lub potocznie mini, to klasa mniejszych komputerów, która została opracowana w połowie lat 60. i była sprzedawana za znacznie mniejszą cenę niż komputery typu mainframe i mid-size firmy IBM i jej bezpośrednich konkurentów.
SuperkomputerEdit
Superkomputer jest powierzchownie podobny do komputera mainframe, ale zamiast tego jest przeznaczony do wyjątkowo wymagających zadań obliczeniowych. W czerwcu 2020 r. najszybszym superkomputerem na liście superkomputerów TOP500 jest Fugaku w Japonii, z wynikiem benchmarku LINPACK 415 PFLOPS, wyprzedzając drugiego najszybszego, Summit w Stanach Zjednoczonych, o około 294 PFLOPS.
Termin superkomputer nie odnosi się do konkretnej technologii. Wskazuje raczej na najszybsze obliczenia dostępne w danym momencie. W połowie 2011 r. najszybsze superkomputery mogły pochwalić się prędkością przekraczającą jeden petaflop, czyli 1 kwadrylion (10^15 lub 1 000 trylionów) operacji zmiennoprzecinkowych na sekundę. Superkomputery są szybkie, ale niezwykle kosztowne, więc są zazwyczaj używane przez duże organizacje do wykonywania wymagających obliczeniowo zadań obejmujących duże zbiory danych. Superkomputery zazwyczaj obsługują aplikacje wojskowe i naukowe. Mimo że są kosztowne, wykorzystuje się je również do zastosowań komercyjnych, w których trzeba przeanalizować ogromne ilości danych. Na przykład, duże banki zatrudniają superkomputery do obliczania ryzyka i zwrotu z różnych strategii inwestycyjnych, a organizacje opieki zdrowotnej używają ich do analizowania gigantycznych baz danych pacjentów w celu określenia optymalnych metod leczenia różnych chorób i problemów dotykających kraj.