УМК дисциплины Конструкция ПК. Специальность 230113 (090201)
Министерство образования и науки Хабаровского края
КГБ ПОУ
«Хабаровский колледж отраслевых технологий и сферы обслуживания»
Учебно-методический комплекс
по учебной дисциплине
Конструкция персонального компьютера
Специальность: 230113 Компьютерные системы и комплексы
Хабаровск
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО МОДУЛЯ
ПМ.3 Конструкция персонального компьютера
Содержание
TOC \o "1-3" \h \z \u 1. ПАСПОРТ РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЫ ПРОФЕСССИОНАЛЬНОГО МОДУЛЯ PAGEREF _Toc321467845 \h 42. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО МОДУЛЯ PAGEREF _Toc321467846 \h 63. УСЛОВИЯ РЕАЛИЗАЦИИ ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО МОДУЛЯ PAGEREF _Toc321467848 \h 124. Контроль и оценка результатов освоения профессионального модуля (вида профессиональной деятельности) PAGEREF _Toc321467851 \h 17
1. ПАСПОРТ РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЫ ПРОФЕСССИОНАЛЬНОГО МОДУЛЯОбласть применения программы
Рабочая программа профессионального модуля (далее рабочая программа) – является частью рабочей основной профессиональной образовательной программы в соответствии с ФГОС по специальности СПО 230113 Компьютерные системы и комплексы в части освоения основного вида профессиональной деятельности (ВПД): Конструкция персонального компьютера и соответствующих профессиональных компетенций:
ПК 3.1. Проводить контроль, диагностику и восстановление работоспособности компьютерных систем и комплексов.
ПК3.2. Проводить системотехническое обслуживание компьютерных систем и комплексов.
ПК 3.3. Принимать участие в отладке и технических испытаниях компьютерных систем и комплексов; инсталляции, конфигурировании программного обеспечения.
Цели и задачи модуля – требования к результатам освоения модуля
С целью овладения указанным видом профессиональной деятельности и соответствующими компетенциями обучающийся в ходе освоения профессионального модуля должен:
Иметь практический опыт:
проведения контроля, диагностики и восстановления работоспособности компьютерных систем и комплексов;
систематическое обслуживание компьютерных систем и комплексов;
отладки аппаратно-программных систем и комплексов;
инсталляции, конфигурирования и настройки операционной системы, драйверов, резидентных программ.
Уметь:
проводить контроль, диагностику и восстановление работоспособности компьютерных систем и комплексов;
проводить систематическое обслуживание компьютерных систем и комплексов;
принимать участие в отладке и технических испытаниях компьютерных систем и комплексов;
инсталляции, конфигурирования и настройки операционной системы, драйверов, резидентных программ;
выполнять регламенты техники безопасности;
Знать:
особенности контроля и диагностики устройств аппаратно-программных систем; основные методы диагностики; аппаратные и программные средства функционального контроля и диагностики компьютерных систем и комплексов, возможности и области применения стандартной и специальной контрольно-измерительной аппаратуры для локализации неисправностей СВТ;
применение сервисных средств и встроенных тест-программ;
аппаратное и программное конфигурирование компьютерных систем и комплексов;
инсталляцию, конфигурирование и настройку операционной системы, драйверов, резидентных программ; приемы устойчивой работы компьютерных систем и комплексов;
правила и нормы охраны труда, техники безопасности, промышленной санитарии и противопожарной защиты.
Рекомендуемое количество часов на освоение программы профессионального модуля
Максимальной учебной нагрузки обучающегося – 135 часа, включая:
Обязательной аудиторной учебной нагрузки обучающегося – 90 часов;
Самостоятельной работы обучающегося – 45 часов;
2. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО МОДУЛЯНаименование разделов и тем Содержание учебного материала, лабораторные и практические работы, самостоятельная работа Объем часов Уровень освоения
2 3 4 5
Раздел 1. Основные конструктивные элементы персонального компьютера (ПК) Тема 1.1. Корпуса Содержание учебного материала 1 Определение форм-фактора корпуса, основные форм-факторы корпусов и их параметры, характеристики, типы корпусов 2 2
2 . Месторасположение компонентов компьютера в системном блоке. 2 Лабораторные работы 1 Устройство ПК 2 2 Монтаж основных модулей пк 2 3 Компоненты материнских плат 2 Контрольная работа Самостоятельная работа обучающихся2 1 Домашняя работа «Основные форм-факторы» (вопросы, индивидуальные задания и т. д.) 2 Оформление отчетов лабораторных работ 2 Тема 1.2. Материнские платы
Содержание учебного материала 2 2
1 Основные производители материнских плат, компоненты материнской платы, их назначение, функции, форм-факторы материнских плат. 2 Шины расширения материнских плат. 2 Лабораторные работы 1 Сигналы и настройка BIOS 2 2 Архитектура чипсетов INTEL, AMD 2 Контрольная работа Самостоятельная работа обучающихся2 1 Выбор типа конфигураций для заданных ситуаций 2 Оформление отчетов лабораторных работ 2 Тема 1.3. Чипсет. Содержание учебного материала 2 2,3
1 Производство и характеристики чипсетов Лабораторные работы 2 1 Анализ производительности чипсетов 2 Характеристики процессоров 2 Контрольная работа Самостоятельная работа обучающихся2 1 Презентация «Чипсет: назначение, структурное построение» 2 Доклад маркировка чипсетов 2 3 Оформление отчетов лабораторных работ 2 Тема 1.4. Микропроцессоры Содержание учебного материала 2
1
Основные характеристики процессоров. Типы процессоров. Основные современные модели. Использование встроенного и диагностического ПО для определения параметров микропроцессоров. 2 2 Съём и установка микропроцессора 2 3 Типы корпусов микропроцессоров и маркировка 2 Лабораторные работы 1 Процесс производства процессоров 2 Контрольная работа Самостоятельная работа обучающихсяРеферат Конструктивное исполнение процессоров 2 Оформление отчетов лабораторных работ 2 Тема 1.5. Оперативная память Содержание учебного материала 2 2
1
Основные характеристики оперативной памяти. Типы памяти. Конструктивное исполнение модулей оперативной памяти.Принципы функционирования памяти. Технические характеристики, конструктивное исполнение. Режимы и технологии работы памяти - память DDR, DDR2, DDR3. Лабораторные работы Практические занятия Самостоятельная работа обучающихся2 1 Подготовка материалов для конференции «Современная оперативная память – DDR2, DDR3» 2 Сообщение постоянная память компьютера 2 Тема 1.6. Блоки питания Содержание учебного материала 2 2
1 Назначение и типы блоков питания ПК, подключение блока питания. Конструктивные решения блоков питания и источников бесперебойного питания Лабораторные работы 1 Типы блоков питания 2 2 Определение неисправности БП 2 Самостоятельная работа обучающихсяРеферат Блоки питания: назначение, типы, параметры 2 Оформление отчетов лабораторных работ 2 Тема 1.7. Система охлаждения Содержание учебного материала 2 1
1 Вентиляторы: типы, характеристики, параметры. Системы жидкостного охлаждения Конструктивное исполнение вентиляторов и радиаторов. Лабораторные работы Вентиляторы 2 Жидкостная система охлаждения 2 Самостоятельная работа обучающихсяСистема охлаждения: типы, характеристики 2 Оформление отчетов лабораторных работ 2 Раздел 2. Периферийные устройства ПК Тема 2.1. Накопители информации Содержание учебного материала 2 2
1
Принцип действия и основные компоненты дисководов HDD,SSD. Характеристики и режимы работы накопителя на жестких магнитных дисках. 2 Принцип работы приводов магнитооптических и компакт-дисков. Форматы оптических и магнитооптических дисков;интерфейсы подключения накопителей. 2 3 Параметры влияния на HDD 2 Лабораторные работы 1 Подключение и настройка накопителей информации 2 2 параметры, которые влияют на быстродействие HDD 2 Самостоятельная работа обучающихсяРефераты Назначение, характеристики и параметры накопителей на ЖМД и тд 2 Оформление отчетов лабораторных работ Тема 2.2. Видеосистема Содержание учебного материала 2 1
Назначение, характеристики, параметры и компоненты видеоадаптеров. Конструктивная реализация и типы видеоадаптеров, видеоинтерфейсов. Мониторы на электронно-лучевой трубке, жидкокристаллические мониторы: конструктивные узлы мониторов, основные принципы работы. 1
2 Подключение и настройка видеоадаптера 2 Лабораторные работы 1 Назначение, компоненты видеоадаптера 2 2 Мониторы 2 Самостоятельная работа обучающихся2 1 Кабели подключения 2 Оформление отчетов лабораторных работ 2 Тема 2.3. Аудиосистема Содержание учебного материала 2 2
1 Основные компоненты звуковой подсистемы ПК. Интерфейсы звуковых систем. Принцип работы и технические характеристики: звуковых карт, акустических систем. Лабораторные работы 1 Изучение работы интерфейсов звуковых систем 2 2 Характеристики устройств ввода-вывода 2 3 Устройства ввода-вывода 2 Самостоятельная работа обучающихсяРеферат система звука аналоговая и цифровая 2 Оформление отчетов лабораторных работ 2 Раздел 3. Сферы использования средств ВТТема 3.1 Рациональная конфигурация ПК
Содержание учебного материала 2 1 Обоснование и выбор конфигурации ПК с учетом факторов морального и физического старения компонентов компьютера. Подбор рациональной конфигурации средств ВТ. 2
Лабораторные работы 1 Подбор конфигурации компьютеров для различного круга задач Самостоятельная работа обучающихся2 1 Реферат «Адресация и технология CIDR» Тема 3.2 Портативные компьютеры Содержание учебного материала 4 1
1 Конструктивное исполнение и характеристики ноутбуков, нетбуков. Конструктивное исполнение и характеристики карманных компьютеров. Лабораторные работы 1 Вскрытие ноутбука Самостоятельная работа обучающихся1 1 Реферат. Ноутбуки и нетбуки Тема 3.3 Планшетные компьютеры Содержание учебного материала 6 2
1 Конструктивное исполнение и характеристики планшетных компьютеров. Лабораторные работы 1 Архитектура планшетников Самостоятельная работа обучающихся1 1 Реферат «Будущее планшетных пк» Всего: 135 Для характеристики уровня освоения учебного материала используются следующие обозначения:
1. – ознакомительный (узнавание ранее изученных объектов, свойств);
2. – репродуктивный (выполнение деятельности по образцу, инструкции или под руководством)
3. – продуктивный (планирование и самостоятельное выполнение деятельности, решение проблемных задач)
3. условия реализации программы дисциплины
3.1. Требования к минимальному материально-техническому обеспечению
Реализация программы дисциплины требует наличия лаборатории компьютерных технологий.
Технические средства обучения: компьютер, проектор, экран, интерактивная доска.
Оборудование лаборатории и рабочих мест:
Системные блоки конфигураций ATX, мониторы, периферийное оборудование (клавиатуры, мыши, звуковые колонки, винчестеры HDD) блоки бесперебойного питания 250-500 В\А. видеоролики «Устройство ПК», “ Ремонт ноутбука”, слайды по схеме архитектура ПК, шины и интерфейсы.
3.2. Информационное обеспечение обучения
Перечень рекомендуемых учебных изданий, Интернет-ресурсов, дополнительной литературы
Основные источники:
М.Гук. Аппаратные средства IBM PC 2010г.
Мюллер Скотт. Модернизация и ремонт ПК. – М.: Вильямс, 2009.
Нортон П., Гудман Дж. Персональный компьютер. Аппаратно - программная организация. – СПб.: BHV - Санкт – Петербург, 2010. – Книга 1. Наиболее полное руководство в подлиннике
CHIP. Журнал 2012 г.
www.ixbt.ruwww.ferra.ruДополнительная литература:
Компьютер-пресс. Журнал 2000-2012гг
М.Динман, Д.Донцов Сборка компьютера. 2010г.
Ральф Вебер. Сборка, конфигурирование, настройка, модернизация и разгон ПК. – ДиаСофт, 2010
Настройка, оптимизация, разгон: Практическое руководство /В. Рудометов, Е. Рудометов. – СПб.:BHV - Санкт – Петербург, 2011.
4. Контроль и оценка результатов освоения Дисциплины
5. Контроль и оценка результатов освоения профессионального модуля (вида профессиональной деятельности)Результаты
(освоенные профессиональные компетенции) Основные показатели оценки результата Формы и методы контроля и оценки
ПК 3.1. Проводить контроль, диагностику и восстановление работоспособности компьютерных систем и комплексов.
обоснование выбора методик контроля и диагностики;
использование ремонтной и эксплуатационной технической документации;
выполнение контроля, диагностики средств вычислительной техники,
восстановление работоспособности вычислительной техники и компьютерных сетей;
применение диагностических программ общего и специального назначения; Результаты тестирования, самостоятельных и контрольных работ, оценка результатов и защита лабораторных работ, экзамен, отчёт по практике, зачётная оценка по практике.
ПК 3.2. Проводить системотехническое обслуживание компьютерных систем и комплексов.
составление плана технического обслуживания компьютерных сетей и комплексов, комплекса мероприятий;
обслуживание компьютерных систем и комплексов; Результаты тестирования, самостоятельных и контрольных работ, оценка результатов и защита лабораторных работ, экзамен, отчёт по практике, зачётная оценка по практике.
ПК 3.3. Принимать участие в отладке и технических испытаниях компьютерных систем и комплексов; инсталляции, конфигурировании программного обеспечения.
конфигурирование, отладка, испытания компьютерных систем и комплексов;
установка и настройки программного обеспечения ПК. Результаты тестирования, самостоятельных и контрольных работ, оценка результатов и защита лабораторных работ, экзамен, отчёт по практике, зачётная оценка по практике
Формы и методы контроля и оценки результатов собеседования и наблюдения должны позволять проверять у обучающихся не только сформированность профессиональных компетенций, но и развитие общих компетенций и обеспечивающих их умений.
Результаты
(освоенные общие компетенции) Основные показатели оценки результата Формы и методы контроля и оценки
ОК 1 Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес демонстрация интереса к будущей специальности собеседование, интерпретация результатов собеседования, анализ участия студента во внеучебных мероприятиях по популяризации профессии
ОК 2 Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество выбор и применение типовых методов в ремонте и обслуживании средств вычислительной техники собеседование, наблюдение за деятельностью студента при выполнении практических работ и во время учебной практики, интерпретация результатов собеседования и наблюдения, решение учебных и производственных задач
выбор, применение методов и способов решения профессиональных задач своевременность сдачи отчетов по лабораторным работам и практике, регулярность выполнения домашних заданий анализ собственной деятельности и самооценка эффективности и качества выполнения задания ОК 3 Принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность планирование деятельности в стандартных и нестандартных ситуациях при ремонте и обслуживании средств вычислительной техники. собеседование, наблюдение за деятельностью студента при выполнении практических работ и во время учебной практики, интерпретация результатов собеседования и наблюдения, решение учебных и производственных задач
аргументированность принятия решения в производственной ситуации прогнозирование возможности возникновения нестандартной ситуации ОК 4 Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития самостоятельный подбор литературы для получения информации собеседование, наблюдение за деятельностью студента при выполнении практических работ и во время учебной практики, интерпретация результатов собеседования и наблюдения, решение учебных и производственных задач
эффективность поиска необходимой информации ОК 5. Использовать информационно-коммуникационные технологии в профессиональной деятельности применение в деятельности средств коммуникации собеседование, наблюдение за деятельностью студента при выполнении практических работ и во время учебной практики, интерпретация результатов собеседования и наблюдения, решение производственных задач
применение информации, представленной в электронном виде использование рациональных методов поиска и хранения информации в современных информационных массивах ОК 6. Работать в коллективе и команде, эффективно общаться с коллегами, руководством, потребителями эффективность взаимодействия с обучающимися, преподавателями в ходе обучения собеседование, наблюдение за деятельностью студента при выполнении практических работ и во время учебной практики, интерпретация результатов собеседования и наблюдения, решение производственных задач
продуктивность решения конфликтных ситуаций ОК 7. Брать на себя ответственность за работу членов команды (подчиненных), результат выполнения заданий эффективность планирования производственной деятельности рефлексия, собеседование, наблюдение за деятельностью студента при выполнении практических работ и во время учебной практики, интерпретация результатов собеседования и наблюдения, решение производственных задач, деловая игра
самоанализ и коррекция результатов работы членов команды ОК 8 Самостоятельно определять задачи профессионального и личностного развития, заниматься самообразованием, осознанно планировать повышение квалификации анализ использования
дополнительной информации для самореализации в профессии собеседование, наблюдение за деятельностью студента при выполнении практических работ и во время учебной практики, интерпретация результатов собеседования и наблюдения, решение производственных задач
глубина самостоятельных исследований при изучении профессионального модуля ОК 9. Ориентироваться в условиях частой смены технологий в профессиональной деятельности демонстрация процесса самообучения собеседование, наблюдение за учебной и внеучебной деятельностью студента, интерпретация результатов собеседования и наблюдения
глубина анализа смены технологий в профессиональной деятельности ОК 10. Исполнять воинскую обязанность, в том числе с применением полученных профессиональных знаний (для юношей) оказание первой помощи пострадавшим собеседование, наблюдение за деятельностью студента при выполнении практических работ и во время учебной практики, интерпретация результатов собеседования и наблюдения, решение производственных задач
КАЛЕНДАРНО-ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН
Преподавателя____ Иванова Александра Викторовича_______________________
По дисциплине /проф. модулю __Конструкция персонального компьютера____
Специальности ___230113_____________________________________________
Составлен в соответствии с учебной программой,
утвержденной___31.08.2015_____________________________________________
_____________________________________________________________________
Распределение часов по дисциплине
на все виды обучения
Курс Максимальная нагрузка Из них
Теоретические занятия Лабораторные работы Практические работы Контрольные работы Курсовые проекты Самостоятельная работа
I сем. II сем. I сем. II сем. I сем. II сем. I сем. II сем. I сем. II сем. I сем. II сем.
I II III 90 40 50 45
IV Всего часов 135 40 50 45
Аттестация в формате дифференцированного зачёта.
Пояснительная записка
В целях совершенствования системы планирования учебной работы преподавателей 2015-2016 учебного года вносятся изменения в текущее (календарно-тематическое) планирование.
Календарно-тематический план по дисциплине составляется один раз на весь кур на время действия учебной программы, т.е. следующего пересмотра и утверждения.
В графе «Наименование разделов и тем» читаемой дисциплины следует:
указывать наименование тем, если на их изучение отводится не более двух часов;
выделять основные вопросы темы с разбивкой на двухчасовые занятия, если на изучение темы отводится четыре и более часов.
Все изменения и дополнения, вносимые в программу в соответствии и с дальнейшим совершенствованием техники и технологии на предприятиях отрасли, должны быть отражены в календарно-тематическом плане на специально отведенных для этого страницах.
Отклонение от учебной программы:
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Рассмотрен на заседании предметной (цикловой) комиссии Информационных дисциплин_
_____________________________________________________________________________
Протокол № _____ от «___»___________20 г.
Председатель предметной (цикловой) комиссии ________________________________
Предмет изучается в группах
20 /20 уч. Год _____________________ курса; __________________ курса
20 /20 уч. Год _____________________ курса; __________________ курса
20 /20 уч. Год _____________________ курса; __________________ курса
20 /20 уч. Год _____________________ курса; __________________ курса
20 /20 уч. Год _____________________ курса; __________________ курса
№ занятия Наименование разделов и тем Кол-во часов
I Основные конструктивные элементы персонального компьютера 1 Определение форм-фактора корпуса ПК 2
2 Компоненты компьютера в системном блоке 2
3 Лабораторная работа 1 Устройства ПК 2
4 Лабораторная работа 2 Монтаж модулей ПК сборка-разборка 2
5 Лабораторная работа 3 Компоненты материнских плат 2
6 Форм-факторы материнских плат 2
7 Шины расширения материнских плат 2
8 Лабораторная работа 4 Сигналы и настройка BIOS 2
9 Лабораторная работа 5 Архитектура чипсетов INTEL, AMD 2
10 Производство и характеристики чипсетов 2
11 Лабораторная работа 6 Анализ производительности чипсетов 2
12 Лабораторная работа 7 Характеристики процессоров 2
13 Модели процессоров 2
14 Лабораторная работа 8 Процесс производства процессоров 2
15 Съём и установка микропроцессора 2
16 Типы корпусов микропроцессоров и маркировка 2
17 Типы памяти и конструктивное исполнение 2
18 Лабораторная работа 9 Типы блоков питания 2
19 Исполнение источников бесперебойного питания 2
20 Лабораторная работа 10 Определить неисправность БП 2
21 Лабораторная работа 11 Вентиляторы 2
22 Радиаторы 2
23 Лабораторная работа 12 Жидкостная система охлаждения 2
Вид занятий Вид самостоятельной работы Наглядные пособия, технические средства обучения, электронно-вычислительная техника Учебная литература для учащихся Примечания
Лекция Лит 1, стр 15 Лекция реферат Лит 1, стр 24 Лаб. Раб. Оформление работы ПК Лаб. Раб. Оформление работы ПК Лаб. Раб Оформление работы ПК, слайды Лекция Доклад Лит 1, стр 35 Лекция Доклад Лит 1, стр 48 Лаб. Раб. Оформление работы ПК, слайды Лаб. Раб. Оформление работы ПК, слайды Лекция сообщение Эл. Лит 3 Лаб. Раб. Оформление работы ПК, слайды Лаб. Раб. Оформление работы ПК, слайды Лекция сообщение Эл. Лит 3 Лаб. Раб. Оформление работы ПК, ПО CPU-Z Лекция презентация проектор Эл. Лит 4 Лекция сообщение Лит 2, стр 36 Лекция Доклад Эл. Лит 4 Лаб. Раб. Оформление работы ПК, ПОЛекция презентация проектор Эл. Лит 3 Лаб. Раб. Оформление работы ПК, комплектующие Лаб. Раб. Оформление работы ПК, комплектующие Лекция сообщение Эл. Лит 3 Лаб. Раб. Оформление работы ПК, БП № занятия Наименование разделов и тем Кол-во часов
II Периферийные устройства ПК 24 Принцип действия винчестера 2
25 Лабораторная работа 13 Принцип действия приводов компакт-дисков 2
26 Форматы оптических дисков, флэш-памяти 2
27 Лабораторная работа 14 Подключение и настройка накопителей 2
28 Параметры влияния на HDD 2
29 Лабораторная работа 15 Назначение, компоненты видеоадаптера 2
30 Типы видеоадаптеров, видеоинтерфейсом 2
31 Лабораторная работа 16 Мониторы 2
32 Подключение и настройка видеоадаптера 2
33 Лабораторная работа 17 Компоненты звуковой системы. Характеристики, принцип работы звука 2
34 Работа интерфейсов звуковых карт 2
35 Лабораторная работа 18 Устройства ввода-вывода 2
36 Лабораторная работа 19 Характеристики устройств ввода-вывода 2
III Сферы использования средств СВТ 37 Обоснование и выбор конфигурации ПК 2
38 Лабораторная работа 20 Подбор рациональной конфигурации 2
39 Лабораторная работа 21 Сконфигурировать ПК для различного круга задач 2
40 Нетбуки, ноутбуки, устройства 2
41 Лабораторная работа 22 Разборка ноутбука 2
42 Лабораторная работа 23 Планшетные компьютеры 2
43 Фирмы производители и операционные системы планшетников 2
44 Лабораторная работа 24 Интерфейс планшетный ПК - ПК 2
45 Лабораторная работа 25 Ремонтопригодность мобильных компьютеров 2
теория 40 часов
лабораторные 50 часов
Вид занятий Вид самостоятельной работы Наглядные пособия, технические средства обучения, электронно-вычислительная техника Учебная литература для учащихся Примечания
Лекция сообщение Лит 1, стр 102 Лаб. Раб. Оформление работы ПК, HDD Лекция Доклад Эл. Лит 5 Лаб. Раб. Оформление работы ПК, HDD Лекция. Доклад Лит 2, стр 150 Лаб. Раб. Оформление работы ПК, комплектующие Лекция сообщение Лит 1, стр 156 Лаб. Раб. Оформление работы ПК, видеоадаптеры Лекция презентация проектор Лит 1, стр 168 Лаб. Раб. Оформление работы ПК, комплектующие Лекция презентация проектор Эл. Лит 5 Лаб. Раб. Оформление работы ПК, комплектующие Лаб. Раб. Оформление работы ПК, комплектующие Лекция Лаб. Раб. Оформление работы ПК, комплектующие Лаб. Раб Оформление работы Цены компьютеров Хабаровска Лекция сообщение Эл. Лит 3 Лаб. Раб. Оформление работы Ноутбук, нетбук Лаб. Раб. Оформление работы Ноутбук, нетбук Лекция Доклад Эл. Лит 4 Лаб. Раб. Оформление работы SMART устройство Лаб. Раб. Оформление работы SMART устройство Рассмотренно на заседании Протокол№________________
Предметной цикловой комиссии от «___»______________20 г.
_______________________________________
Председатель комиссии
Дополнения, изменения, вносимые в программу
На ______/______ учебный год
(с разбивкой по темам курса)
№ темы Содержание изменений и дополнений Общее количество часов на тему
Используемая литература: 1 Гребенюк Е.И Технические средства информатизации, учебник М. академия, 2011 Лавровская О.Б Технические средства информатизации, практикум М. академия, 2012 2. ТО СВТ Логинов М.Д.. москва.2010г. 3. Техническое обслуживание средств вычислительной техники Романов В.П. новокузнецк 2011г. 4. Журнал «Hard & soft». – М. : коллекция». 2011–2015 5. Журнал «Компьютер Пресс». – М. : пресс. 2012–2015 6 Журнал «Компьютер Пресс». – М. : пресс. 2012–2015 7 Платонов Ю.М., Уткин Ю.Г. Диагностика, ремонт и профилактика персональных компьютеров. –М.: Горячая линия- Телеком, 2013 8 www.espis.ru9 http://3dnews.ru/10 http://www.hardnsoft.ru/11 http://www.ixbt.com/12 www.znakcomplect.ruПреподаватель ___________________
«____»_____________ 20 г.
КОМПЛЕКТ ОЦЕНОЧНЫХ СРЕДСТВ
для проведения промежуточной аттестации
в рамках основной профессиональной образовательной программы (ОПОП) по специальности СПО/профессии НПО
230113 Компьютерные сети, системы и комплексы
Рассмотрено
Цикловой комиссией
Информационных дисциплин
Протокол №_____
«____»________20__г.
Председатель
_________/Н.И. Мурук/ «Утверждаю»
Заместитель директора по учебной работе ДВГМИЭК
________/Л.И. Вардугина/
«____»__________200___г.
Разработчики:
ХКО ТСО преподаватель Иванов А.В.
(место работы) (занимаемая должность) (инициалы, фамилия)
___________________ _________________ _____________________
(место работы) (занимаемая должность) (инициалы, фамилия)
I. Паспорт комплекта оценочных средств
Таблица 1
Предмет(ы) оценивания
Объект(ы) оценивания Показатели
оценки
З1: способы конфигурирования и установки персональных компьютеров, программную поддержку их работы;
З2: классификацию, общие принципы построения и физические основы работы периферийных устройств;
З3: способы подключения стандартных и нестандартных программных утилит (ПУ);
З4: причины неисправностей и возможных сбоев
тест Соответствие количества правильных ответов критериям теста
Соответствие отведённому времени (30 мин)
У1: осуществлять установку и конфигурирование персональных компьютеров, и подключение периферийных устройств;
У2: выявлять причины неисправностей и сбоев, принимать меры по их устранению
Проведение монтажа – демонтажа модулей системных блоков и применение специализированного программного обеспечения
Оптимальность выбора методов и средств ремонта и настройки компьютерной системы.
Правильность выполнения монтажных работ.
Скорость выполнения.
Качество выполненных работ.
Описание правил оформления результатов оценивания
Оценивание теста производится по 5 –ти бальной системе компьютерной программой:
5 баллов-85% и более
4 балла от 70% до 84%
3 балла -50% до 69%
2 балла –от 0% до 49%
Оценивание выполненной монтажной работы производится по 5-ти бальной системе:
3 балла – Выбрана технология монтажа, подобран инструментарий и расходный материал
4 балла – Работа выполнена и работоспособность достигнута.
5 баллов – Качество выполненной работы на уровне требуемых стандартов.
2 балла – Абсолютно не правильно выполнена работа.
Общая оценка за экзамен:
тест программа итоговая
5 5 5
5 4 4
5 3 3
5 2 2
4 5 5
4 4 4
4 3 3
4 2 2
3 5 4
3 4 4
3 3 3
3 2 2
2 5 4
2 4 3
2 3 3
2 2 2
II. Комплект оценочных средств
2.1. Примерные задания теста
Задание #1
Вопрос:
Персональный компьютер - это:
Выберите один из 3 вариантов ответа:
1) ЭВМ для индивидуального покупателя
2) настольная ЭВМ, удовлетворяющая требованиям общедоступности и универсальности
3) ЭВМ, обеспечивающая диалог с пользователем
Задание #2
Вопрос:
Системный блок включает в себя (укажите все правильные ответы):
Выберите несколько из 6 вариантов ответа:
1) Системную плату
2) блок питания
3) модулятор-демодулятор
4) накопители на дисках
5) платы расширений
6) средства связи и коммуникаций
Задание #3
Вопрос:
Для реализации процесса "обработка" предназначен...
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) процессор
2) винчестер
3) гибкий магнитный диск
4) CD-ROM
Задание #4
Вопрос:
Из какого списка устройств можно составить работающий персональный компьютер?
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) процессор, монитор, клавиатура;
2) процессор, оперативная память, монитор, клавиатура;
3) винчестер, монитор, мышь;
4) клавиатура, винчестер, CD- дисковод.
Задание #5
Вопрос:
Для того, чтобы информация хранилась долгое время ее, надо записать
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) в оперативную память
2) в регистры процессора
3) на жесткий диск
4) в ПЗУ
Задание #6
Вопрос:
Дисковод - это устройства для:
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) обработки команд исполняемой программы
2) хранения информации
3) вывода информации на бумагу
4) чтения/записи данных с внешнего носителя
Задание #7
Вопрос:
Персональный компьютер не будет функционировать, если отключить:
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) дисковод
2) оперативную память
3) мышь
4) принтер
Задание #8
Вопрос:
Основная функция ПК:
Выберите один из 3 вариантов ответа:
1) Общение человека и машины
2) разработка задач
3) принцип программного управления
Задание #9
Вопрос:
Какое устройство предназначено для обработки информации?
Выберите один из 5 вариантов ответа:
1) Сканер
2) Принтер
3) Монитор
4) Клавиатура
5) Процессор
Предмет(ы)
Оценивания Объект(ы)
оценивания Показатели оценки
Критерии оценки
З1: способы конфигурирования и установки персональных компьютеров, программную поддержку их работы;
З2: классификацию, общие принципы построения и физические основы работы периферийных устройств;
З3: способы подключения стандартных и нестандартных программных утилит (ПУ);
З4: причины неисправностей и возможных сбоев
тест Соответствие количества правильных ответов критериям теста
Соответствие отведённому времени (30мин)
Соответствие отведённому времени (30мин)
Соответствие количества правильных ответов критериям теста:
5 баллов –не менее 85%
4 балла –не менее 70%
3 балла – не менее 50%
2 балла –менее 50%
Условия выполнения задания
1. Место (время) выполнения задания : компьютерный класс
2. Максимальное время выполнения задания: __30___ мин./час.
3. Используются персональные компьютеры, тестовая программа MyTest
2.1. Пример задания практического.
ЗАДАНИЕ № 1
Выявить и устранить неисправность ПК. При нажатии на кнопку пуск, компьютер загружает программу bios, но не может загрузить операционную систему.
Предмет(ы)
оценивания Объект(ы)
оценивания Показатели оценки
Критерии оценки
У1: осуществлять установку и конфигурирование персональных компьютеров, и подключение периферийных устройств;
У2: выявлять причины неисправностей и сбоев, принимать меры по их устранению
Проведение монтажа – демонтажа модулей системных блоков и применение специализированного программного обеспечения
Оптимальность выбора методов и средств ремонта и настройки компьютерной системы.
Правильность выполнения монтажных работ.
Скорость выполнения.
Качество выполненных работ.
Соблюдение всех этапов решения поставленной задачи,
Соответствие отведённому времени (60 минут)
Работоспособность изготовленного продукта.
Условия выполнения задания
1. Место (время) выполнения: компьютерный класс.
2. Максимальное время выполнения задания: 60 мин.
3. Использование персонального компьютера с ОС Windows, инструментария монтажного оборудования.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 ЗАДАНИЯ ТЕСТА
Задание #1
Вопрос:
Персональный компьютер - это:
Выберите один из 3 вариантов ответа:
1) ЭВМ для индивидуального покупателя
2) настольная ЭВМ, удовлетворяющая требованиям общедоступности и универсальности
3) ЭВМ, обеспечивающая диалог с пользователем
Задание #2
Вопрос:
Системный блок включает в себя (укажите все правильные ответы):
Выберите несколько из 6 вариантов ответа:
1) Системную плату
2) блок питания
3) модулятор-демодулятор
4) накопители на дисках
5) платы расширений
6) средства связи и коммуникаций
Задание #3
Вопрос:
Для реализации процесса "обработка" предназначен...
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) процессор
2) винчестер
3) гибкий магнитный диск
4) CD-ROM
Задание #4
Вопрос:
Из какого списка устройств можно составить работающий персональный компьютер?
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) процессор, монитор, клавиатура;
2) процессор, оперативная память, монитор, клавиатура;
3) винчестер, монитор, мышь;
4) клавиатура, винчестер, CD- дисковод.
Задание #5
Вопрос:
Для того, чтобы информация хранилась долгое время ее, надо записать
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) в оперативную память
2) в регистры процессора
3) на жесткий диск
4) в ПЗУ
Задание #6
Вопрос:
Дисковод - это устройства для:
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) обработки команд исполняемой программы
2) хранения информации
3) вывода информации на бумагу
4) чтения/записи данных с внешнего носителя
Задание #7
Вопрос:
Персональный компьютер не будет функционировать, если отключить:
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) дисковод
2) оперативную память
3) мышь
4) принтер
Задание #8
Вопрос:
Основная функция ПК:
Выберите один из 3 вариантов ответа:
1) Общение человека и машины
2) разработка задач
3) принцип программного управления
Задание #9
Вопрос:
Какое устройство предназначено для обработки информации?
Выберите один из 5 вариантов ответа:
1) Сканер
2) Принтер
3) Монитор
4) Клавиатура
5) Процессор
Задание #10
Вопрос:
Где расположены основные детали компьютера, отвечающие за его быстродействие
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) в мыши
2) в наушниках
3) в мониторе
4) в системном блоке
Задание #11
Вопрос:
Для чего предназначена оперативная память компьютера?
Выберите один из 5 вариантов ответа:
1) Для ввода информации
2) Для обработки информации
3) Для вывода информации
4) Для временного хранения информации
5) Для передачи информации
Задание #12
Вопрос:
Какие из устройств предназначены для ввода информации?
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) Процессор
2) Принтер
3) Модем
4) Клавиатура
Задание #13
Вопрос:
Какие из устройств предназначены для вывода информации?
Выберите несколько из 5 вариантов ответа:
1) Сканер
2) Принтер
3) Монитор
4) Клавиатура
5) Процессор
Задание #14
Вопрос:
Какое из устройств компьютера не относится к основным?
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) Системный блок
2) Клавиатура
3) Монитор
4) Принтер
Задание #15
Вопрос:
Структура компьютера - это:
Выберите один из 3 вариантов ответа:
1) Комплекс электронных средств, осуществляющих обработку информации
2) некоторая модель, устанавливающая состав, порядок и принципы взаимосвязи входящих в неё компонентов
3) комплекс программных и аппаратных средств
Задание #16
Вопрос:
Оперативная память - это совокупность:
Выберите один из 3 вариантов ответа:
1) системных плат
2) специальных электронных ячеек
3) специальных файлов
Задание #17
Вопрос:
Функции процессора состоят в:
Выберите один из 3 вариантов ответа:
1) подключении ПК к электронной сети
2) обработке данных, вводимых в ПК
3) выводе данных на печать
Задание #18
Вопрос:
Вывод цветного изображения на бумагу обеспечивают принтеры:
Выберите один из 3 вариантов ответа:
1) Матричный
2) струйный
3) литерный
Задание #19
Вопрос:
Видеокарта - это:
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) устройство ввода информации
2) микросхема, осуществляющая вывод информации на экран
3) устройство распознавания текстовой информации
4) устройство вывода информации
Задание #20
Вопрос:
Во время выполнения прикладная программа хранится:
Выберите один из 5 вариантов ответа:
1) в видеопамяти
2) в оперативной памяти
3) в процессоре
4) в ПЗУ
5) на жестком диске
Задание #21
Вопрос:
Компонентами материнской платы являются:
Выберите несколько из 5 вариантов ответа:
1) Процессор
2) BIOS микросхема
3) Блок питания
4) Слоты для ОЗУ
5) SDD
Задание #22
Вопрос:
Какой форм-фактор корпусов ПК не существует?
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) MIDI Tower
2) Mid tower
3) Full Tower
4) Desktop
Задание #23
Вопрос:
VGA порт предназначен для
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) Для подключения виртуального диска
2) Для подключения монитора
3) Для подключения мыши
4) Для подключения монитора
Задание #24
Вопрос:
Какой тип корпуса изображен на картинке?
Изображение:
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) Desktop
2) Full Tower
3) Mid tower
4) Super Tower
Задание #25
Вопрос:
Какой шлейф изображён на картинке?
Изображение:
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) PCI
2) SATA
3) IDE
4) LPT
Задание #26
Вопрос:
ПЗУ в ПК является:
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) RAM
2) BIOS
3) CPU
4) GPU
Задание #27
Вопрос:
С помощью какой клавиатуры возможно работать в BIOS?
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) С программируемыми клавишами
2) С подсветкой
3) С интерфейсом USB
4) С интерфейсом PS/2
Задание #28
Вопрос:
Системная магистраль (шина) - это
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) Совокупность проводов и разъемов, обеспечивающих объединение всех устройств ПК в единую систему и их взаимодействие.
2) Совокупность средств соединения и связи устройств компьютера
3) Число двоичных разрядов, одновременно обрабатываемых при выполнении одной команды.
4) Ядро ПК
Задание #29
Вопрос:
В современных БП для ПК питания бываетВыберите один из 4 вариантов ответа:
1) 36 В, 24, 2.4 В
2) 12 В, 5 В, 3.3. В
3) 380 В, 220 В,15 В
4) 6 В, 3.5В, 1.5 В
Задание #30
Вопрос:
Мышь, клавиатура, геймпад- это:
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) Устройства вывода
2) Устройства хранения
3) Устройства ввода
4) Устройства передачи сетевых данных
Задание #31
Вопрос:
Какое устройство на рисунке?
Изображение:
Выберите один из 6 вариантов ответа:
1) жесткий диск
2) процессор
3) оперативная память
4) модем
5) принтер
6) DVD-ROM
Задание #32
Вопрос:
Выберите устройство для ввода графических изображений в компьютер с бумажного носителя
Выберите один из 6 вариантов ответа:
1) сканер
2) модем
3) наушники
4) монитор
5) принтер
6) джойстик
Задание #33
Вопрос:
Какое устройство лишнее ?(не соответствует типу остальных)
Укажите место на изображении:
Задание #34
Вопрос:
Выберите устройства хранения информации
Выберите несколько из 8 вариантов ответа:
1) оптический диск
2) флеш-память
3) монитор
4) процессор
5) дискета
6) оперативная память
7) жесткий диск
8) принтер
Задание #35
Вопрос:
"Мозг" компьютера
Запишите ответ:________________________________________
Задание #36
Вопрос:
Компьютер - это
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) электронный прибор с клавиатурой и экраном
2) универсальное программно управляемое устройство для обработки, хранения и передачи информации
3) электронное устройство для создания текстовых и графических документов
4) устройство для выполнения вычислений
Задание #37
Вопрос:
Основное устройство ввода информации
Запишите ответ:
__________________________________________
Задание #38
Вопрос:
Какое устройство лишнее ?(не соответствует типу остальных)
Укажите место на изображении:
Задание #39
Вопрос:
Выберите устройства ввода информации
Выберите несколько из 7 вариантов ответа:
1) клавиатура
2) микрофон
3) сканер
4) монитор
5) мышь
6) принтер
7) колонки
Задание #40
Вопрос:
Установите истинность или ложность высказываний
Изображение:
Укажите истинность или ложность вариантов ответа:
__ На фото справа - системный блок, а слева - привод.
__ Монитор, клавиатуру, мышь устанавливают в системный блок.
__ Приводом называют дисковод для CD-DVD дисков.
__ Материнскую плату, винчестер, привод устанавливают в системный блок.
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Задания для монтажно-демонтажных ремонтных работ.
Выявить и устранить неисправность ПК. При нажатии на кнопку пуск, компьютер загружает программу bios, но не может загрузить операционную систему.
Выявить и устранить неисправность ПК. Загружается, но перезапускается
Выявить и устранить неисправность ПК. Не реагирует на нажатие кнопки пуск.
Сменить видеокарту, установить драйвер и проверить ее работоспособность.
Подключить к ПК принтер и установить драйвер.
Разбить винчестер на логические диски, создать дополнительно один
логический диск с объемом, указанным экзаменатором.
Собрать системный блок из отдельных узлов, проверить его
Снять процессор и сменить теплопроводную смазку, установить его на место
Снять вентилятор процессора, очистить от пыли лопасти и радиатор, смазать вентилятор. Установить на место
Произвести замену звуковой карты, выполнить настройку - установить драйвер
Контрольно-измерительные материалы
по учебной дисциплине
«Конструкция ПК»
Специальность/профессия:230113
Хабаровск
2015
Рассмотрено на заседании
ПЦК (МК)_________
«___» _______ 2015
Протокол №_____
Председатель Мурук Н.И. Утверждаю
Зам. директора по УР (руководитель отделения ПКРС)
Вардугина Л.И.
Разработчик:
Иванов А.В. преподаватель краевого государственного бюджетного профессионального образовательного учреждения «Хабаровский колледж отраслевых технологий и сферы обслуживания»
Паспорт контрольно-измерительных материалов
Профессия/специальность: 230113
Дисциплина: «Конструкция ПК»
В результате освоения учебной дисциплины обучающийся должен знать/понимать:
способы конфигурирования и установки персональных компьютеров, программную поддержку их работы;
классификацию, общие принципы построения и физические основы работы периферийных устройств;
способы подключения стандартных и нестандартных программных утилит (ПУ);
причины неисправностей и возможных сбоев
В результате освоения учебной дисциплины обучающийся должен уметь:
осуществлять установку и конфигурирование персональных компьютеров, и подключение периферийных устройств;
подготавливать компьютерную систему к работе;
проводить инсталляцию и настройку компьютерных систем;
выявлять причины неисправностей и сбоев, принимать меры по их устранению;
В результате освоения профессионального модуля обучающийся должен владеть следующими компетенциями:
Общими:
ОК 1. Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес.
ОК 2. Решать проблемы, оценивать риски и принимать решения в нестандартных ситуациях.
ОК 3. Работать в коллективе и команде, обеспечивать ее сплочение, эффективно общаться с коллегами, руководством, потребителями.
ОК 4. Брать на себя ответственность за работу членов команды (подчиненных), результат выполнения заданий.
Профессиональными:
ПК 1. Проводить контроль, диагностику и восстановление работоспособности компьютера
ПК 2. Проводить системотехническое обслуживание компьютерных систем и комплексов.
ПК 3. Выявлять потребности клиента и его требования к компьютерной системе и (или) комплексу.
ПК 4. Осуществлять установку и конфигурирование персональных компьютеров, и подключение периферийных устройств.
ПК5. Принимать участие в отладке и технических испытаниях компьютерных систем и комплексов; инсталляции, конфигурировании и настройке операционной системы, драйверов, резидентных программ.
План-график проведения контрольно-оценочных мероприятий на весь срок изучения дисциплины
Контролируемые дидактические единицы Вид контроля Форма контроля и оценки
Тема 1
Определение форм-факторов корпуса ПК Текущий контроль Устный опрос
Тема 2
Компоненты компьютера в системном блоке Текущий контроль Реферат
Лабораторная работа №1 Изучение элементов ПК и их характеристик
Лабораторная работа №2
Монтаж основных модулей ПК
Лабораторная работа №3
Изучение конструкции ввода/вывода
Лабораторная работа №4
Методы восстановления ОС
Лабораторная работа №5
Техническое обслуживание и тестирование сетевого оборудования
Тема 3
Компоненты материнских плат Текущий контроль Устный опрос
Лабораторная работа №6
Неисправности материнской платы
Тема 4
Форм-факторы материнских плат Текущий контроль Реферат
Тема 5
Шины расширения материнских плат Текущий контроль Письменный опрос
Лабораторная работа №7
Конфигурация материнской платы ПК
Лабораторная работа №8
Сигналы BIOS
Лабораторная работа №9
Сигналы BIOS
Лабораторная работа №10
Установка и настройка видеоадаптера ПК
Лабораторная работа №11
Изучение работы звуковых систем
Тема 6
Устройства чипсет Текущий контроль Устный опрос
Тема 7
Архитектура чипсетов INTEL, AMD Текущий контроль Реферат
Тема 8
Производство и характеристики чипсетов Текущий контроль Письменный опрос
Лабораторная работа №12
Определение параметров микропроцессора
Тема 9
Характеристики процессоров Текущий контроль Письменный опрос
Контрольная работа
Тема 10
Модели процессоров Текущий контроль Реферат
Лабораторная работа №13
Съем и установка микропроцессора
Тема 11
Типы корпусов микропроцессоров и маркировка Текущий контроль Устный опрос
Лабораторная работа №14
Типы корпусов микропроцессора и маркировка
Тема 12
Типы памяти и конструктивное заполнение Текущий контроль Реферат
Тема 13
Конструктивное исполнение и установка модулей памяти Текущий контроль Устный опрос
Лабораторная работа №15
ТО матричного принтера
Тема 14
Типы блоков питания Текущий контроль Реферат
Тема 15
Исполнение источников бесперебойного питания Текущий контроль Устный опрос
Тема16
Определить неисправность БП
Текущий контроль Реферат
Тема 17
Вентиляторы Текущий контроль Письменный опрос
Контрольная работа
Лабораторная работа №16
Система охлаждения
Промежуточная аттестация Экзамен
Тесты, проверочные работы, оцениваются по пятибалльной шкале:
«5» - правильно выполнено 95 – 100% заданий;
«4» - правильно выполнено 80 – 94% заданий;
«3» - правильно выполнено 70 – 79% заданий;
«2» - правильно выполнено менее 70% заданий.
Комплект тестов
Тест № 1
Задание #1
Вопрос:
Персональный компьютер - это:
Выберите один из 3 вариантов ответа:
1) ЭВМ для индивидуального покупателя
2) настольная ЭВМ, удовлетворяющая требованиям общедоступности и универсальности
3) ЭВМ, обеспечивающая диалог с пользователем
Задание #2
Вопрос:
Системный блок включает в себя (укажите все правильные ответы):
Выберите несколько из 6 вариантов ответа:
1) Системную плату
2) блок питания
3) модулятор-демодулятор
4) накопители на дисках
5) платы расширений
6) средства связи и коммуникаций
Задание #3
Вопрос:
Для реализации процесса "обработка" предназначен...
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) процессор
2) винчестер
3) гибкий магнитный диск
4) CD-ROM
Задание #4
Вопрос:
Из какого списка устройств можно составить работающий персональный компьютер?
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) процессор, монитор, клавиатура;
2) процессор, оперативная память, монитор, клавиатура;
3) винчестер, монитор, мышь;
4) клавиатура, винчестер, CD- дисковод.
Задание #5
Вопрос:
Для того, чтобы информация хранилась долгое время ее, надо записать
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) в оперативную память
2) в регистры процессора
3) на жесткий диск
4) в ПЗУ
Задание #6
Вопрос:
Дисковод - это устройства для:
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) обработки команд исполняемой программы
2) хранения информации
3) вывода информации на бумагу
4) чтения/записи данных с внешнего носителя
Задание #7
Вопрос:
Персональный компьютер не будет функционировать, если отключить:
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) дисковод
2) оперативную память
3) мышь
4) принтер
Задание #8
Вопрос:
Основная функция ПК:
Выберите один из 3 вариантов ответа:
1) Общение человека и машины
2) разработка задач
3) принцип программного управления
Задание #9
Вопрос:
Какое устройство предназначено для обработки информации?
Выберите один из 5 вариантов ответа:
1) Сканер
2) Принтер
3) Монитор
4) Клавиатура
5) Процессор
Задание #10
Вопрос:
Где расположены основные детали компьютера, отвечающие за его быстродействие
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) в мыши
2) в наушниках
3) в мониторе
4) в системном блоке
Задание #11
Вопрос:
Для чего предназначена оперативная память компьютера?
Выберите один из 5 вариантов ответа:
1) Для ввода информации
2) Для обработки информации
3) Для вывода информации
4) Для временного хранения информации
5) Для передачи информации
Задание #12
Вопрос:
Какие из устройств предназначены для ввода информации?
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) Процессор
2) Принтер
3) Модем
4) Клавиатура
Задание #13
Вопрос:
Какие из устройств предназначены для вывода информации?
Выберите несколько из 5 вариантов ответа:
1) Сканер
2) Принтер
3) Монитор
4) Клавиатура
5) Процессор
Задание #14
Вопрос:
Какое из устройств компьютера не относится к основным?
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) Системный блок
2) Клавиатура
3) Монитор
4) Принтер
Задание #15
Вопрос:
Структура компьютера - это:
Выберите один из 3 вариантов ответа:
1) Комплекс электронных средств, осуществляющих обработку информации
2) некоторая модель, устанавливающая состав, порядок и принципы взаимосвязи входящих в неё компонентов
3) комплекс программных и аппаратных средств
Задание #16
Вопрос:
Оперативная память - это совокупность:
Выберите один из 3 вариантов ответа:
1) системных плат
2) специальных электронных ячеек
3) специальных файлов
Задание #17
Вопрос:
Функции процессора состоят в:
Выберите один из 3 вариантов ответа:
1) подключении ПК к электронной сети
2) обработке данных, вводимых в ПК
3) выводе данных на печать
Задание #18
Вопрос:
Вывод цветного изображения на бумагу обеспечивают принтеры:
Выберите один из 3 вариантов ответа:
1) Матричный
2) струйный
3) литерный
Задание #19
Вопрос:
Видеокарта - это:
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) устройство ввода информации
2) микросхема, осуществляющая вывод информации на экран
3) устройство распознавания текстовой информации
4) устройство вывода информации
Задание #20
Вопрос:
Во время выполнения прикладная программа хранится:
Выберите один из 5 вариантов ответа:
1) в видеопамяти
2) в оперативной памяти
3) в процессоре
4) в ПЗУ
5) на жестком диске
Ответы:
1) (1 б.) Верные ответы: 2;
2) (1 б.) Верные ответы: 1; 2; 4; 5;
3) (1 б.) Верные ответы: 1;
4) (1 б.) Верные ответы: 2;
5) (1 б.) Верные ответы: 3;
6) (1 б.) Верные ответы: 4;
7) (1 б.) Верные ответы: 2;
8) (1 б.) Верные ответы: 3;
9) (1 б.) Верные ответы: 5;
10) (1 б.) Верные ответы: 4;
11) (1 б.) Верные ответы: 4;
12) (1 б.) Верные ответы: 4;
13) (1 б.) Верные ответы: 2; 3;
14) (1 б.) Верные ответы: 4;
15) (1 б.) Верные ответы: 2;
16) (1 б.) Верные ответы: 2;
17) (1 б.) Верные ответы: 2;
18) (1 б.) Верные ответы: 2;
19) (1 б.) Верные ответы: 2;
20) (1 б.) Верные ответы: 2;
Тест № 2
Задание #1
Вопрос:
Компонентами материнской платы являются:
Выберите несколько из 5 вариантов ответа:
1) Процессор
2) BIOS микросхема
3) Блок питания
4) Слоты для ОЗУ
5) SDD
Задание #2
Вопрос:
Какой форм-фактор корпусов ПК не существует?
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) MIDI Tower
2) Mid tower
3) Full Tower
4) Desktop
Задание #3
Вопрос:
VGA порт предназначен для
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) Для подключения виртуального диска
2) Для подключения монитора
3) Для подключения мыши
4) Для подключения монитора
Задание #4
Вопрос:
Какой тип корпуса изображен на картинке?
Изображение:
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) Desktop
2) Full Tower
3) Mid tower
4) Super Tower
Задание #5
Вопрос:
Какой шлейф изображён на картинке?
Изображение:
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) PCI
2) SATA
3) IDE
4) LPT
Задание #6
Вопрос:
ПЗУ в ПК является:
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) RAM
2) BIOS
3) CPU
4) GPU
Задание #7
Вопрос:
С помощью какой клавиатуры возможно работать в BIOS?
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) С программируемыми клавишами
2) С подсветкой
3) С интерфейсом USB
4) С интерфейсом PS/2
Задание #8
Вопрос:
Системная магистраль (шина) - это
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) Совокупность проводов и разъемов, обеспечивающих объединение всех устройств ПК в единую систему и их взаимодействие.
2) Совокупность средств соединения и связи устройств компьютера
3) Число двоичных разрядов, одновременно обрабатываемых при выполнении одной команды.
4) Ядро ПК
Задание #9
Вопрос:
В современных БП для ПК питания бываетВыберите один из 4 вариантов ответа:
1) 36 В, 24, 2.4 В
2) 12 В, 5 В, 3.3. В
3) 380 В, 220 В,15 В
4) 6 В, 3.5В, 1.5 В
Задание #10
Вопрос:
Мышь, клавиатура, геймпад- это:
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) Устройства вывода
2) Устройства хранения
3) Устройства ввода
4) Устройства передачи сетевых данных
Задание #11
Вопрос:
Какое устройство на рисунке?
Изображение:
Выберите один из 6 вариантов ответа:
1) жесткий диск
2) процессор
3) оперативная память
4) модем
5) принтер
6) DVD-ROM
Задание #12
Вопрос:
Выберите устройство для ввода графических изображений в компьютер с бумажного носителя
Выберите один из 6 вариантов ответа:
1) сканер
2) модем
3) наушники
4) монитор
5) принтер
6) джойстик
Задание #13
Вопрос:
Какое устройство лишнее ?(не соответствует типу остальных)
Укажите место на изображении:
Задание #14
Вопрос:
Выберите устройства хранения информации
Выберите несколько из 8 вариантов ответа:
1) оптический диск
2) флеш-память
3) монитор
4) процессор
5) дискета
6) оперативная память
7) жесткий диск
8) принтер
Задание #15
Вопрос:
"Мозг" компьютера
Запишите ответ:________________________________________
Задание #16
Вопрос:
Компьютер - это
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) электронный прибор с клавиатурой и экраном
2) универсальное программно управляемое устройство для обработки, хранения и передачи информации
3) электронное устройство для создания текстовых и графических документов
4) устройство для выполнения вычислений
Задание #17
Вопрос:
Основное устройство ввода информации
Запишите ответ:
__________________________________________
Задание #18
Вопрос:
Какое устройство лишнее ?(не соответствует типу остальных)
Укажите место на изображении:
Задание #19
Вопрос:
Выберите устройства ввода информации
Выберите несколько из 7 вариантов ответа:
1) клавиатура
2) микрофон
3) сканер
4) монитор
5) мышь
6) принтер
7) колонки
Задание #20
Вопрос:
Установите истинность или ложность высказываний
Изображение:
Укажите истинность или ложность вариантов ответа:
__ На фото справа - системный блок, а слева - привод.
__ Монитор, клавиатуру, мышь устанавливают в системный блок.
__ Приводом называют дисковод для CD-DVD дисков.
__ Материнскую плату, винчестер, привод устанавливают в системный блок.
Ответы:
1) (1 б.) Верные ответы: 2; 4;
2) (1 б.) Верные ответы: 1;
3) (1 б.) Верные ответы: 2;
4) (1 б.) Верные ответы: 1;
5) (1 б.) Верные ответы: 3;
6) (1 б.) Верные ответы: 2;
7) (1 б.) Верные ответы: 4;
8) (1 б.) Верные ответы: 1;
9) (1 б.) Верные ответы: 2;
10) (1 б.) Верные ответы: 3;
11) (2 б.) Верные ответы: 3;
12) (1 б.) Верные ответы: 1;
13) (2 б.) Верные ответы:
14) (2 б.) Верные ответы: 1; 2; 5; 6; 7;
15) (1 б.) Верный ответ: "процессор".
16) (1 б.) Верные ответы: 2;
17) (1 б.) Верный ответ: "клавиатура".
18) (2 б.) Верные ответы:
19) (2 б.) Верные ответы: 1; 2; 3; 5;
20) (2 б.) Верные ответы:
Нет;
Нет;
Да;
Да;
Тематика сообщений, докладов, рефератов
Тема № 1 Устройства системного блока ПК
Тема № 2 Форматы материнских плат
Тема № 3 Архитектура чипсетов INTEL и AMD
Тема № 4 Классификация процессоров INTEL и AMD
Тема № 5 Режимы памяти DDR2, DDR3
Тема № 6 Классификация блоков питания
Тема № 7 Основные неисправности блоков питания
Критерии оценки контрольных работ.
Оценка «отлично» ставится, если:
- работа выполнена полностью;
- в теоретических выкладках решения нет пробелов и ошибок;
- в тексте программы нет синтаксических ошибок (возможны одна-две различные неточности, описки, не являющиеся следствием незнания или непонимания учебного материала).
Оценка «хорошо» ставится, если:
- работа выполнена полностью, но обоснования шагов решения недостаточны (если умение обосновывать рассуждения не являлось специальным объектом проверки);
- допущена одна ошибка или два-три недочета в чертежах, выкладках или тексте программы.
Оценка «удовлетворительно» ставится, если:
- допущены более одной ошибки или двух-трех недочетов в выкладках или программе, но учащийся владеет обязательными умениями по проверяемой теме.
Оценка «неудовлетворительно» ставится, если:
- допущены существенные ошибки, показавшие, что учащийся не владеет обязательными знаниями по данной теме в полной мере.
- работа показала полное отсутствие у учащегося обязательных знаний и умений по проверяемой теме.
Комплект контрольных работ
Контрольная работа №1
Вариант 1
Оперативная память, поколение и разновидности
Видеокарты AMD, поколение, сравнение графических процессоров
Вариант 2
Серверные процессоры, классификация процессоров, сокеты
Материнские платы домашних и офисных ПК, классификация, характеристики
Вариант 3
Процессоры Intel, поколение, характеристики
Материнские платы серверов, классификация, характеристики
Вариант 4
Процессоры AMD, поколение, характеристики
Блоки питания, классификация устройства, стандарты
Вариант 5
Видеокарты NVIDIA, поколение, сравнение графических процессоров
Внутренние и внешние интерфейсы материнской платы, состав, классификация
Контрольная работа №2
Вариант 1
Видеокарты AMD, поколение, сравнение графических процессоров
Оперативная память, поколение и разновидности
Вариант 2
Система охлаждения, виды охлаждения
Материнские платы домашних и офисных ПК, классификация, характеристики
Вариант 3
Корпус ПК, типы корпусов
Материнские платы серверов, классификация, характеристики
Вариант 4
Системный блок, основные составляющие системного блока
Блоки питания, классификация устройства, стандарты
Вариант 5
Жесткий диск, устройства, характеристики
Внутренние и внешние интерфейсы материнской платы, состав, классификация
Лабораторные работы оцениваются по пятибалльной шкале
Для письменных работ учащихся определяются следующие критерии оценок.
Оценка «отлично» ставится, если:
- работа выполнена полностью;
- в теоретических выкладках решения нет пробелов и ошибок;
- в тексте программы нет синтаксических ошибок (возможны одна-две различные неточности, описки, не являющиеся следствием незнания или непонимания учебного материала).
Оценка «хорошо» ставится, если:
- работа выполнена полностью, но обоснования шагов решения недостаточны (если умение обосновывать рассуждения не являлось специальным объектом проверки);
- допущена одна ошибка или два-три недочета в чертежах, выкладках или тексте программы.
Оценка «удовлетворительно» ставится, если:
- допущены более одной ошибки или двух-трех недочетов в выкладках или программе, но учащийся владеет обязательными умениями по проверяемой теме.
Оценка «неудовлетворительно» ставится, если:
- допущены существенные ошибки, показавшие, что учащийся не владеет обязательными знаниями по данной теме в полной мере.
- работа показала полное отсутствие у учащегося обязательных знаний и умений по проверяемой теме.
Комплект лабораторных работ
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1 \
ИЗУЧЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ ПК И ИХ ХАРАКТЕРИСТИК
1.1. Постановка задачи
Целью данной лабораторной работы является обретение навыков визуального и программного определения конфигурации персонального компьютера.
Для упрощения подключения устройств электронные схемы IBM PC состоят из нескольких модулей – электронных плат. На основной плате компьютера – системной, или материнской плате – обычно располагаются:
· основной микропроцессор;
· Chipset – основной набор микросхем, которые определяют логику взаимодействия различных функциональных устройств, архитектуру материнской платы и системой шины, тип памяти (ОЗУ и кэш), тактовые частоты;
· BIOS – базовая система ввода-вывода, сейчас реализована на основе флэш-памяти, в которой записаны низкоуровневые подпрограммы обслуживания устройств;
· оперативная память – служит для временного хранения программ и данных;
· кэш-память – служит для ускорения обмена данными между процессором и ОЗУ;
· контроллер клавиатуры – ввод данных и команд в компьютер;
· дополнительные контроллеры и адаптеры (E-IDE, SVGA, FDD, SCSI, Ethernet);
· разъемы расширения – для подключения контроллеров и адаптеров внешних устройств (различают 8-, 16- и 32-разрядные разъемы);
· системная шина – передача управляющих сигналов, данных, адресация памяти.
Схемы, управляющие внешними устройствами компьютера (контроллеры или адаптеры), часто находятся на отдельных платах, вставляющихся в разъемы (слоты) на материнской плате. Через эти разъемы контроллеры устройств подключаются непосредственно к системной шине компьютера. Таким образом, наличие свободных разъемов шины обеспечивает возможность добавления к компьютеру новых устройств. Чтобы заменить одно устройство другим (например устаревший адаптер монитора на новый), надо просто вынуть соответствующую плату из разъема и вставить вместо нее другую.
1.2. Используемое программное обеспечение
Настройки ОС, программы WinCheckit, SysInfo, настройки ОС.
1.3. Выполнение лабораторной работы
Для визуального определения конфигурации компьютера следует снять кожух системного блока компьютера и обеспечить доступ к компонентам системного блока. Для программного определения конфигурации компьютера следует воспользоваться специальным программным обеспечением, приведенном в пункте «используемое программное обеспечение», а также с помощью средств операционной системы, позволяющих получить список устройств компьютера. Для обоих методов определения конфигурации следует определить следующие элементы:
1) тип основного микропроцессора;
2) тактовую частоту микропроцессора;
3) тип BIOS (базовой системы ввода-вывода);
4) количество подключенных дисковых устройств (физических и логических);
5) размер ОЗУ и кэш-памяти;
6) параметры котроллера клавиатуры;
7) наличие дополнительных контроллеров и адаптеров (E-IDE, SCSI, SVGA, ETHERNET, MODEM, PCI, и т.д.);
8) тип системной и локальной шины и их характеристики.
1.4. материалы в отчет
При подготовке отчета по лабораторной работе следует использовать данные, полученные в ходе работы, причем данные, полученные обоими методами, следует приводить раздельно для сравнения точности обоих методов.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2
МОНТАЖ ОСНОВНЫХ МОДУЛЕЙ ПК.
1.1. Постановка задачи
Целью данной лабораторной работы является обретение навыков аппаратного определения конфигурации персонального компьютера.
Для упрощения подключения устройств электронные схемы IBM PC состоят из нескольких модулей – электронных плат. На основной плате компьютера – системной, или материнской плате – обычно располагаются:
· основной микропроцессор;
· Chipset – основной набор микросхем, которые определяют логику взаимодействия различных функциональных устройств, архитектуру материнской платы и системой шины, тип памяти (ОЗУ и кэш), тактовые частоты;
· BIOS – базовая система ввода-вывода, сейчас реализована на основе флэш-памяти, в которой записаны низкоуровневые подпрограммы обслуживания устройств;
· оперативная память – служит для временного хранения программ и данных;
· кэш-память – служит для ускорения обмена данными между процессором и ОЗУ;
· контроллер клавиатуры – ввод данных и команд в компьютер;
· дополнительные контроллеры и адаптеры (E-IDE, SVGA, FDD, SCSI, Ethernet);
· разъемы расширения – для подключения контроллеров и адаптеров внешних устройств (различают 8-, 16- и 32-разрядные разъемы);
· системная шина – передача управляющих сигналов, данных, адресация памяти.
Схемы, управляющие внешними устройствами компьютера (контроллеры или адаптеры), часто находятся на отдельных платах, вставляющихся в разъемы (слоты) на материнской плате. Через эти разъемы контроллеры устройств подключаются непосредственно к системной шине компьютера. Таким образом, наличие свободных разъемов шины обеспечивает возможность добавления к компьютеру новых устройств. Чтобы заменить одно устройство другим (например устаревший адаптер монитора на новый), надо просто вынуть соответствующую плату из разъема и вставить вместо нее другую.
1.2. Используемое аппаратное обеспечение
Системный блок.
1.3. Выполнение лабораторной работы
1. Убедитесь в том, что компьютерная система обесточена.
2. Установите местоположение блока питания.
3. Установите местоположение материнской платы.
4. Установите характер подключения материнской платы к блоку питания. Для материнских плат в форм-факторе АТ подключение питания выполняется двумя разъемами. Обратите внимание на расположение проводников черного цвета – оно важно для правильной стыковки разъемов. Изучите цветовые обозначения разводки разъемов питания АТ и АТХ по Приложению 1 в конце методических указаний к лабораторной работе.
5. Установите местоположение жесткого диска. Установите местоположение его разъема питания. Проследите направление шлейфа проводников, связывающего жесткий диск с материнской платой. Обратите внимание на местоположение проводника, окрашенного в красный цвет (он должен быть расположен рядом с разъемом питания).
6. Установите местоположения дисковода гибких дисков. Проследите направление его шлейфа проводников и обратите внимание на положение проводника, окрашенного в красный цвет, относительно разъема питания.
7. Установите местоположение сетевой карты и платы видеоадаптера.
8. Отсоедините, а затем вновь присоедините кабели к жесткому диску, дисководу гибких дисков.
9. Извлеките, а затем вставьте обратно сетевую или видео карту в соответствующий слот материнской платы.
10. Извлеките модуль памяти из разъема материнской платы, а затем вставьте его обратно.
11. На нерабочем экземпляре жесткого диска установите конфигурацию HDD Master, Slave.
1.4. материалы в отчет
При подготовке отчета по лабораторной работе следует использовать данные, полученные в ходе работы.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3
ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ УСТРОЙСТВА ВВОДА-ВЫВОДА
1.1. Постановка задачи
Целью данной лабораторной работы является обретение навыков по установке и настройке устройств ввода-вывода, определение характеристик устройств ввода-вывода, принцип действия клавиатуры, принцип работы мыши, манипуляторов.
.
Клавиатура (Keyboard) - это стандартное клавишное устройство ввода, предназначенное для ввода алфавитно-цифровых данных и команд управления.
Набор клавиш клавиатуры разбит на несколько функциональных групп:
алфавитно-цифровые;
функциональные;
управления курсором;
служебные;
клавиши дополнительной панели.
Принцип действия клавиатуры представлен на рисунок 21. Основным элементом клавиатуры являются клавиши. Сигнал при нажатии клавиши регистрируется контроллером клавиатуры и передается в виде так называемого скэн-кода на материнскую плату. Скэн-код — это однобайтовое число, младшие 7 бит которого представляют идентификационный номер, присвоенный каждой клавише. На материнской плате ПК для подключения клавиатуры также используется специальный контроллер.
Когда скэн-код поступает в контроллер клавиатуры, инициализируется аппаратное прерывание, процессор прекращает свою работу и выполняет процедуру, анализирующую скэн-код. Скэн-код трансформируется в код символа (так называемые коды ASCII). При этом обрабатывающая процедура сначала определяет установку клавишей и переключателей, чтобы правильно получить вводимый код, Затем введенный код помещается в буфер клавиатуры, представляющий собой область памяти, способную запомнить до 15 вводимых символов. Контроллер клавиатуры выполняет функции самоконтроля в процессе загрузки системы. Процесс самоконтроля при загрузке отображается однократным миганием трех индикаторов клавиатуры.
По конструктивному исполнению клавиатуры подразделяются на клавиатуры с пластмассовыми штырями, со щелчком, с микропереключателями и сенсорные.
Рисунок 1 - Принцип действия клавиатуры
Клавиатуры с пластмассовыми штырями выполняются таким образом, что под каждой клавишей находится пластмассовый штырь, установленный вертикально, нижний конец которого выполнен в виде штемпеля (клейма), изготовленного из композиции резины с металлом. Ниже этого резинового штемпеля находится пластина с контактными площадками, неподвижно установленная на корпусе панели. При нажатии клавиши штемпель соприкасается с контактными площадками, замыкается электрическая цепь, что воспринимается контроллером клавиатуры. Недостатком такой клавиатуры является высокая чувствительность клавиши к вибрации при нажатии, что приводит к многократному отображению символа на экране при печати с высокой скоростью.
Клавиатура со щелчком выполнена так, что при нажатии клавиши ее механическое сопротивление становится тем больше, чем глубже она нажимается. Для преодоления этого сопротивления необходимо затратить определенную силу, после чего клавиша нажимается легко. Нажатие и отпускание клавиши сопровождается щелчком, отсюда и название. Клавиатуры со щелчком позволяют обеспечить уверенность в том, что клавиша нажата, а это повышает скорость ввода информации.
Клавиатуры с микропереключателями имеют характеристики, аналогичные клавиатурам со щелчком. Но микропереключатели, в том числе герконы (герметические контакты), характеризуются большей прочностью и длительным сроком службы.
Клавиатуры с герконами содержат переключатели; клавишей с пружинными контактами из ферромагнитного материала, помещенными в герметизированный стеклянный баллон. Контакты приходят в соприкосновение (или размыкаются) под действием магнитного поля электромагнита, установленного снаружи баллона.
Принцип действия сенсорной клавиатуры основан на усилении разности потенциалов, приложенной к чувствительному элементу. Количество этих элементов соответствует количеству клавишей. В качестве чувствительных элементов используются токопроводящие контактные площадки в виде, например, одного или двух прямоугольников, разделенных небольшим зазором. В момент касания пальцем контактных площадок статический потенциал усиливается специальной схемой, на выходе которой формируется сигнал, аналогичный сигналу, возникающему при нажатии клавиши обычной механической клавиатуры. Сенсорные клавиатуры самые долговечные, поскольку в них отсутствуют какие-либо механические элементы и информация о нажатии «клавиши» формируется только электроникой.
Драйвер клавиатуры служит для отображения на экране набранного на клавиатуре и обычно является составной частью любой операционной системы. Драйвер клавиатуры операционной системы MS-DOS называется KEYB.COM. После установки операционной системы DOS он находится, как правило, в директории DOS. При установке операционной среды Windows 95/98 драйвер клавиатуры автоматически записывается в стартовом файле AUTOEXEC.BAT.
Со времени появления первого персонального компьютера вплоть до 1995 г. внешний вид и структура клавиатуры оставались неизменными. Но в 1995 г., после выхода операционной системы Windows 95, привычные 101-клавишные устройства были заменены клавиатурами со 104/105 клавишами. Клавиши были добавлены, чтобы реализовать некоторые возможности новой операционной системы.
Большинство современных клавиатур снабжено тремя специальными клавишами, предназначенными для работы в операционной системе Windows 95/98/ME; они расположены в нижней части клавиатуры, рядом с клавишами Ctrl и Alt.
Еще ряд изменений был связан с эргономическими показателями, т.е. с необходимостью соответствия новых клавиатур современным требованиям медицины. Было установлено, что при ежедневной интенсивной работе со старыми плоскими клавиатурами у операторов ЭВМ развивается профессиональное заболевание кистей рук. Поэтому на рынке появилось множество новых «эргономических» клавиатур самых причудливых форм: как бы «разломанных» надвое, изогнутых, снабженных подставками для кистей рук. Все более популярными становятся клавиатуры на ИК-лучах, не требующие шнура для подключения к системному блоку. Передача сигналов с такой клавиатуры осуществляется по принципу, аналогичному «дистанционному управлению».
Мышь
Мышь, как и клавиатура, является важнейшим средством ввода информации. Особенно возросла ее роль с появлением графических оболочек, поскольку мышь стала необходимой для эффективной работы на ПК с соответствующим программным обеспечением.
Важное преимущество графических оболочек — возможность инициализации многих команд без длительного ввода их с клавиатуры. Управление с помощью несложных процедур: выбор, щелчок (или двойной щелчок) на объекте в виде пиктограммы, символа или пункта меню — зачастую позволяет обходиться без использования клавиатуры.
Мышь как датчик перемещения была изобретена в 1968 г. Дугласом Энгельбартом. Но неотъемлемой составляющей компьютера Apple Macintosh она стала в конце 1970-х гг., поскольку именно этот компьютер был укомплектован полноцветным графическим интерфейсом, где пользователь отдавал команды, щелкая мышью по значкам-пиктограммам. Поскольку ПК получил такой интерфейс позже, мышь в составе ПК появилась только в середине 1980-х гг.
По принципу действия мыши подразделяются на оптико-механические, оптические, лазерные.
Оптика-механическая мышь состоит из следующих основных элементов. В нижней плоскости корпуса мыши находится отверстие, которое открывается поворотом пластмассовой шайбы. Под шайбой находится шарик диаметром 1,5 — 2 см, изготовленный из металла с резиновым покрытием (рисунок 22). В непосредственном контакте с шариком находятся валики. Причем только один из валиков служит для управления шариком, а два других валика регистрируют механические передвижения мыши. При перемещении мыши по коврику шарик приходит в движение и вращает соприкасающиеся с ним валики. Оси вращения валиков взаимно-перпендикулярны. На этих осях установлены диски с прорезями, которые вращаются между двумя пластмассовыми цоколями. На одном цоколе находится источник света, а на другом — фоточувствительный элемент (фотодиод, фоторезистор или фототранзистор).
Рисунок 2 - Принцип действия оптико-механической мыши
С помощью такого фотодатчика растрового типа точно определяется относительное перемещение мыши. С помощью двух растровых датчиков определяется направление перемещения мыши (по последовательности освещения фоточувствительных элементов) и скорость перемещения в зависимости от частоты импульсов. Импульсы с выхода фоточувствительных элементов при помощи микроконтроллера преобразуются в совместимые с ПК данные и передаются на материнскую плату.
Оптическая мышь функционирует аналогично оптико-механической мыши, отличаясь тем, что ее перемещение регистрируется оптическим датчиком. Такой способ регистрации перемещения заключается в том, что оптическая мышь посылает луч на специальный коврик. Отраженный от коврика луч поступает на оптоэлектронное устройство, расположенное в корпусе мыши. Направление движения мыши определяется типом полученного сигнала. Преимуществами оптической мыши являются высокая точность определения позиционирования и надежность.
По принципу подключения к компьютеру мыши можно подразделить на проводные, связанные с компьютером электрическим кабелем («хвостатые» мыши), и бесконтактные (беспроводные, «бесхвостые»). Беспроводные мыши — это инфракрасные или радиомыши.
Инфракрасная мышь функционирует аналогично пульту дистанционного управления телевизора. Для этого рядом с компьютером или на самом компьютере устанавливается приемник инфракрасного излучения, который кабелем соединен с ПК. Движение мыши регистрируется рассмотренными выше механизмами и преобразуется в инфракрасный сигнал, который затем передается на приемник. Преимущество использования инфракрасной мыши заключается в отсутствии дополнительного кабеля на рабочем столе. Однако для передачи инфракрасного сигнала пространство между передатчиком мыши и приемником компьютера не должно перекрываться, иначе мышь будет не в состоянии передать сигнал на ПК. Инфракрасные мыши работают от аккумулятора или обычной батарейки.
Радиомышь обеспечивает передачу информации от мыши с помощью радиосигнала. При этом нет необходимости в свободном пространстве между приемником и передатчиком. Радиомышь передает данные с помощью радиоволн на небольшой приемник, который подключен к разъему СОМ или PS/2. Расстояние от приемника до мыши может составлять до 1,5м. Питание радиомыши осуществляется от батареек в ее корпусе.
Для нормального функционирования мыши необходимо обеспечить ее свободное перемещение по плоской поверхности, в качестве которой обычно применяются специальные коврики (Mouse Pad). Однако выпускаются мыши, свободно работающие на любой поверхности. Устройствами ввода сигнала мыши являются кнопки, расположенные на ней. В зависимости от модели мыши на ней имеется от двух до четырех кнопок.
Функциональное назначение кнопок мыши различно и зависит от выполняемого приложения. Помимо кнопок многие мыши оборудованы специальными устройствами для быстрой прокрутки (скроллинга) окон. Наиболее удобным и простым является скроллинг с помощью колес, которым обеспечиваются отдельные модели.
Мыши подразделяются по способу подключения к ПК: подключаемые к СОМ-порту (Serial Mouse — последовательные мыши), подключаемые к PS/2 (PS/2-мыши) и мыши, подключаемые к порту USB.
1.2. Используемое аппаратное и программное обеспечение
Персональный компьютер, Операционные системы (Windows ХР/vista/7), устройства ввода-вывода.
1.3. Выполнение лабораторной работы
Подключить клавиатуру интерфейсом PS\2 к системному блоку. Задать оптимальную настройку работы устройства.
Подключить клавиатуру интерфейсом USB к системному блоку. Задать оптимальную настройку работы устройства.
Подключить мышь интерфейсом PS\2 к системному блоку. Задать оптимальную настройку работы устройства.
Подключить мышь интерфейсом USB к системному блоку. Задать оптимальную настройку работы устройства.
Произвести чистку клавиатуры.
Все производимые действия с компьютером комментируются студентом.
1.4. материалы в отчет
При подготовке отчета по лабораторной работе следует использовать данные, полученные в ходе работы, причем данные, полученные обоими методами, следует приводить раздельно для сравнения точности обоих методов.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4
Методы восстановления ОС
Тема: Методы восстановления ОС. Цель: Изучить методику восстановления ОС «Windows», освоить практические навыки восстановления работоспособности ОС. Оборудование: ПК, стандартные средства восстановления ОС.
1. Теоретические сведения
Наиболее часто встречающихся следующие причины сбоев при загрузке Windows 2000/XP:
повреждение или удаление важных системных файлов, например, файлов
системного реестра, ntoskrnl.exe, ntde-tect.com, hal.dll, boot.ini;
установка несовместимых или неисправных служб или драйверов;
повреждение или удаление необходимых для системы служб или драйверов;
физическое повреждение или разрушение диска;
повреждение файловой системы, в том числе нарушение структуры каталогов, главной загрузочной записи (MBR) и загрузочного сектора;
появление неверных данных в системном реестре (при физически не поврежденном реестре записи содержат логически неверные данные, например, выходящие за пределы допустимых значений для служб или драйверов);
неверно установленные или слишком ограниченные права доступа к папке \%systemroot%.
Следует четко понимать, что всегда проще восстановить работоспособность упавшей ОС из ее резервной копии, чем проводить восстановление, копаясь в файлах или реестре. Следовательно с самого начала, сразу после установки и настройки ОС (или в любое другое время), следует сделать ее резервную копию. Для этого в самой системе Windows уже заложены практически все нужные средства Средства восстановления ОС можно разделить на:
штатные, входящие в дистрибутив Windows 2000/XP
утилиты от сторонних производителей.
1.1. Штатные средства восстановления системы
1.1.1. Диск аварийного восстановления
В Windows XP применена система «Automated System Recovery (ASR)», которое позволяет создать резервную копию всей системы, используя современные и распространенные носители большой емкости, такие как CD-R/RW или жесткие диски (еще и ленты, если у кого-то есть стример). Создание набора ASR. Для того чтобы воспользоваться возможностью механизма ASR, необходимо создать набор ASR, состоящий из 2-х частей: • непосредственно архива с данными, который может быть размещен на записываемом CD, магнитной ленте, несистемном разделе жесткого диска или другом жестком диске; • дискета, на которую записываются данные, необходимые для восстановления системы. Создавать наборы ASR могут пользователи с правами администратора. Чтобы создать набор ASR, запустите программу "Архивация данных" ("Пуск - Все программы - Стандартные - Служебные - Архивация данных" или наберите ntbackup.exe из меню "Пуск - Выполнить"). По умолчанию не все файлы включаются в создаваемый архив. Поэтому перед созданием набора ASR стоит посмотреть список исключенных файлов. Для этого перейдите на вкладку "Сервис - Параметры - Исключение файлов". По умолчанию в этом списке находятся: файл подкачки (pagefile.sys), файл создаваемый при использовании спящего режима (hiberfil.sys), контрольные точки восстановления, временные файлы и некоторые файлы журналов. Внимательно проверьте весь список, при необходимости внесите в него изменения. После этого можно запустить мастер подготовки аварийного восстановления для создания набора ASR - выберите "Сервис - Мастер аварийного восстановления системы". Укажите путь для создаваемого архива. Не указывайте в качестве пути системный раздел вашего жесткого диска. После сбора необходимой информации начнется процесс архивации. После этого вновь запустите мастер подготовки аварийного восстановления. После создания архива вам будет предложено вставить дискету для записи на нее параметров восстановления. На этом создание набора ASR закончено. Восстановление системы с помощью набора ASR. Для восстановления системы потребуется набор ASR (архив+дискета) и загрузочный диск Windows XP. Загрузитесь с помощью загрузочного диска, выберите установку Windows XP. При появлении в строке состояния приглашения нажмите клавишу F2 - появится сообщение "Вставьте диск под названием Диск автоматического восстановления системы Windows в дисковод для гибких дисков". После считывания с дискеты необходимых для восстановления данных и загрузки основных драйверов будет произведено форматирование системного раздела и начальная установка Windows XP. Далее будет запущен мастер аварийного восстановления системы и произведено восстановление файлов из архива набора ASR. После восстановления файлов будет произведена перезагрузка и вы получите Windows XP со всеми установленными программами, документами и системными настройками на момент создания набора ASR.
1.1.2. Консоль восстановления (Emergency Recovery Console)
Другой инструмент восстановления системы — Emergency Recovery Console (сокращенно ERC), входящая в дистрибутив Windows 2000/XP. Установить ERC на компьютер можно только после установки Windows 2000/XP, для чего необходимо выполнить следующие действия: нажмите кнопку «Пуск»; выберите в развернувшемся меню пункт «Выполнить…»;
в открывшемся окне введите следующую команду:
M:\i386\winnt32.exe /cmdcons, где M — буква диска, соответствующая приводу CD-ROM;
нажмите кнопку «OK»;
следуйте инструкциям, появляющимся на экране;
при завершении установки перезагрузить ПК.
Установка потребует порядка 6 Мбайт в системном разделе. Теперь в меню выбора ОС, появляющемся при старте системы, будет новый пункт — «Windows 2000 Recovery Console» или «Windows XP Recovery Console». Выбрав этот пункт, вы начнете загрузку ERC После запуска Консоли восстановления нужно будет выбрать установленную операционную систему (если на компьютере установлены две или несколько систем) и войти в нее, используя пароль администратора. Если введенный пароль окажется правильным, мы сможем загрузиться в интерфейс командной строки. Из нее путем набора определенных команд можно попытаться восстановить систему. С помощью основных команд, предоставляемых консолью, можно совершать простые действия вроде смены текущей папки или ее просмотра, а также более сложные — например, восстановление загрузочного сектора. Для получения справки по командам консоли восстановления нужно ввести слово ―help‖ в командной строке консоли. Вот наиболее важные из команд Консоли восстановления:
• перезапись реестра — copy
• вывод на экран списка системных служб и драйверов — listsvc
• отключение определенной службы — disable (включение — enable)
• восстановление загрузочных файлов — fixboot
• восстановление Master Boot Record — fixmbr
1.1.3. Rollback Driver
Очень часто сбой системы наступает при обновлении драйвера какого-либо устройства. Поскольку драйвер по своей сути та же программа, он иногда содержит ошибки, приводящие при некоторых конфигурациях к некорректной работе и, как следствие, к сбою системы. Windows при обновлении драйвера устройства не удаляет старый, а сохраняет его на случай, если возникнут проблемы. И когда новый драйвер порождает проблемы, средство Rollback Driver позволяет вернуть старый, то есть, как бы откатить изменения системы. Более того, встроенный механизм проверки драйвера на совместимость может не позволить установить драйвер, который, по мнению Windows XP, для нее не подходит.
1.1.4. System Restore
System Restore, позволяет вернуть ОС в работоспособное состояние, основываясь на концепции точек восстановления (Restore Points). Идея проста, как все гениальное: заставить систему саму отслеживать и фиксировать все изменения, происходящие с системными файлами. Такой механизм дает возможность отката к работоспособной версии системы при повреждении системных файлов неграмотными действиями пользователя или установке некорректных драйверов или программ. Механизм System Restore автоматически сохраняет набор системных файлов перед установкой драйверов или программ, а также раз в сутки создается точка восстановления системы. При запуске этой службы вам предложат выбрать — восстановить систему в соответствии с сохраненной ранее точкой восстановления или же создать новую точку восстановления. Выбирайте то, что нужно, и далее просто следуйте инструкциям, появляющимся на экране. Если же компьютер не загружается, попробуйте открыть «Последнюю удачную конфигурацию» (Last Known Good Configuration). Windows XP восстановит систему, используя последнюю точку восстановления.
1.1.5. Средства резервирования реестра системы
Реестр представляет собой огромную базу данных настроек, хранящихся в папках по адресу %SystemRoot%\System32\Config и папке пользовательских профилей Ntuser.dat. Необдуманное изменение параметров или, того хуже, удаление целых веток может привести к неработоспособности системы в целом. Для резервного копирования реестра можно использовать один из способов: Способ №1. Для того чтобы создать резервную копию реестра, можно воспользоваться мастером архивации и восстановления — Пуск/Программы/Стандартные/Служебные/Архивация данных — или просто Выполнить: ntbackup. Программа архивации позволяет архивировать копии важных системных компонентов — таких, как реестр, загрузочные файлы (Ntldr и Ntdetect.com) и база данных службы каталогов Active Directory. Пошаговые инструкции для полного восстановления реестра посредством NTbackup выглядят следующим образом: 1. Входим в систему с правами администратора. 2. Запускаем NTbackup. 2. Переходим на вкладку «Восстановление и управление носителем». 3. В списке Установите флажки для всех объектов, которые вы хотите восстановить устанавливаем флажок для объекта Состояние системы. Способ №2. Суть данного способа заключается в т.н. экспорте reg-файла. Способ особенно эффективен (занимает немного времени и позволяет делать копии отдельных подразделов) и актуален при экспериментировании с реестром. Техника: 1. Выполнить/regedit. 2. Выбираем нужный нам раздел/подраздел. 3. Пкм - экспорт, указываем путь сохранения копии и имя файла: При архивации части реестра мы экспортировали данные в reg-файл. Для того, чтобы извлечь их и восстановить первоначальное состояние реестра, необходимо выполнить следующие шаги: 1. Запускаем regedit: Пуск/Выполнить/regedit. 2. В главном меню выбираем Файл/Импорт с указанием пути к импортируемому файлу или просто запустить reg-файл, подтвердив импорт в реестр.
2. Порядок выполнения работы:
2.1. Ознакомится с работой System Restore для этого:
Запустив видеоролик «Создание точки восстановления системы.avi», ознакомится с методикой создания точки восстановления.
Запустив программ «System Restore» создать точку восстановления (("Пуск - Все программы - Стандартные - Служебные –Восстановление системы); Выйти из программы.
Выполнить установку «условно неисправной программы» (любой не большой программы из каталога дистрибутив).
Запустив программ «System Restore», используя созданную точку восстановления, восстановить систему. Убедится, что система восстановлена до исходного состояния.
Проверить работы системы если ПК не загружается для этого перезагрузить ПК и в начале загрузки ОС нажать клавишу F8 и выбрать пункт «Последнюю удачную конфигурацию» (Last Known Good Configuration).
Записать последовательность работы.
2.2. Ознакомится с работой системы Rollback Driver для этого:
2.2.1. Выполнить изменение (замену на заведомо «не родной») драйвер устройства (например, монитор, принтер, звуковая карта). Последовательно выполнить следующие действия ->Мой компьютер ->свойства –> оборудование ->диспетчер устройств –>выбранное устройство. Открыть закладку свойств выбранного устройства. Выбрать закладку драйвер – обновить. При запуске мастера обновления оборудования выбрать пункт установка из указанного места –указать «Не выполнять поиск. Я сам выберу нужный драйвер». Снять флаг с пункта «Отображать только совместимые устройства. В открывшимся окне выбрать любое устройство и установить не корректный драйвер. Перезагрузить систему. Убедится в неработоспособности устройства.
2.2.2. Выбрав пункт «Откатить» восстановить исходный драйвер. Перезагрузить систему, убедится в работоспособности устройства.
2.3. Изучить средства архивации системы для этого создать архив системных файлов
2.3.1. Для создания ее резервной копии. Выполнить следующие действия: Пуск -> Все программы -> Стандартные -> Служебные -> Архивация данных. Перейти на закладку ―Архивация‖. Установить галочку возле «System State» для архивации системных файлов и реестра. Осуществить выбор места размещения архива. Выполнить архивацию.
2.3.2. Восстановить систему из резервной копии. Выполнить следующие действия: выполнить загрузку системы в защищенном режиме. Запустить программу архивации, выбрав пункт «Восстановление и управление носителем» осуществить выбор архива и выполнить восстановление системы из резервной копии.
2.4. Создание резервной копии реестра средствами программы «REGEDIT»
Выполнить создание резервной копии одной из ветви реестра (HKEY_LOCAL_MACHINE, HKEY_CURRENT_USER , HKEY_CLASSES_ROOT, HKEY_CURRENT_CONFIG, HKEY_USERS) для этого:
Запустить программу «regedit»;
Выбрать нужный раздел/подраздел;
В меню программы выбрать команду «Экспорт»;
указать путь сохранения копии и имя файла.
2.5. Восстановление реестра из резервной копии реестра средствами программы «REGEDIT»
Выполнить восстановление реестра из резервной копии для этого:
Запустить программу «regedit»;
В главном меню выбрать команду «Импорт» с указанием пути к импортируемому файлу
или
выполнив двойной щелчок Лкм по архивному файлу запустить reg-файл,
подтвердив импорт в реестр:
2.6. Изучение команд консоли восстановления (Emergency Recovery Console).
Запустить консоль восстановления для этого:
Установить в НОД загрузочный оптический диск с дистрибутивом Windows;
Перезагрузить компьютер, выполнив загрузку с диска;
Нажав клавишу «R» на предложение системы, запустить консоль восстановления;
После запуска Консоли восстановления выбрать установленную операционную систему (если на компьютере установлены две или несколько систем) и войти в нее, используя пароль администратора, дождаться загрузки интерфейса командной строки;
Вводя команды в формате «help <команда>» изучить следующие команды консоли: «copy», «fixboot», «fixmbr», «format».
Записать формат использования команд.
3. Отчет должен содержать
3.1. Название работы
3.2. Цель работы
3.3. Перечень оборудования
3.4. Результаты выполнения заданий по п.п. 2.1-2.6 и вывод по результатамвыполнения;
3.5. Вывод по работе.
4. Контрольные вопросы.
4.1. Какие основные причины сбоев ОС, и какие существуют средства восстановления ОС?
4.2. Когда следует создавать и какова последовательность создания диска аварийного восстановления (ASR)?
4.3. Какова последовательность установки консоли восстановления (ERC)?
4.4. Какие существуют средства резервного копирования реестра и как ими пользоваться?
4.5. Когда, для каких целей и каков порядок использования основных команд консоли восстановления «copy», «fixboot», «fixmbr», «format»?
4.6. Какова последовательность действий для восстановления системы при неправильной установке драйвера устройства
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5
Техническое обслуживание и тестирование сетевого оборудования
Цель: Изучить методику проведения ТО и тестирование сетевого оборудования. Оборудование: ПК, сетевое оборудование: сетевая карта, коммутатор, приборы для тестирования оборудования, электронная модель сетевого радара.
1. Теоретические сведения
1.1. Локальная вычислительная сеть
Локальная вычислительная сеть — это распределенная система, построенная на базе локальной сети связи и предназначенная для обеспечения физической связности всех компонентов системы, расположенных на расстоянии, не превышающем максимальное для данной технологии. В реальности типичная «среднестатистическая малая ЛВС» состоит из трех условных классов устройств:
компьютеров с установленными в них сетевыми адаптерами;
«кабельного хозяйства», к которому относятся сетевые кабели, патчи, патч-панели и (опционально) шкафы или стойки;
активного сетевого оборудования, которое также может быть размещено в шкафах или стойках, в том числе в тех же, что и патч-панели (как правило, это коммутаторы и/или концентраторы).
Современные проводные ЛВС реализуются на базе витых пар и оптоволоконных кабелей. Топология определяет общую структуру взаимосвязей между элементами и характеризует сложность интерфейса. Под диагностикой принято понимать измерение характеристик и мониторинг показателей работы сети в процессе ее эксплуатации, без остановки работы пользователей. Диагностикой сети является, в частности, измерение числа ошибок передачи данных, степени загрузки (утилизации) ее ресурсов или времени реакции прикладного ПО. Тестирование — это процесс активного воздействия на сеть с целью проверки ее работоспособности и определения потенциальных возможностей по передаче сетевого трафика. Как правило, оно проводится с целью проверить состояние кабельной системы (соответствие качества требованиям стандартов), выяснить максимальную пропускную способность или оценить время реакции прикладного ПО при изменении параметров настройки сетевого оборудования или физической сетевой конфигурации.
1.2. ПОИСК НЕИСПРАВНОСТЕЙ В СЕТИ аппаратными средствами.
Условно, оборудование для диагностики,поиска неисправностей и сертификации кабельных систем можно поделить на четыре основные группы:
приборы для сертификации кабельных систем;
сетевые анализаторы;
кабельные сканеры;
тестеры (мультиметры).
Приборы для сертификации кабельных систем - проводят все необходимые тесты для сертификации кабельных сетей, включая определение затухания, отношения сигнал-шум, импеданса, емкости и активного сопротивления. Сетевые анализаторы -это эталонные измерительные инструменты для диагностики и сертификации кабелей и кабельных систем. Сетевые анализаторы содержат высокоточный частотный генератор и узкополосный приемник. Передавая сигналы различных частот в передающую пару и измеряя сигнал в приемной паре, можно измерить затухание в линии и ее характеристики. Кабельные сканеры позволяют определить длину кабеля, затухание, импеданс, схему разводки, уровень электрических шумов и оценить полученные результаты. Для определения местоположения неисправности кабельной системы (обрыва, короткого замыкания и т.д.) используется метод ―кабельного радара‖, или Time Domain Reflectometry (TDR). Суть эго состоит в том, что сканер излучает в кабель короткий электрический импульс и измеряет время задержки до прихода отраженного сигнала. По полярности отраженного импульса определяется характер повреждения кабеля (короткое замыкание или обрыв). В правильно установленном и подключенном кабеле отраженный импульс отсутствует. Тестеры (омметры) - наиболее простые и дешевые приборы для диагностики кабеля. Они позволяют определить непрерывность кабеля, однако, в отличие от кабельных сканеров, не обозначают, где произошел сбой. Проверка целостности линий связи выполняется путем последовательной «прозвонки» витых пар с помощью омметра.
1.3. ПОИСК НЕИСПРАВНОСТЕЙ В СЕТИ программными средствами.
УТИЛИТЫ TCP/IP Запуск утилит осуществляется из Командной строки меню Пуск.
1) Проверка соединения с компьютером рабочей станции с помощью утилиты ping.
Ping - диагностическая утилита, которая проверяет возможность соединения с удаленным компьютером. Пример: Ping 192.168.0.11
Ping cn.dn.fio.ru
2) Проверка соединения с компьютером рабочей станции с помощью утилиты Pathping
Pathping - усовершенствованная утилита ping, которая также отражает маршрут прохождения и предоставляет статистику потери пакетов на промежуточных маршрутизаторах. Пример: Pathping 192.168.0.11
Pathping sn.dn.fio.ru
3) Просмотрите таблицу маршрутизации сервера с помощью утилиты Route.
Route - показывает и позволяет изменять конфигурацию локальной таблицу маршрутизации. Route print
4) Просмотр маршрута до соседнего сервера и до рабочей станции.
Tracert - отслеживает маршрут, по которому пакеты перемешаются на пути к пункту назначения. Пример:
tracert 192.168.0.11
tracert sn.dn.fio.ru
5) Netstat - показывает текущую информацию сетевого соединения TCP/IP.
Например, информацию о подключенном хосте и номера используемых портов. netstat Netstat -a Netstat -r Netstat -e Netstat -s
6) Ipconfig - показывает текущую конфигурацию TCP/IP на локальном компьютере.
Ключи утилиты: /release - освобождает полученный от DHCP IP - адрес. /renew - получает от DHCP новый IP - адрес. /all - показывает всю информацию о TCP/IP конфигурации. /flushdns - очищает кэш локального распознавателя DNS. /regsiterdns - обновляет адрес в DHCP и перерегистрирует его в DNS. /displaydns - показывает содержание кэша распознавателя DNS. Пример: На рабочей станции освободите полученный адрес от DHCP - сервера. Ipconfig /release Проверьте IP-адрес машины ipconfig /all Получите новый адрес Ipconfig /renew Проверьте IP-адрес машины ipconfig /all На сервере просмотрите содержание кэша DNS Ipconfig /displaydns
7) Hostname - показывает локально настроенное имя узла TCP/IP .. hostname
8) Arp - показывает и позволяет изменять кэш протокола ARP (Address Resolution Protocol), где хранится информация о соответствии IP -адресов - MAC - адресам локальных узлов.
Пример: агр -а УТИЛИТЫ КОМАНДНОЙ СТРОКИ Команды мониторинга и диагностики 2) Команда svsteminfo напечатает на экране консоли основную информацию обо всех компонентах системы с полной расшифровкой. svsteminfo /s SN svsteminfo /s CN 3) А утилита tasklist покажет процессы, запушенные на вашем компьютере: Tasklist Tasklist /v 4) openfiles — позволяет получить информацию обо всех открытых файлах локальной и удаленной операционной системы. Команды управления операционной системой 5) Shutdown - позволяет управлять штатными выключениями компьютера. Shutdown /i С помощью кнопки Обзор найдите рабочую станцию CN. Установите действие Перезагрузка. В поле примечание напишите Конец работы. Shutdown /f 7) Команда taskkill аналог команды kill в операционных системах семейства *nix, позволяет «убить» зависшее приложение. Пример: Запустите программу Блокнот. Taskkill /IM notepad.exe
2. Порядок выполнения работы:
2.1. Изучить методику поиска неисправностей аппаратными средствами для этого:
2.1.1. Последовательно подключая тестовые сетевые кабели 1-3 к сетевой карте ПК выполнить, используя омметр, прозвонку кабеля, результаты измерения занести в таблицу 1.
Таблица 1
Номер тестового сетевого кабеля Результат измерения пар кабеля, Ом Вывод о состоянии кабеля
1 2 3 4
2.1.2. Используя сетевой тестер проверить правильность разделки кабеля и определить вариант разделки кабеля результаты измерения занести в таблицу 2.
Таблица 2
Номер тестового сетевого кабеля Тип разделки
1
2
2.2. Ознакомится с методикой поиска места неисправности в кабеле ЛВС с использованием сетевого радара (TDR) для этого:
Загрузить электронную модель сетевого радара файл С:\.......\SURCUITS\Lab\Tester.ewb.
Ознакомится с расположением и назначением элементов управления модели:
LVS - кабельная линия связи
Tester– сетевой сканер
К1- переключатель состояния кабеля ЛВС нагрузка 5Ом режим короткого замыкания в линии, нагрузка 500кОм режим обрыва в линии.
Изменяя положение ключа К1 (режим КЗ-обрыв) по осциллограмме измерив время задержки импульса относительно начала развертки определить расстояние до неисправности.
, где tзад –измеренное время задержки импульса относительно начала развертки, Vраспр –скорость распространения сигнала в линии. Зарисовать с соблюдением масштаба полученные осциллограммы. Обратить внимание как определяется характер повреждения. 2V *t L распр зад
2.3. Изучить методику поиска неисправностей программными средствами.
Запуская утилиты из Командной строки меню выполнить следующие проверки:
a. Проверить с помощью утилиты ping соединение компьютера рабочей станцией с IP-адресом 192.168.1.12 и сервером «Neptun». Записать результаты работы программы.
b. Проверить с помощью утилиты Pathping соединение компьютера рабочей станцией с IP-адресом 192.168.1.12 и сервером «Neptun». Записать результаты работы программы.
c. C помощью утилиты Route просмотреть таблицу маршрутизации сервера. Записать результаты работы программы.
d. С помощью утилиты Tracert просмотреть маршрут до сервера «Neptun» и до рабочей станции с IP-адресом 192.168.1.12. Записать результаты работы программы.
e. С помощью утилиты Ipconfig выполнить следующие действия:
получить всю информацию о TCP/IP конфигурации;
Получить новый адрес для ПК;
Просмотреть на сервере содержание кэша DNS;
Записать результаты работы программы.
3. Отчет должен содержать
3.1. Название работы;
3.2. Цель работы;
3.3. Перечень оборудования и ПО;
3.4. Последовательность операций по проверки сети аппаратными средствами;
3.5. Результаты тестирования ЛВС сетевым сканером.
3.6. Полученные осциллограммы и рассчитанные места расположения неисправностей и их характер.
3.7. Результат проверки сети программными средствами.
3.8. Вывод по работе.
4. Контрольные вопросы и задания.
4.1. Каково назначение ЛВС?
4.2. Каковы основные элементы ЛВС и каково их назначение?
4.3. Какие существуют методы поиска неисправностей ЛВС?
4.4. Каков принцип работы сетевого сканера, какие типы неисправностей можно с помощью его определить и как?
4.5. Где охраняться соответствия IP И MAC адресов ?
4.6. Как проверить линию связи между ПК и сервером?
4.7. Как выполнить принудительную смену IP адреса ПК?
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6
НЕИСПРАВНОСТИ МАТЕРИНСКОЙ ПЛАТЫ.
Цель: Изучить методику определения и исправления основных неисправностей материнской платы.
Оборудование: ПК, материнская плата.
Проблемы с материнской платой могут возникать из-за неисправности в блоке питания, неисправной карты и прочих неполадках в компьютерном оборудовании. Это не удивительно, ведь материнская плата является интегрирующим центром любой системы. В нашей статье вы узнаете, как можно проверить и протестировать материнскую плату, как решить проблемы, связанные с неполадками в работе материнской платы.
Материнская плата является, пожалуй, самым важным устройством в компьютере. Все важные компоненты системы, такие как жесткий диск, оперативная память, внешние карты, процессор и видеокарта подключается к материнской плате компьютера. Она также является определяющей в выборе процессора и в том, какие карты и в каком количестве вы можете использовать, какие периферийные устройства можно подключить. Поэтому очевидно, что любая проблема в материнской плате приведет к неработоспособности компьютера. Давайте рассмотрим как можно определить неисправность материнской платы.
Тестирование и поиск неисправностей.
У каждой конкретной марки платы, обычно существует набор программного обеспечения, предназначенный для тестирования и диагностики, его можно скачать с сайта изготовителя материнской платы. Загрузив и установив программное обеспечение, далее следуйте инструкциям изготовителя.
Перезагрузите компьютер и войдите в настройки BIOS конфигурации. Запишите текущие настройки и сбросьте настройки BIOS (вариант «по умолчанию»).
Если к системному блоку, подключены какие – либо периферийные устройства, например, принтер или USB диски, отключите и отсоедините их. Отключите жесткий диск, память и процессор, выньте их из соответствующих слотов и протрите разъемы сухой тканью, далее аккуратно вставьте обратно в свои слоты и разъемы. Обратите внимание, чтобы все устройства и провода были подключены правильным образом. Делается это для того чтобы исключить поломку исходящих из-за окислений этих разъемов. Собрав систему, подключите компьютер к электропитанию и запустите компьютер. Если компьютер не запустился в штатном режиме, значит дело не в окислении разъемов наших подключаемых устройств.
Для того чтобы окончательно найти причину неисправности, можно поступить следующим образом, отключите компьютер и выньте из слотов все какие только возможно устройства, кроме процессора и видеокарты. Для теста материнской платы, желательно подключить исправную видеокарту. Включите компьютер и попытайтесь загрузить BIOS, если загрузится BIOS, и компьютер будет нормально работать, значит, дело не в материнской плате. Подключайте устройства к системе поочередно и проверяйте работу системы, пока не определите «проблемный» компонент, желательно начинать с планок оперативной памяти. Обычно если узел не исправен, спикер издает протяжный писк. Замените его, перезагрузите компьютер и настройте BIOS так, как он был настроен до того момента, как вы сбросили настройки в состояние «по умолчанию».
Да, еще хотелось бы добавить, что перед тем как выполнять все выше описанные действия, желательно подключить заведомо исправный блок питания. В большинстве случаев проблема загрузки системы заключается именно в слабом или дефектном блоке питания. Зачастую так же проблемный узел можно определить по сигналам спикера, в интернете можно найти таблицы с расшифровками кодов по определению проблемных узлов компьютера.
Если вы действительно обнаружили, что материнская плата вышла из строя, то обязательно вы должны знать немного информации как узнать модель материнской платы и знать о совместимости материнских плат.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 7
КОНФИГУРАЦИЯ МАТЕРИНСКОЙ ПЛАТЫ ПК.
1.1. Постановка задачи
Целью данной лабораторной работы является обретение навыков аппаратного определения конфигурации персонального компьютера.
Для упрощения подключения устройств электронные схемы IBM PC состоят из нескольких модулей – электронных плат. На основной плате компьютера – системной, или материнской плате – обычно располагаются:
· основной микропроцессор;
· Chipset – основной набор микросхем, которые определяют логику взаимодействия различных функциональных устройств, архитектуру материнской платы и системой шины, тип памяти (ОЗУ и кэш), тактовые частоты;
· BIOS – базовая система ввода-вывода, сейчас реализована на основе флэш-памяти, в которой записаны низкоуровневые подпрограммы обслуживания устройств;
· оперативная память – служит для временного хранения программ и данных;
· кэш-память – служит для ускорения обмена данными между процессором и ОЗУ;
· контроллер клавиатуры – ввод данных и команд в компьютер;
· дополнительные контроллеры и адаптеры (E-IDE, SVGA, FDD, SCSI, Ethernet);
· разъемы расширения – для подключения контроллеров и адаптеров внешних устройств (различают 8-, 16- и 32-разрядные разъемы);
· системная шина – передача управляющих сигналов, данных, адресация памяти.
Схемы, управляющие внешними устройствами компьютера (контроллеры или адаптеры), часто находятся на отдельных платах, вставляющихся в разъемы (слоты) на материнской плате. Через эти разъемы контроллеры устройств подключаются непосредственно к системной шине компьютера. Таким образом, наличие свободных разъемов шины обеспечивает возможность добавления к компьютеру новых устройств. Чтобы заменить одно устройство другим (например устаревший адаптер монитора на новый), надо просто вынуть соответствующую плату из разъема и вставить вместо нее другую.
1.2. Используемое аппаратное обеспечение
Системный блок.
1.3. Выполнение лабораторной работы
1. Изучите описание материнской платы ATX по руководству пользователя.
2. Убедитесь в том, что компьютерная система обесточена.
3. Установите местоположение процессора и изучите организацию его системы охлаждения. По маркировке определите тип процессора и фирму-изготовителя.
4. Установите местоположение разъемов для установки модулей оперативной памяти. Выясните их количество и тип используемых модулей (DDR).
5. Установите местоположение слотов для установки плат расширения. Выясните их количество и тип (PCI, PCI-x, AGP). Зафиксируйте их различия по форме и цвету:
Разъем шины Цвет Размер
PCI-x черный длинный
PCI белый средний
AGP коричневый короткий
6. Установите местоположение микросхемы ПЗУ. По наклейке на ней определите производителя системы BIOS данного компьютера.
7. Установите местоположение микросхем системного комплекта (чипсета). По маркировке определите тип комплекта и фирму-изготовителя.
1.4. материалы в отчет
При подготовке отчета по лабораторной работе следует использовать данные, полученные в ходе работы.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 8
СИГНАЛЫ БИОС.
1.1. Постановка задачи
Целью данной лабораторной работы является обретение студентом знаний:
назначение основного компонента материнской платы – чипсета,
архитектуру построения чипсетов фирм Intel, AMD,
характеристики чипсетов
анализировать производительность чипсетов разных производителей
Назначение, характеристики чипсетов. Компоненты, производители чипсетов.
1.2. Используемое аппаратное обеспечение
Системный блок, монитор, клавиатура, ОС.
1.3. Выполнение лабораторной работы
Изучить схемы двухмостового чипсета, диаграмму чипсета, чипсеты, состоящие только из одного чипа.
Самостоятельно составить схему чипсета на базе INTEL, AMD.
1.4. материалы в отчет
При подготовке отчета по лабораторной работе следует использовать данные, полученные в ходе работы.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 9
СИГНАЛЫ БИОС.
1.1. Постановка задачи
Целью данной лабораторной работы является обретение навыков программного и аппаратного определения конфигурации и настройки персонального компьютера с помощью базовой системы ввода-вывода.
1.2. Используемое аппаратное обеспечение
Системный блок, монитор, клавиатура, ОС.
1.3. Выполнение лабораторной работы
1. Определить тип и версию BIOS на вашем рабочем компьютере.
2. Установить на MB динамик сигналов.
3. Используя перечень сигналов определить неисправность на заранее подготовленном системном блоке
Award BIOS
> Сигналов нет - Неисправен или не подключен к материнской плате блок питания.
> Непрерывный сигнал - Неисправен блок питания. Требуется замена.
> 1 короткий сигнал - Ошибок не обнаружено. Типичное поведение исправного компьютера - компьютер загружается нормально.
> 2 коротких сигнала - Обнаружены незначительные ошибки. На экране монитора появляется предложение войти в программу CMOS Setup Utility для исправления ситуации. Проверьте надежность крепления шлейфов в разъемах жесткого диска и материнской платы.
> 3 длинных сигнала - Ошибка контроллера клавиатуры. Перезагрузите компьютер. Возможно требуется заменить материнскую плату.
> 1 длинный + 1 короткий сигналы - Обнаружены проблемы с оперативной памятью. Проверьте правильность установки модулей памяти. Либо замените на другие модули памяти.
> 1 длинный + 2 коротких сигнала - Проблема с видеокартой - наиболее часто встречающаяся неисправность. Рекомендуется вытащить плату и заново вставить. Также проверьте подключение к видеокарте монитора.
> 1 длинный + 3 коротких сигнала - Ошибка инициализации клавиатуры. Проверьте соединение клавиатуры с разъемом на материнской плате.
> 1 длинный + 9 коротких сигналов - Ошибка при чтении данных из микросхемы постоянной памяти. Перегрузите компьютер или перепрошейте содержимое микросхемы (если поддерживается этот режим).
> 1 длинный повторяющийся сигнал - Неправильная установка модулей памяти. Попробуйте вытащить и вставить их снова.
> 1 короткий повторяющийся сигнал - Проблемы с блоком питания. Попробуйте убрать накопившуюся в нем пыль.
AMI BIOS
> Сигналов нет - Неисправен или не подключен к материнской плате блок питания.
> 1 короткий сигнал - Ошибок не обнаружено. Компьютер готов к работе.
> 2 коротких сигнала - Ошибка четности оперативной памяти. Перезагрузите компьютер. Проверьте установку модулей памяти. Возможно требуется замена модулей памяти.
> 3 коротких сигнала - Ошибка при работе основной памяти (первых 64 Кбайт). Перезагрузите компьютер. Проверьте установку модулей памяти в слотах. Возможно требуется замена модулей памяти.
> 4 коротких сигнала - Неисправен системный таймер. Возможно требуется замена материнской платы.
> 5 коротких сигналов - Неисправен центральный процессор. Возможно требуется замена процессора.
> 6 коротких сигналов - Неисправен контроллер клавиатуры. Проверьте качество соединения последней с разъемом на материнской плате. Попробуйте заменить клавиа- туру. Если это не помогло, то возможно требуется заменить материнскую плату.
> 7 коротких сигналов - Неисправна материнская плата.
> 8 коротких сигналов - Проблемы с видеокартой.
> 9 коротких сигналов - Ошибка контрольной суммы содержимого микросхемы BIOS. На экране монитора может появиться соответствующее сообщение. Требуется либо замена микросхемы, либо перезапись ее содержимого (если это Flash-память).
> 10 коротких - Невозможно произвести запись в CMOS-память. Требуется замена микросхемы CMOS или материнской платы.
> 11 коротких сигналов - Неисправна внешняя кэш-память. Требуется замена модулей кэш-памяти.
> 1 длинный + 2 коротких сигнала - Неисправна видеоплата. Проверьте соединение монитора с разъемом на видеоплате. Возможно требуется замена видеокарты.
> 1 длинный + 3 коротких сигнала - Неисправна видеоплата. Проверьте соединение монитора с разъемом на видеоплате. Возможно требуется замена видеокарты.
> 1 длинный + 8 коротких сигналов - Проблемы с видеоплатой, или не подключен монитор. Проверьте еще раз установку видеоплаты в слоте расширения.
Phoenix BIOS
Производители Phonenix BIOS разработали свою систему чередующих сигналов.
> 1-1-3 - Ошибка записи/чтения данных CMOS. Требуется замена микросхемы CMOS-памяти или материнской платы. Также, возможно, разрядился аккумулятор, питающий микросхему CMOS-памяти.
> 1-1-4 - Ошибка контрольной суммы содержимого микросхемы BIOS. Требуется замена микросхемы BIOS или перепрошивка (при использовании Flash-памяти).
> 1-2-1 - Неисправна материнская плата. Выключите на некоторое время компьютер. Если не поможет, то замените материнскую плату.
> 1-2-2 - Ошибка инициализации контроллера DMA. Возможно требуется замена материнской платы.
> 1-2-3 - Ошибка при попытке чтения/записи в один из каналов DMA. Возможно требуется замена материнской платы.
> 1-3-1 - Проблема с оперативной памятью. Замените модули памяти.
> 1-3-3 - Ошибка при тестировании первых 64 Кбайт оперативной памяти. Замените модули памяти.
> 1-3-4 - Ошибка при тестировании первых 64 Кбайт оперативной памяти. Замените модули памяти.
> 1-4-1 - Неисправна материнская плата. Возможно требуется ее замена.
> 1-4-2 - Проблема с оперативной памятью. Проверьте установку модулей памяти в слотах.
> 1-4-3 - Ошибка системного таймера. Возможно требуется замена материнской платы.
> 1-4-4 - Ошибка обращения к порту ввода/вывода. Данная ошибка может быть вызвана периферийным устройством, использующим данный порт для своей работы.
> 3-1-1 - Ошибка инициализации второго канала DMA. Возможно требуется замена материнской платы.
> 3-1-2 - Ошибка инициализации первого канала DMA. Возможно требуется замена материнской платы.
> 3-1-4 - Неисправна материнская плата. Выключите на некоторое время компьютер. Если это не помогает, то придется заменить материнскую плату.
> 3-2-4 - Ошибка контроллера клавиатуры. Возможно требуется замена материнской платы.
> 3-3-4 - Ошибка при тестирования видеопамяти. Возможно, неисправна сама видеоплата. Проверьте установку видеоплаты в слоте расширения.
> 4-2-1 - Ошибка системного таймера. Возможно требуется замена материнской платы.
> 4-2-3 - Ошибка при работе линии А20. Неисправен контроллер клавиатуры. Попробуйте заменить материнскую плату или контроллер клавиатуры.
> 4-2-4 - Ошибка при работе в защищенном режиме. Возможно, неисправен центральный процессор.
> 4-3-1 - Ошибка при тестировании оперативной памяти. Проверьте установку модулей в слотах. Возможно требуется замена модулей памяти.
> 4-3-4 - Ошибка часов реального времени. Возможно требуется замена материнской платы.
> 4-4-1 - Ошибка тестирования последовательного порта. Может быть вызвана устройством, использующим последовательный порт для своей работы.
> 4-4-2 - Ошибка тестирования параллельного порта. Может быть вызвана устройством, использующим параллельный порт для своей работы.
> 4-4-3 - Ошибка при тестировании математического сопроцессора. Возможно требуется замена материнской платы.
1.4. материалы в отчет
При подготовке отчета по лабораторной работе следует использовать данные, полученные в ходе работы.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 10
УСТАНОВКА И НАСТРОЙКА ВИДЕОАДАПТЕРА НА ПК.
Постановка задачи
Целью данной лабораторной работы является обретение студентом знаний:
Основные характеристики видеоадаптеров;
Типы видеоадаптеров;
Типы интерфейсов, их характеристики;
Новинки видеокарт;
Практическое умение установки видеоадаптера в ПК.
Установка и настройка необходимого программного обеспечения видеоадаптера на ПК;
Использование аппаратного обеспечения
Системный блок, монитор, клавиатура, мышь, ОС, ПО – видеокарты.
Выполнение лабораторной работы
Теоретическое обоснование
Видеоадаптер – устройство, формирующее сигналы управления монитором и представляющую плату расширения, установленную в разъем системной платы Также встречаются видеоадаптер встроенные непосредственно в системную плату.
Для работы видеоадаптера необходимы следующие основные компоненты:
BIOS
Графический процессор, называемый набором микросхем системной логики видеоадаптер;
Видеопамять;
Цифроаналоговый преобразователь
Разъем;
Видеодрайвер.
Интерфейсы
Скорость обработки видеоинформации зависит от используемой в компьютере системной шины. В старых системах видеоадаптер устанавливались в разъемы шины ISA – 16 разрядную шину с тактовой частотой 8,33 МГц. В июле 1992 года Intel внедрила в свои разработки шину PCI. которая максимально «приближала» периферийные устройства к процессору. видеоадаптер, предназначенные для шины PCI, повысили производительность системы и соответствуют технологии Plug and Play.
Видеоадаптер предназначен для шины AGP – ускоренной графической шины, выделенной специально для видеоадаптеров.
PCI Express, или PCIe также известная как 3GIO for 3rd — компьютерная шина, использующая программную модель шины PCI и высокопроизводительный физический протокол, основанный на последовательной передаче данных.
Mini PCI Express — формат шины PCI Express для портативных устройств.
Драйвер
Программный драйвер – существенный элемент видеосистемы, с помощью которого осуществляется связь программного обеспечения с видеоадаптером. Видеодрайверы используются для поддержки процессора видеоадаптера. Видеодрайвер также обеспечивает интерфейс, который используется для настройки методов управления дисплеем, применяемых адаптером.
Основные характеристики видеоадаптеров:
• ширина шины памяти, измеряется в битах — количество бит информации, передаваемой в секунду. Важный параметр в производительности карты.
• количество видеопамяти, измеряется в Мегабайтах — встроенная оперативная память на самой плате, значение показывает, какой объем информации может хранить графическая плата.
• частоты ядра и памяти — измеряются в Мегагерцах, чем больше, тем быстрее видеокарта будет обрабатывать информацию.
• техпроцесс — технология печати, измеряется в нанометрах (нм.), современные карты выпускаются по 110 нм или 90 нм нормам техпроцесса. Чем меньше данный параметр, тем больше элементов можно уместить на кристалле.
• текстурная и пиксельная скорость заполнения, измеряется в млн. пикселей в секунду, показывает количество выводимой в информации в единицу времени.
• выводы карты — раньше видеоадаптер имел всего один разъём VGA, сейчас платы оснащают в дополнение выходом DVI—I или просто с двумя DVI-I для подключения двух ЖК-мониторов, а также композитными видеовыходом и видеовходом (обозначается, как ViVo)
Известные производители
На рынке по производству дискретных графических процессоров всего две компании – NVIDIA и ATI/AMD. А их партнеры, такие как ASUS, Gigabyte, Sapphire, MSI и др., занимаются продажей видеокарт на базе GPU или от NVIDIA, или от ATI/AMD.
Radeon — семейство графических процессоров компании ATI и, впоследствии, AMD Graphics Product Group. Появилось в 2000 году, заменив серию Rage.
GeForce — бренд семейства графических процессоров и чипсетов материнских плат компании NVIDIA, ориентированного на потребительский рынок. Графические процессоры GeForce используются преимущественно в видеоадаптерах для персональных и переносных компьютеров.
У каждого из таких производителей есть как свои плюсы, так и минусы. В прошлом разработкой и выпуском видеоплат занимались сами производители и не всегда их разработки были безупречными. За ошибки в производстве приходилось расплачиваться покупателям, пользователи получали проблемы с качеством изображения, перегревом и стабильностью.
Новинки:
2032635880110Как и ожидалось, сегодня в Шанхае компания NVIDIA представила свою двухчиповую видеокарту – GeForce GTX 690. Модель основана на двух GК104 с архитектурой Kepler, аналогичных тем, что используются для GeForce GTX 680.
GeForce GTX 690 в общей сложности имеет 3072 потоковых вычислителя CUDA. Штатная частота GPU составляет 915 МГц, при этом GPU Boost позволяет ядрам автоматически ускоряться до 1019 МГц. Видеокарта оснащена 4 ГБ памяти GDDR5, которая работает на 6008 МГц. Каждому чипу доступны 2 ГБ, которые связаны с процессорами 256-битовой шиной.
Для GeForce GTX 690 применяется 10-слойная печатная плата и низкопрофильные качественные компоненты. Силовая подсистема использует 10-фазную схему – по пять фаз для каждого GPU, а также две отдельные фазы для питания памяти. Согласование работы обоих графических ядер производится с помощью скоростного моста PLX, имеющего пропускную способность, соответствующую спецификации PCI Express 3.0.
Практическая часть
До того как устанавливать новый видеоадаптер, необходимо выполнить некоторые подготовительные действия. Независимо от того какую версию Windows используется на компьютере, прежде чаем вынимать старый видеоадаптер и устанавливать новый, рекомендуется установить режим отображения VGA и количество цветов 16. Это гарантирует, что Windows с установленным стандартным драйвером сможет работать с вашим новым видеоадаптер.
Щелкните по кнопке Дополнительно →В появившемся диалоговом окне свойств используемого видеоадаптера перейдите во вкладку Адаптер и щелкните на кнопке Изменить
В появившемся окне Обновление драйверов щелкните на кнопке Далее. В следующем окне мастера щелкните на переключателе Отобразить спиок всех а затем на кнопке
В появившемся окне Обновление драйверов щелкните на кнопке Далее. В следующем окне мастера щелкните на переключателе Отобразить спиок всех драйверов а затем на кнопке Далее.
Когда появится диалоговое окно Обновление драйверов , щелкните в нем на переключателе Отобразить полный список устройств. В видоизменившемся диалоговом окне в левом списке Изготовители выберите пункт Стандартные видеоадаптер. Затем в правом списке Модели выберитепункт Стандартный видеоадаптер (VGA) и щелкните на кнопке Далее.
После всей проделанной процедуры, нам следует установить сам видеоадаптер. Для этого мы должны:
Выключите ПК и отсоедините его от сети. Откройте корпус компьютера.
Отсоедините кабель монитора, подсоединенный к старому видеоадаптеру.
Вставьте новый видеоадаптер в слот PCI-e.
На некоторых системных платах имеются встроенные видеокарты. Такую карту необходимо отключить, прежде,чем добавлять в ПК новый видеоадаптер. Для того, чтобы отключить встроенную видеокарту, обратитесь к документации ПК. Во многих случах это производится использованием программы конфигурирования аппартных средств Setup BIOS.
Закройте корпус компьютера и подсоедините кабель монитора к новому видеоадаптеру и включите компьтер.
Установите драйвер для нового видеоадаптера.
1.4 Отчёт
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 11
ИЗУЧЕНИЕ РАБОТЫ ЗВУКОВЫХ СИСТЕМ
1.1. Постановка задачи
Целью данной лабораторной работы является обретение навыков по установке и настройке звуковой карты..
Как известно, звуковые волны, преобразованные в электрический сигнал, например через микрофон, представляют собой так называемый аналоговый сигнал. Частоты звуковых (слышимых) колебаний лежат в диапазоне от 17–20 Гц до 20 кГц. Реальные звуки помимо громкости и частоты характеризуются также тембром. В этом случае кроме основного тона (колебания основной частоты) в сигнале присутствуют также колебания более высоких частот обертона. Именно амплитудами обертонов и характеризуется тембр (насыщенность) звука.
В общем случае IBM РС-совместимые компьютеры имеют несколько возможностей для генерирования (воспроизведения) звука с использованием звуковой карты. Разумеется, выбор конкретного способа зависит в первую очередь от типа конкретной карты. Обычно в функциональном составе звуковых плат можно выделить следующие узлы: модуль для записи и воспроизведения звука, модуль синтезатора и модуль интерфейсов. Таким образом, для воспроизведения звука может использоваться цифро-аналоговое преобразование. В этом случае цифровые выборки реального звукового сигнала хранятся в памяти компьютера (например в виде WAV-файлов) и преобразовываются в аналоговый сигнал через цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП).
Второй способ воспроизведения звука заключается в его синтезе. Компьютер передаст на звуковую карту некоторую управляющую информацию, по которой и формируется выходной аналоговый сигнал. В настоящее время применяются две основные формы для синтеза звукового сигнала. Это синтез с использованием частотной модуляции (Frequency Modulation), или FM-синтез и синтез с использованием таблицы волн (WaveTable) так называемый табличный, или WT-синтез.
WT (WaveTable – таблица волн) – воспроизведение заранее записанных в цифровом виде звучаний – самплов (samples). Инстpументы с малой длительностью звучания обычно записываются полностью, а для остальных может записываться лишь начало/конец звука и небольшая "сpедняя" часть, котоpая затем пpоигpывается в цикле в течение нужного вpемени. Для изменения высоты звука оцифpовка пpоигpывается с pазной скоpостью, а чтобы пpи этом сильно не изменялся хаpактеp звучания – инстpументы составляются из нескольких фрагментов для pазных диапазонов нот. В сложных синтезатоpах используется паpаллельное пpоигpывание нескольких самплов на одну ноту и дополнительная обpаботка звука (модуляция, фильтpование, pазличные "оживляющие" эффекты и т.п.). Большинство плат содеpжит встpоенный набоp инстpументов в ПЗУ, некотоpые платы позволяют дополнительно загpужать собственные инстpументы в ОЗУ платы, а платы семейства GUS (кpоме GUS PnP) содеpжат только ОЗУ и набоp стандаpтных инстpументов на диске. Hекотоpые модели PCI-плат позволяют использовать для загpузки инстpументов общее ОЗУ компьютеpа (UMA – Unified Memory Architecture, унифициpованная аpхитектуpа памяти).
Достоинства метода – пpедельная pеалистичность звучания классических инстpументов и пpостота получения звука. Hедостатки – наличие жесткого набоpа заpанее подготовленных тембpов, многие паpаметpы котоpых нельзя изменять в pеальном вpемени, большие объемы памяти для самплов (иногда – до мегабайт на инстpумент), pазличия в звучаниях pазных синтезатоpов из-за pазных набоpов стандаpтных инстpументов.
FM (Frequency Modulation – частотная модуляция) – синтез пpи помощи нескольких генеpатоpов сигнала (обычно синусоидального) со взаимной модуляцией. Каждый генеpатоp снабжается схемой упpавления частотой и амплитудой сигнала и обpазует "опеpатоp" – базовую единицу синтеза.
Чаще всего в звуковых картах применяется 2-опеpатоpный (OPL2) синтез и иногда – 4-опеpатоpный (OPL3) (хотя большинство каpт поддеpживает pежим OPL3, стандаpтное пpогpаммное обеспечение для совместимости пpогpаммиpует их в pежиме OPL2). Схема соединения опеpатоpов (алгоpитм) и паpаметpы каждого опеpатоpа (частота, амплитуда и закон их изменения во вpемени) опpеделяют тембp звучания; количество опеpатоpов и степень тонкости упpавления ими опpеделяет пpедельное количество синтезиpуемых тембpов.
Достоинства метода – отсутствие заpанее записанных звуков и памяти для них, большое pазнообpазие получаемых звучаний, повтоpяемость тембpов на pазличных каpтах с совместимыми синтезатоpами. Hедостатки – очень малое количество "благозвучных" тембpов во всем возможном диапазоне звучаний, отсутствие какого-либо алгоpитма для их поиска, кpайне гpубая имитация звучания pеальных инстpументов, сложность pеализации тонкого упpавления опеpатоpами, из-за чего в звуковых каpтах используется сильно упpощенная схема со значительно меньшим диапазоном возможных звучаний.
Помимо этого, компьютер также может управлять устройством, которое либо выдает команды для синтеза звука другим устройством, либо само способно воспроизводить (или синтезировать) звук. В этом случае специальная управляющая информация между такими устройствами передастся по так называемому Mid-интерфейсу (Musical Instruments Digital Interface), а устройство, подключаемое к такому интерфейсу, называется Mid-устройством. В настоящее время существует два вида Mid-интерфейса: UART Mid и MPU-401.
MIDI (Musical Instrument Digital Interface) – цифpовой интеpфейс музыкальных инстpументов, разpаботан в 1982 г. гpуппой ведущих пpоизводителей электpонных инстpументов для унификации методов упpавления ими и объединения нескольких инстpументов в единую систему. Midi – скорее не метод записи звука, а способ записи команд, посылаемых музыкальным инструментам. Mid-файл (обычно это файл с расширением MID) содержит ссылки на ноты, а не запись музыки как таковой. Когда Mid-совместимая звуковая карта получает Mid-файл, карта ищет необходимые звуки в таблице через эти ссылки. В таблице указано, какой инструмент должен звучать для определенной ссылки. Например, большой барабан определен как 55. Когда звуковая карта находит ссылку с номером 55, она выдает звук большого барабана.
Mid-файлы могут проигрываться как на картах с FM-синтезом, так и на картах, основанных на табличном синтезе. Синтезаторы, которые установлены на недорогих звуковых картах, имеют ограниченное число одновременно воспроизводимых голосов (полифония) – до 20 при использовании синтезатора Yamaha OPL3.
Принципиально новым методом явился синтез на базе таблиц волн (Wave Table Synthesis). Его применение позволило радикальным образом решить проблему "в лоб". Вам хочется сыграть определенную ноту на инструменте? Возьмите образец и проиграйте его с более высокой или низкой скоростью – в зависимости от того, какую ноту вам требуется извлечь. В результате получите практически оригинальный звук. Карты, поддерживающие такой тип синтеза, обычно имеют несколько мегабайт памяти для хранения образцов звучания инструментов. Чем больше объем памяти на карте, тем реалистичней становится звучание, ибо в памяти хранится больше образцов, записанных с более высоким разрешением. Стандарт General Mid описывает около 200 инструментов, которые могут использоваться в Mid-файлах. Для хранения образцов звучания таких инструментов требуется до 2-х Мбайт памяти. Отметим, что качество звучания карты, работающей на принципе табличного синтеза, сильно зависит от качества звучания образцов инструментов, хранящихся в памяти этой карты. Если, например, на хранение каждого образца отводится всего несколько килобайт, качество звучания не будет сильно отличаться от качества звучания при FM-синтезе. Обычно на каждый образец отводится порядка 20 Кбайт памяти, то есть всего около 4 Мбайт для всех образцов. Первой картой, использующей принцип хранения образцов звучания инструментов в ОЗУ вместо ПЗУ, стала карта Gravis Ultrasound фирмы Advanced Gravis. Образцы хранятся на диске и загружаются в процессе воспроизведения звуковых сигналов. Кроме того, существует возможность для изменения звучания инструментов, а также замены их.
1.2. Используемое аппаратное и программное обеспечение
Персональный компьютер, Операционные системы (Windows ХР/vista/7), сопровождающие звуковую карту ПО, программа эмуляции WT-синтеза..
1.3. Выполнение лабораторной работы
1. Укажите тип звуковой карты.
2. Определите разрядность звуковой карты.
3. Определите максимальную частоту дискретизации.
4. Присутствует ли на карте Midi-интерфейс.
5. По описанию отметьте количество операторов звуковой карты и рассчитайте количество музыкальных инструментов, которые одновременно могут быть сгенерированы.
6. Укажите, какие типы звукового синтеза реализуются предложенной звуковой картой.
7. Определите, поддерживает ли звуковая плата полный дуплекс.
8. Обеспечьте звуковую карту необходимым комплектом драйверов.
9. Установите программное обеспечение эмуляции WT-синтеза, изучите его основные настройки и сконфигурируйте его.
10. Осуществите прослушивание MIDI-файла, используя FM-синтез. Оцените его качество и реалистичность.
11. Осуществите прослушивание MIDI-файла, используя установленное ПО WT-синтеза с различным количеством инструментов и по возможности с различными банками инструментов. Оцените качество и реалистичность звука при различных настройках. Сравните с качеством FM-синтеза.
Все производимые действия с компьютером комментируются студентом.
1.4. материалы в отчет
При подготовке отчета по лабораторной работе следует использовать данные, полученные в ходе работы, причем данные, полученные обоими методами, следует приводить раздельно для сравнения точности обоих методов.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 12
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ МИКРОПРОЦЕССОРА.
1.1. Постановка задачи
Целью данной лабораторной работы является обретение студентом знаний:
основные характеристики процессоров;
типы процессоров;
основные современные модели.
использовать встроенное и диагностическое ПО для определения параметров микропроцессоров
1.2. Используемое аппаратное обеспечение
Системный блок, монитор, клавиатура, ОС, ПО CPU-Z.
1.3. Выполнение лабораторной работы
1.С помощью программы CPU-Z определить характеристики процессора на вашем рабочем компьютере и заполнить приведённую ниже таблицу
Характеристика Значение
Название процессора Ядро Тип разъёма Тактовая частота Технологические нормы (в микронах) Напряжение питания ядра Поддерживаемый набор инструкций Общий размер кэша первого уровня Общий размер кэша второго уровня Общий размер кэша третьего уровня 1.4. Отчет При подготовке отчета по лабораторной работе следует использовать данные, полученные в ходе работы.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 13
СЪЁМ И УСТАНОВКА МИКРОПРОЦЕССОРА.
1.1. Постановка задачи
Целью данной лабораторной работы является обретение студентом навыка по
монтажу и демонтажу микропроцессора и охлаждающей его системы.
Во всех современных процессорах имеется кэш (по-английски - cache) - массив сверхскоростной оперативной памяти, являющейся буфером между контроллером сравнительно медленной системной памяти и процессором. В этом буфере хранятся блоки данных, с которыми CPU работает в текущий момент, благодаря чему существенно уменьшается количество обращений процессора к чрезвычайно медленной (по сравнению со скоростью работы процессора) системной памяти. Тем самым заметно увеличивается общая производительность процессора.
При этом в современных процессорах кэш давно не является единым массивом памяти, как раньше, а разделен на несколько уровней. Наиболее быстрый, но относительно небольшой по объему кэш первого уровня (обозначаемый как L1), с которым работает ядро процессора, чаще всего делится на две половины - кэш инструкций и кэш данных. С кэшем L1 взаимодействует кэш второго уровня - L2, который, как правило, гораздо больше по объему и является смешанным, без разделения на кэш команд и кэш данных. Некоторые десктопные процессоры, по примеру серверных процессоров, также порой обзаводятся кэшем третьего уровня L3. Кэш L3 обычно еще больше по размеру, хотя и несколько медленнее, чем L2 (за счет того, что шина между L2 и L3 более узкая, чем шина между L1 и L2), однако его скорость, в любом случае, несоизмеримо выше, чем скорость системной памяти.
Процессорная (иначе - системная) шина, которую чаще всего называют FSB (Front Side Bus), представляет собой совокупность сигнальных линий, объединенных по своему назначению (данные, адреса, управление), которые имеют определенные электрические характеристики и протоколы передачи информации. Таким образом, FSB выступает в качестве магистрального канала между процессором (или процессорами) и всеми остальными устройствами в компьютере: памятью, видеокартой, жестким диском и так далее. Непосредственно к системной шине подключен только CPU, остальные устройства подсоединяются к ней через специальные контроллеры, сосредоточенные в основном в северном мосте набора системной логики (чипсета) материнской платы. Хотя могут быть и исключения - так, в процессорах AMD семейства К8 контроллер памяти интегрирован непосредственно в процессор, обеспечивая, тем самым, гораздо более эффективный интерфейс память-CPU, чем решения от Intel, сохраняющие верность классическим канонам организации внешнего интерфейса процессора. Основные параметры FSB некоторых процессоров приведены в табл.2:
Таблица 2 - Основные параметры FSB
Процессор частота FSB, МГц Тип FSB Теоретическая пропускная способность FSB, Мб/с
Intel Pentium III 100/133 AGTL+ 800/1066
Intel Pentium 4 100/133/200 QPB 3200/4266/6400
Intel Pentium D 133/200 QPB 4266/6400
Intel Pentium 4 EE 200/266 QPB 6400/8533
Intel Core 133/166 QPB 4266/5333
Intel Core 2 200/266 QPB 6400/8533
AMD Athlon 100/133 EV6 1600/2133
AMD Athlon XP 133/166/200 EV6 2133/2666/3200
AMD Sempron 800 HyperTransport 6400
AMD Athlon 64 800/1000 HyperTransport 6400/8000
1.2. Используемое аппаратное обеспечение
Системный блок, монитор, клавиатура, ОС.
1.3. Выполнение лабораторной работы
1. Установить процессор и кулер на материнскую плату. Комментировать все производимые действия.
1.3. Отчет При подготовке отчета по лабораторной работе следует использовать данные, полученные в ходе работы.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 14
ТИПЫ КОРПУСОВ МИКРОПРОЦЕССОРА И МАРКИРОВКА.
1.1. Постановка задачи
Целью данной лабораторной работы является обретение знаний о назначении, конструктивном исполнении микропроцессоров. Классификация и типы процессоров. Обзор основных современных моделей. Разъемы для подключения микропроцессоров.
Маркировка МП фирмы Intel.
Трехзначный процессорный номер (Processor Number, или просто PN) у Intel, используемый с 2004 года вместо тактовой частоты в обозначении процессоров ряда Pentium/Celeron, в отличие от рейтинга процессоров AMD, не является технической характеристикой процессора и не имеет отношения к его производительности. Фактически, это условное обозначение конкретной модели процессора, лишь только первая цифра PN несет определенную смысловую нагрузку - указывает на серию процессора, хотя и две остальные цифры, в принципе, тоже кое-что могут сказать. Например, процессор с большими цифрами несколько производительнее (или при той же производительности имеет какие-либо дополнительные навороты) другого процессора с меньшими цифрами, но все это исключительно в рамках одной и той же серии. Для прямого сравнения процессоров различных продуктовых линеек, PN использовать нельзя. В процессоры нового семейства Core Intel ввела новую пятизначную буквенно-цифровую маркировку. В данном обозначении первая буква индекса обозначает уровень энергопотребления (TDP - Thermal Design Power, тепловой пакет) чипа. На этом месте могут быть следующие символы:
U - Ultra low voltage (TDP - ниже 15 Вт);
L - Low voltage (TDP - от 15 до 25 Вт);
T - sTandard mobile (TDP - от 25 до 55 Вт);
E - standard dEsktop (TDP - от 55 до 75 Вт);
X - eXtreme (TDP - выше 75 Вт).
Остальные четыре цифры обозначают модификацию процессора, как и у процессоров Pentium 4: чем больше индекс, тем производительнее процессор.
Новая система маркировки МП фирмы AMDпредполагает, наряду с традиционным обозначением бренда и класса, еще и буквенно-цифровой код модели (см. табл.2).
Таблица 2 –Маркировка МП
Бренд Класс Модель
Phenom FX -
Phenom X4 GP-7xxx
Phenom X2 GS-6xxx
Athlon X2 BE-2xxx
Athlon X2 LS-2xxx
Sempron - LE-1xxx
Первый символ в названии модели процессора определяет его класс:
G - High-end;
B - Mainstream;
L - Low-End.
Второй символ определяет энергопотребление процессора:
P - более 65 Вт;
S - 65 Вт;
E - менее 65 Вт (класс Energy Efficient).
Первая цифра обозначает принадлежность процессора к определенному семейству:
1 - одноядерные Sempron;
2 - двухъядерные Athlon;
6 - двухъядерные Phenom X2;
7 - четырехъядерные Phenom X4.
Вторая цифра будет обозначать уровень производительности конкретного процессора в пределах семейства.
Две последние цифры будут определять модификацию процессора.
Таким образом, новейшие двух- и четырехъядерные процессоры станут обозначаться как AMD Phenom X2 GS-6xxx и Phenom X4 GP-7xxx. Экономичные двухъядерники среднего класса - Athlon X2 BE-2xxx, а бюджетные AMD Athlon и Sempron станут именоваться как Athlon X2 LS-2xxx и Sempron LE-1xxx. А пресловутая цифра 64, указывающая на поддержку 64-битной архитектуры, исчезнет из имени процессора Athlon.
Типы корпусов МП
.
PGA
3543300147320
Процессор в корпусе CPGA Процессор в корпусе FCPGA
Рисунок 5 – Корпуса процессоров
PGA (Pin Grid Array) — корпус с матрицей выводов. Представляет собой квадратный или прямоугольный корпус с расположенными в нижней части штырьковыми контактами. В современных процессорах контакты расположены в шахматном порядке. В зависимости от материала корпуса выделяют три варианта исполнения:
PPGA (Plastic PGA) — имеет пластиковый корпус;
CPGA (Ceramic PGA) — имеет керамический корпус;
OPGA (Organic PGA) — имеет корпус из органического материала;
Существуют следующие модификации корпуса PGA:
FCPGA (Flip-Chip PGA) — в данном корпусе открытый кристалл процессора расположен на верхней части корпуса.
FCPGA2 (Flip-Chip PGA 2) — отличается от FCPGA наличием теплораспределителя, закрывающего кристалл процессора.
μFCPGA (Micro Flip-Chip PGA) — компактный вариант корпуса FCPGA.
μPGA (Micro PGA) — компактный вариант корпуса FCPGA2.
Для обозначения корпусов с контактами, расположенными в шахматном порядке иногда используется аббревиатура SPGA (Staggered PGA).
BGA
BGA (Ball Grid Array) — представляет собой корпус PGA, в котором штырьковые контакты заменены на шарики припоя. Предназначен для поверхностного монтажа. Чаще всего используется в мобильных процессорах, чипсетах и современных графических процессорах. Существуют следующие варианты корпуса BGA:
FCBGA (Flip-Chip BGA) — в данном корпусе открытый кристалл процессора расположен на верхней части корпуса, изготовленного из органического материала.
μBGA (Micro BGA) и μFCBGA (Micro Flip-Chip BGA) — компактные варианты корпуса.
LGA
Рисунок 6 - Процессор в корпусе FCLGA4
LGA (Land Grid Array) — представляет собой корпус PGA, в котором штырьковые контакты заменены на контактные площадки. Может устанавливаться в специальное гнездо, имеющее пружинные контакты, либо устанавливаться па печатную плату. В зависимости от материала корпуса выделяют два варианта исполнения:
CLGA (Ceramic LGA) — имеет керамический корпус;
PLGA (Plastic LGA) — имеет пластиковый корпус;
OLGA (Organic LGA) — имеет корпус из органического материала;
Существует компактный вариант корпуса OLGA с теплораспределителем, имеющий обозначение FCLGA4.
3657600137795Картриджи
Процессор в корпусе SECC Процессор в корпусе SECC2
Рисунок 7 – Процессор в картридже
Процессорные картриджи представляют собой печатную плату с установленными на ней процессором и вспомогательными элементами. Существует несколько видов процессорных картриджей:
SECC (Single Edge Contact Cartridge) — полностью закрытый картридж с теплоотводной пластиной, обеспечивающей тепловой контакт между корпусом картриджа и процессором.
SECC2 (Single Edge Contact Cartridge) — картридж без теплоотводной пластины.
SEPP (Single Edge Processor Package) — полностью открытая печатная плата.
MMC (Mobile Module Connector) — картридж с открытым кристаллом процессора, предназначенный для мобильных компьютеров.
Разъемы для подключения МП
Рисунок 8 – Процессорный разъем Socket 939
Socket 939 — разъём для процессоров фирмы AMD. Содержит 939 контактов очень малого диаметра вследствии чего они очень мягкие. Этот разъём является "упрощённой" версией предыдущего разъёма Socket 940 применявшегося в серверах и высокопроизводительных компьютерах. Отсутствие одного отверстия в разъёме не позволяло устанавливать в него более дорогие процессоры.
Это очень удачный разъём для своего времени сочетавший в себе большие возможности и двухканальный (2x64 разряда) доступ к памяти, и при этом невысокую стоимость как самого разъёма, так и контроллеров на материнской плате компьютера, т. к. контроллер памяти находился внутри процессора.
Данный разъём применялся для компьютеров с обычной DDR-памятью. Теперь, после перехода на DDR2, морально устарел и уступил место разъёму AM2. В ближайшем будущем планируется переход на новую память DDR3 и новые разъёмы AM2+, AM3 для следующих четырёхядерных процессоров.
Socket 940 появился в 2003 году, имел 940 выводов и был предназначен для серверных процессоров AMD Opteron и топовых игровых процессоров Athlon 64 FX.
В 2003 году с ним были выпущены процессоры на ядрах SledgeHammer (Opteron) и ClawHammer (Athlon 64 FX).
В 2004 году Athlon 64 FX перешел на разъем Socket 939 для унификации платформы с настольными процессорами Athlon 64, серверные процессоры остались в том же состоянии.
В 2005 году была полностью сменена линейка ядер для серверых процессоров Opteron: сместо ядра SledgeHammer появилось целых 3 ядра семейства: Athens, Troy и Venus. Последнее из ядер, самое младшее в линейке, почти сразу же также было переведено на Socket 939. Остальные же 2 ядра держались до середины 2006 года, используя Socket 940.
Но с приходом очередного обновления ядер процессоров линейки Opteron в середине 2006 года на Santa Rosa и Santa Ana в замен Athens и Troy, были сменены и процессорные сокеты на Socket F (LGA 1207).
Рисунок 9 – Процессорный разъем Socket AM2
Socket AM2 (ранее называвшийся Socket M2, но переименованный во избежание путаницы с процессорами Cyrix MII) — это процессорное гнездо, разработанное фирмой AMD для настольных процессоров высокопроизводительного, мейнстримового и бюджетного сегментов. Он был выпущен 23 мая 2006 года в качестве замены для Socket 939 и Socket 754. Хотя он имеет 940 контактов, он не совместим с Socket 940, поскольку более старый Socket 940 не поддерживает двухканальную оперативнную память DDR2. DDR2 работает на более высоких частотах и потребляет меньше энергии, чем память DDR, которую поддерживал предыдущий Socket 939.
Socket AM2 — это одно из процессорных гнёзд AMD следующего поколения, включающего также Socket F для серверов и Socket S1 для мобильных компьютеров.
AMD объявила, что процессоры для Socket AM3 будут работать на материнских платах с гнездом Socket AM2, но не наоборот (то есть процессор для Socket AM2 не будет работать на плате с гнездом Socket AM3). Это связано с тем, что процессоры AM3 будут иметь новый контроллер памяти, поддерживающий одновременно и память DDR2, и память DDR3, обеспечивая таким образом обратную совместимость с материнскими платами AM2, но поскольку у процессоров AM2 отсутствует новый контроллер памяти, они не смогут работать на материнских платах AM3.
Разъем Socket AM2, который заменил Socket 754 и Socket 939, имеет 940 ножек (как и серверный Socket 940, но они не совместимы!), используется в массовых одно- и двухъядерных процессорах Athlon 64, престижных Athlon 64 FX и бюджетных Sempron. Процессоры Socket AM2 работают с памятью типа DDR2 с частотами от 533 до 800 МГц (PС4200, PC5300 или PС6400) в двухканальном режиме, память типа Registered и ECC не поддерживается. В остальном процессоры AMD для Socket AM2 полностью идентичны процессорам для Socket 939, производство которых в настоящее время прекращено.
В соответствии с планами AMD, в начале 2008 года современный Socket AM2 сменился сначала на Socket AM2+, а затем и на Socket AM3. Единственным серьезным отличием Socket AM2 от Socket AM2+ станет внедрение поддержки новой высокоскоростной шины HyperTransport 3.0. Ее использование существенно увеличит пропускную способность процессор-чипсет (а также процессор-процессор в случае мультипроцессорных решений). Процессоры Socket AM3 (рисунок 10), кроме того, поддерживают новый тип памяти DDR3.
Рисунок 10 – Процессорный разъем сокет АМ3
Наиболее характерным отличием процессорного разъема LGA775 от предшественников является его принципиально новая конструкция. Процессоры в форм-факторе LGA775 (Land Grid Array) лишены процессорных ножек, вместо которых есть плоские контактные площадки на нижней поверхности процессора. Подпружиненные контактные ножки располагаются в самом процессорном гнезде. Крепление процессора в таком гнезде выполняется путем его точной установки на контактах, благодаря специальной ограничивающей рамке и использованию прижимной клипсы, равномерно распределяющей нагрузку по всей поверхности CPU. Такая конструкция разъема, по мнению компании Intel, позволяет поднять частотный потенциал новых процессоров, а также существенно снижает их стоимость (рисунок 11).
Рисунок 11 - Процессорный разъем LGA775
Socket H (или LGA 1156) — преемник процессорного разъема LGA775 для настольных систем и процессорного разъема LGA771 для серверов среднего и начального уровня от Intel. Является альтернативой более дорогой платформе на основе чипсета X58 и сокета LGA1366.
Выполнен по технологии Land Grid Array (LGA). Представляет из себя разъём с подпружиненными или мягкими контактами, к которым с помощью специального держателя с захватом и рычага прижимается процессор, не имеющий штырьковых контактов.
Рисунок 12 - Процессорный разъем LGA1156
Socket B (или LGA 1366) — преемник процессорного разъема LGA775 для высокопроизводительных настольных систем и процессорного разъема LGA771 для серверов от Intel.
Выполнен по технологии Land Grid Array (LGA). Представляет из себя разъём с подпружиненными или мягкими контактами, к которым с помощью специального держателя с захватом и рычага прижимается процессор, не имеющий штырьковых контактов.. Поддерживает процессоры серии Core i7(9xx линейки) и в процессорах серии Xeon(55xx линейки).
Рисунок 13 - Процессорный разъем LGA1366
1.2. Используемое аппаратное обеспечение
Системный блок, монитор, клавиатура, ОС.
1.3. Выполнение лабораторной работы
1. По предоставленному перечню микропроцессоров составить по каждому технологическую карту. Записать. Расшифровать значения.
1.3. Отчет При подготовке отчета по лабораторной работе следует использовать данные, полученные в ходе работы.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 15
Методика проведения ТО матричного принтера.
Цель: Изучить методику проведения ТО матричного принтера. Освоить методику составления алгоритма поиска неисправностей на узла подачи бумаги . Оборудование: ПК, матричный принтер. Электронная модель тракта узла подачи бумаги.
1. Теоретические сведения
1.1. Устройство принтера
Типовая структурная схема принтера состоит из (Рис.1):
Интерфейсный разъема;
Источника питания;
Основная логическая плата содержит:
o Узел управления (микро ЭВМ, ЦП),
o ОЗУ
o Энергонезависимая память (ПЗУ),
o ПЛМ
o Схема управления ШД каретки и узла подачи бумаги
o Схема управления ПГ
Пульт управления содержит:
o Индикаторы
o Кнопки управления
Печатающий механизм содержит:
o ШД подачи бумаги
o ШД каретки
o ПГ
o Датчики
Рис. 1 Структурная схема матричного принтера
1.2. Профилактическое обслуживание принтера
Известно, что при правильной профилактике и эксплуатации принтера вероятность механических неисправностей принтера близка к нулю. Регулярная чистка принтера производится пылесосом и с последующей протиркой механических частей спиртом или бензином. Проверка принтера производится ежедневно и периодически. Ежедневная проверка включает в себя: • тестирование в режиме самотеста; • ручное продвижение каретки в крайнее левое и правое положение; • проверка работы картриджа с красящей лентой; • проверка качества печати; • проверка режимов подачи бумаги; • проверка состояния ПГ. После 6 месяцев эксплуатации принтера необходимо проводить периодическую проверку и смазку. Периодическая проверка включает в себя: • проверка деформации троса или резинового шкива пошагового продвижения каретки; • измерение зазора между ПГ и валиком; • осмотр блок-контактов, датчиков, при необходимости их чистка; • чистка ПГ; • проверка механизма продвижения каретки и подачи бумаги; • замена картриджа с красящей лентой или ленты; • проверка исправности иголок ПГ.
Смазка механических узлов и деталей принтера осуществляется периодически, каждые 6 месяцев или после 1 миллиона отпечатанных знаков.
2. Порядок выполнения работы:
2.1. Используя видеофильм, ознакомится с методикой разборки и технического обслуживания матричного принтера.
2.2. Отключить принтер от сети !
2.3. Выполнить операции по разборке и ТО матричного принтера.
2.4. Подключить принтер к сети, включить его. Записать последовательность событий при инициализации принтера. Данные занести в таблицу 1.
Таблица 1
№ п/п Элемент принтера Действия, выполняемые при инициализации
1 Каретка ПГ
2 Индикатор режима ON LINE
3 Узел подачи бумаги
4 Буфер принтера
5 Зуммер принтера
2.5. Ознакомится с критериями исправной работы тракта узла подачи бумаги для этого:
Загрузить электронную модель тракта обработки видеосигнала 1.1.1. файл С:\.......\SURCUITS\Lab\Print.ewb.
Ознакомится с расположением и назначением элементов управления модели:
drav- драйвер двигателя (набор ключевых транзисторов);
motor – шаговый двигатель узла подачи бумаги;
VT1-VT2 – транзисторы управления режимом работы двигателя «Стоп- Пуск» управляются ключом К1;
К2, К3 ключи подключения осциллографа к обмоткам двигателя.
Установить переключатели в исходное положение:
К1- или ↑
К2-←
К2-←
Включить модель и переключая переключатели, ознакомится с критериями исправной работы тракта.
Зарисовать полученные осциллограммы.
Проанализировав схему узла тракта, составить алгоритм поиска неисправности узла.
3. Отчет должен содержать
3.1. Название работы;
3.2. Цель работы;
3.3. Перечень оборудования и ПО;
3.4. Перечень действий при разборке принтера;
3.5. Результаты выполнения заданий по п.п. 2.4-2.5;
3.6. Алгоритм поиска неисправности в тракте узла подачи бумаги;
3.7. Вывод по работе.
4. Контрольные вопросы и задания.
4.1. Каково назначение основных элементов принтера?
4.2. Указать расположение основных элементов принтера.
4.3. Какие меры безопасности необходимо соблюдать при ремонте и диагностике принтера и почему?
4.4. Какова последовательность действий инициализации принтера?
4.5. Каковы признаки исправной работы тракта подачи бум
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 16
Система охлаждения
Цель: Изучить методику проведения неисправности и ремонта системы охлаждения .
Оборудование: ПК, материнская плата, кулеры.
1. Основные источники тепла.
Таковыми в настольном ПК являются: процессор, видеокарта, элементы системной платы (такие как чипсет, питание процессора…) и блок питания. Тепловыделение остальных элементов не так значительно, по сравнению с вышеприведёнными.
Процессоры средне-производительного сегмента могут выделять от 65 до 135 ватт тепла. Обычная видеокарта игрового уровня в процессе работы может разогреваться до 80-90 градусов Цельсия и это является абсолютно нормальным для таких производительных решений. Блок питания может разогреться до 50 градусов. Чипсет на системной плате так же может разогреваться до 50-60 градусов.
Всегда стоит помнить, что чем мощнее используемые компоненты, тем больше тепла они выделяют.
2. Насколько это важно?
Можно сказать, что если графический чип работает без охлаждения, то он может выйти из строя за считанные секунды, максимум — за несколько минут. То же самое касается процессоров.
Несмотря на то, что все современные чипы оснащаются защитой от перегрева (при превышении определённого порога температуры он просто выключиться), не стоит испытывать судьбу.
3. Корпус — основа системного блока.
Нельзя забывать, что все эти «жаркие» компоненты находятся в рамках довольно ограниченного пространства корпуса системного блока.Следовательно: все эти большие объёмы тепла не должны «застаиваться» и «прогревать» весь компьютер. Отсюда вытекает правило, которого нужно всегда придерживаться при организации охлаждения: «Внутри корпуса не должен застаиваться воздух».
Да, только так, когда горячий воздух выбрасывается за пределы корпуса можно исправить ситуацию.
4. Наблюдение за температурами системных компонентов.
Необходимо хотя бы иногда интересоваться температурами компонентов компьютера. Это поможет вовремя выявить и устранить проблему.
В этом может помочь программы EVEREST и SiSoftware Sandra. В этих системных утилитах есть соответствующие модули, которые выводят температуру устройств, полученную от системных датчиков.
Приемлемые температуры оборудования:
Процессор: рабочая температура в 40-55 градусов Цельсия считается нормальной.
Видеокарта: все зависит от её мощности. Бюджетные недорогие модели могут не прогреваться и до 50 градусов, а для «топовых» решений — 90 градусов при нагрузке может считаться нормой.
Жёсткий диск: 30-45 градусов (полный диапазон).
5. Хороший корпус.
Тепловыделение компонентов компьютера, в разных вариациях существенно различаться. Если вести говорить о маломощных компьютерах «офисного» уровня — тепловыделение будет небольшим.
Что касается средне-производительных и «топовых» решений, которые составляют большинство современных домашних настольных ПК, то здесь системный блок может вполне себе играть роль обогревателя.
В современных условиях наличие корпуса, с достаточным внутренним пространством для циркуляции воздуха — необходимость. Причём не важно, какова производительность компьютера.
В любом случае — и офисный и игровой ПК нуждается в нормальной циркуляции воздуха внутри корпуса. Иначе, даже простой офисный ПК из-за образования так называемых застоев воздуха внутри корпуса может начать перегреваться.
Бывают ситуации, когда применяется неверный способ формирования воздушных потоков, это приводит к неправильной циркуляции воздуха. Например: когда нагретый воздух не выводится наружу; или если отсутствует подача свежего воздуха в корпус; или когда какие-либо вентиляторы установлены неправильно, скажем, если из-за особенности конструкции процессорный кулер
Наиболее оправдано использовать корпуса форм-фактора midi-tower и big-tower, но не исключено использование других вариантов.
6. Расположение системного блока.
Особый вопрос в теме качественного охлаждения касается расположения системного блока, например вашего рабочего стола.
Конструкция стола может либо сильно затруднять охлаждение, либо же наоборот способствовать максимальной вентиляции.
Одно дело, когда системный блок просто стоит рядом со столом — здесь претензий никаких, за исключением разве что того, противопоказано размещать системный в неподходящих для этого местах (блок рядом с радиатором отопления или обогревателями), не рекомендуется ставить какие-либо ещё предметы вплотную к системному блоку.
Если рядом находится какая-то мебель или предметы, нужно позаботиться о том, чтобы со всех сторон от системного блока оставались зазоры хотя-бы 7—10 см.
7. О процессорном кулере.
Этот вопрос больше актуален для производительных ПК. Если используется маломощный ПК, то смысла говорить о кулерах, нет. Для охлаждения такого процессора штатного кулера (идущего в комплекте с процессором) более чем достаточно.
Если покупаемый процессор содержит в своём название слово BOX — значит, он поставляется в полной комплектации, которая предусматривает кулер.
Если же в названии присутствует слово ОЕМ — это значит при покупке, что кроме самого процессора в комплектации больше ничего нет.
При покупке современного недорогого процессора можно обойтись BOX-комплектацией. В конечном счёте, такой процессор не потребует мощного кулера — производительность невысока, а нынешние технологии обеспечивают небольшое энергопотребление, следовательно, большого выделения тепла здесь ждать не приходится.
Если же приобретается мощная модель (для домашнего ПК например), то лучше выбирать ОЕМ-комплектацию — в любом случае, штатного кулера для охлаждения будет недостаточно.
В настоящее время для охлаждения современных процессоров необходим хороший кулер. Наиболее приемлемым является кулер башенного типа на тепловых трубках. Именно тип кулеров обеспечивает наибольшую эффективность.
Тепловые трубки — выполненные из меди элементы, которые пронизывают алюминиевые или медные пластины кулера и способствуют более быстрому и эффективному отводу тепла от горячего процессора. Они обеспечивают в разы более эффективное охлаждение, по сравнению с обычными кулерами.
Тепловая трубка — устройство герметичное, внутри которого находится вода, которая циркулирует по трубке естественным образом. Этому движению способствуют тысячи мельчайших «зазубрин» на внутренней стороне трубки, которые позволяют воде подниматься вверх.
Вопросы к экзамену по предмету «Конструкция и компоновка ПК»
Процессоры AMD
Процессоры Intel
Северный мост
Южный мост
IDE контроллер
SCSI контроллер
SATA контроллер
AGP шина
PCI-E шина
PCI шина
DIMM память
RIMM память
DDR платы
USB порт USB 1.1
USB порт USB 2.0
COM порт
LPT порт
ATX блоки питания
AT блоки питания
BTX блоки питания
FDD контроллер
BIOS
SATA II контроллер
RAID 0
RAID 1
RAID 6
Слотовые процессоры
Кэш-память HDD
Кэш-память процессора
DDR память видеокарт
Видеокарты NVIDIA
Видеокарты ATI
DDR 2 память
IEEE 1394
Прерывания (Аппаратные)
POST коды BIOS
Этапы развития BIOS
Сопроцессор
Оперативная память (обобщенное понятие)
Системная шина
PS/2 Mouse порт
PS/2 Keyboard порт
Двухпроцессорные системы
MIDI порт
Встроенные звуковые адаптеры (особенности)
Встроенные модемы (особенности)
Встроенные видеокарты (особенности)
Встроенные сетевые карты (особенности)
Критерии оценивания экзамена по предмету «Конструкция и компоновка ПК»
В критерии оценки уровня подготовки студента по специальности входит:
уровень усвоения студентом материала, предусмотренного учебными программами дисциплин; уровень знаний и умений, позволяющий решать ситуационные (профессиональные) задачи;
обоснованность, четкость, краткость изложения ответов.
Результаты междисциплинарного экзамена определяются оценками «отлично», «хорошо», «удовлетворительно», «неудовлетворительно» и объявляются в тот же день после оформления в установленном порядке протокола заседания государственной аттестационной комиссии.
При определении итоговой оценки необходимо учитывать полноту и правильность ответов на каждом этапе.
«Отлично» - правильные и полные ответы на все поставленные в билете вопросы; правильные и полные ответы на все дополнительные вопросы.
«Хорошо» - правильные ответы на все поставленные в билете вопросы; нечеткие ответы на дополнительные вопросы по билету.
«Удовлетворительно» - недостаточно уверенные и четкие ответы, но они должны быть по существу правильные, нечеткие ответы на дополнительные вопросы по билету.
КОМПЛЕКТ ЛЕКЦИЙ
«Конструкция персонального компьютера»
Лекция1
Компьютер (от английского computer – «вычислитель», отечественный аналог – ЭВМ, электронная вычислительная машина) – машина для проведения вычислений, хранения, обработки и выдачи информации по заранее определённому алгоритму. Эти алгоритмы объединены в программы и подпрограммы, а данные хранятся в файлах – именованных областях данных на диске-носителе. Так что в любой момент времени любая операция, которую мы выполняем на компьютере (или компьютер выполняет в своих служебных целях), является комплексом вычислений.
Обычный персональный компьютер (ПК, по-английски – PC) состоит из четырёх обязательных частей: системного блока, монитора, клавиатуры и манипулятора типа «мышь», который все так и называют мышью.
Системный блок – это основная деталь компьютера. С формальной точки зрения это и есть компьютер, а всё остальное – периферийные устройства, то есть устройства, подключаемые к нему и обеспечивающие конкретные функции. В системном блоке находятся все компоненты, отвечающие за проведение вычислений и обработку информации, там же находится жёсткий диск, на котором эта информация хранится, оптические приводы (CD-ROM или DVD-ROM), считывающие оптические диски, и прочие вспомогательные устройства. Для примера: множество специализированных компьютеров – серверов – не комплектуются ни мониторами, ни клавиатурами, ни мышами, они лишь выполняют свою основную функцию – вычисления, а доступ и управление ими осуществляется с помощью другого компьютера – удалённого терминала
Фактически ящик, который мы видим на столе, – это корпус системного блока, упаковка. Он может стоять вертикально (такие корпуса называют «башнями» – Tower) или лежать горизонтально (Desktop). «Башни» различают по высоте и называют BigTower, MidiTower и MiniTower соответственно. Их размеры не стандартизированы чётко, однако обычно размеры MidiTower по высоте соответствуют сумме высот материнской платы стандарта ATX (305 мм) и блока питания (86 мм) плюс небольшой допуск с обеих сторон материнской платы, то есть в сумме около 40-42 см. В таком корпусе находятся три посадочных места для устройств шириной 5,25” (оптических приводов), два – для устройств 3,5” (дисковод гибких дисков) и не менее двух мест для жёстких дисков. MiniTower обычно содержит два места под приводы 5,25” и рассчитан на установку материнских плат уменьшенных размеров (стандартов miniATX и microATX). Конфигурация корпусов BigTower может быть абсолютно различной, главное – они высокие и просторные. На корпусе всегда есть кнопка включения и иногда перезагрузки компьютера, индикаторы включённого питания и активности жёсткого диска.
Клавиатура и мышь являются так называемыми устройствами ввода, то есть с их помощью пользователь вводит команды в память компьютера. Клавиатура может содержать от 101 до 105 обычных клавиш (в зависимости от наличия клавиш Win и вызова контекстного меню), а также разнообразные дополнительные мультимедийные клавиши для быстрого доступа к проигрывателю музыки, другим программам, управлению питанием компьютера и т. п. Клавиатура снабжена тремя индикаторами состояния логических переключателей – Num Lock, Caps Lock и Scroll Lock.
Мышь управляет перемещением курсора («стрелки») на экране монитора, ею вы можете выбирать ярлыки, файлы, выполнять различные действия. Обычная компоновка мыши на сегодня – две кнопки и колесо прокрутки между ними. Также бывают мыши с дополнительными кнопками, колёсиками и т. д. Подключаться к системному блоку мыши могут как напрямую, кабелем, так и через радиоканал, для этого к системному блоку подключается миниатюрный приёмопередатчик.
Кроме этих устройств к периферийным устройствам относят принтеры, сканеры и многофункциональные устройства, акустические системы и прочие приборы, делающие жизнь пользователя компьютера комфортнее и функционально полнее.
Лекция2
Компьютерный корпус - служит для монтажа компонентов компьютерной системы, их питания, условий охлаждения, снижение уровня радиоволн. Так вот, корпуса существуют двух видов:
горизонтальные (desktop), они в свою очередь подразделяются на большие, низкопрофильные и маленькие
вертикальные (tower) – большие, средние и маленькие
Основным параметром, который определяет качество корпуса, является толщина метала, крепления системной платы, а также стенок. Известные фирмы, которые специализируются на выпуске корпусов, делают из металла толщиной 1 мм. Дешевые корпуса таким похвастаться не могут и всего толщина 0,5-0,6 мм. Их стенки легко прогибаются. Компьютеры в небольших корпусах тесно упакованы, облегчены и ограничены в расширении оборудования. Низкопрофильные спроектированы, так что бы занимать как можно меньше места. Компьютерный корпус не должен пропускать радиоволн, мешающие нормальной работе бытовой электронике.
Размещение компонентов внутри системного блока должно быть таким, при котором ни одни из компонентов «не нависает» над другим. Жёсткие диски, приводы компакт-дисков – всё это должно быть разведено и не должно препятствовать нормальному потоку воздуха.
Корпус состоит из двух основных компонентов:
Шасси: идеальная толщина металла - 0,7 и 0,8 миллиметров, большое количество посадочных мест, дополнительные ребра жесткости, края завальцованы и исключают возможность порезов, крепеж удобен, панель для материнской платы съемная, блок питания расположен горизонтально над материнской платой и не ограничивает доступ к элементам системного блока. Во всех моделях предусмотрены места для установки дополнительных вентиляторов и других устройств:
Блок питания - одна из важных частей корпуса. Он обеспечивает надежную работу всех внутренних систем и устройств компьютера.
Основными требованиями, которые предъявляется к корпуса, являются:
Совместимость с предполагаемым форм-фактором материнской платы и блоком питания.
Соответствие размеров. Корпус должен быть достаточно велик для размещения всех требуемых устройств — но в то же время достаточно мал, чтобы поместиться в отведенном для него месте.
Оптимальность конструкции. Сборка-разборка должна происходить просто, конструкция корпуса должна предусматривать свободный доступ ко всем компонентам.
Продуманность вентиляции. Схема вентиляции должна обеспечивать наиболее оптимальное охлаждение компонентов:
применение задних вытяжных вентиляторов существенно улучшает температурный режим;
все задние вентиляторы должны ориентировать воздушный поток в одну сторону, лучше всего — наружу;
применение втяжных фронтальных вентиляторов для вертикальных корпусов практически бесполезно (за редкими исключениями);
использовать вентиляторы диаметром менее 80…100 мм нежелательно;
передние и задние отверстия для циркуляции воздуха не должны перекрываться фальш-панелями и заглушками;
провода и кабели внутри корпуса не должны болтаться, как попало, лучше всего скрутить их в жгуты, перевязать и аккуратно уложить так, чтобы они не мешали потоку воздуха.
Качество исполнения. На корпусе не должно быть острых кромок; кроме того, должна обеспечиваться необходимая жесткость креплений.
Стандарты корпусов
Основными стандартами корпусов являются:
АТ,
АТХ,
ВТХ.
Первый индустриальный стандарт на корпуса для персональных компьютеров (AT) просуществовал более 12 лет. Но за это время он полностью устарел и на смену ему пришел в 1996 г. корпус ATX. ATX активно развивается. За прошедшие девять лет несколько раз менялись требования к блокам питания ATX и один раз появилось дополнение для улучшенного охлаждения. В 2002 г. компания Intel выпустила спецификацию Chassis Air Guide 1.1, согласно которой на боковой стенке «башенного» корпуса напротив процессора должна размещаться вентиляционная решетка и телескопическая раздвижная труба-воздуховод, заканчивающаяся на расстоянии 15—20 мм над верхним краем процессорного вентилятора.
Сегодня внедряется третий массовый стандарт — BTX (Balanced Technology Extended).
Форм-фактор ПК определяет различные параметры, которые могут варьироваться в зависимости от того или иного стандарта. В стандарт ATX включаются следующие параметры:
геометрические размеры материнских плат;
общие требования по положению разъёмов и отверстий на корпусе;
положение блока питания в корпусе;
геометрические размеры блока питания;
электрические характеристики блока питания;
форма и положение ряда разъёмов (преимущественно питания)
Данный стандарт был выпущен Intel ещё в 1995; в 2000 году он полностью вытеснил устаревший к тому моменту форм-фактор AT.
В настоящий момент распространены два подвида форм-фактора ATX: microATX и flexATX. Они сохраняют основные черты "материнского" стандарта; основными отличиями между ними являются размеры системных плат и расположение разъёмов питания. Рассмотрим форм-фактор ATX подробнее.
1. Вопросы питания
В отличие от AT, где питание процессора управлялось посредством отключения блока питания, ATX обеспечивает реализацию управления питанием на материнской плате. На системные платы стандарта ATX постоянно подается напряжение 5 вольт, называемое питанием ожидания (standby power). Для обеспечения электрической развязки большинство блоков питания ATX имеют выключатель на корпусе.
Разъёмы питания имеют только однотипную схему включения, что позволяет исключить возможность неправильного подключения питания к материнской плате. До появления процессоров поколения P4 и Athlon 64 описываемый форм-фактор обходился одним 20-штырьковым разъёмом питания. С выпуском новых процессоров мощность питания существенно выросла, и в форм-факторе ATX появился дополнительный ("процессорный") четырёхштырьковый разъём питания. Эта линия питания подает сравнительно высокое напряжение (12 В) для питания процессора и подключается обычно в разъём рядом с ним.
В последнее время - с внедрением шины PCI-Express - 20-штырьковый разъём заменяется 24-штырьковым. Отметим некоторые моменты, связанные с этим разъёмом. Во-первых, от 20-штырькового разъёма 24-штырьковый разъём отличается лишь четырьмя дополнительными контактами, так что в большинстве случаев он оказывается совместим со старыми устройствами. Во-вторых, положение защёлки по стандарту поменялось, так что для обеспечения совместимости со старыми устройствами её часто делают достаточно длинной, чтобы перекрывать нужное положение в обоих стандартах. Кроме того, у многих блоков питания дополнительные 4 штырька "отстёгиваются" от основной колодки, что позволяет подключать их в материнские платы с 20-штырьковым разъёмом. Обычно, в случае, если нет большой нагрузки, большинство материнских плат, рассчитанных на 24-контактный разъём, могут работать и с 20-контактным разъёмом.
2. Размещение внешних портов
В форм-факторе ATX появилась так называемая "заглушка", которая позволила производителям материнских плат размещать все внешние интерфейсные разъемы жёстко на материнской плате. Таким образом, довольно неудобный способ подключения внешних портов стандарта AT - при помощи гибких шлейфов - остался в прошлом. В расположении портов разработчики материнских плат ограничены только размерами заглушки, техническими потребностями и собственной фантазией. Размеры "заглушки" таковы:
ширина: 158,75 ± 2 мм (6,250 ± 0,008 дюйма )
высота: 44,45 ± 2 мм (1,75 ± 0,008 дюйма )
толщина в пределах от 0,94 до 1,32 мм (от 0,037 до 0,052 дюйма )
скругление панели не более 0,99 мм ( 0,039 дюйма )
Подобный подход позволяет разработчикам разместить на "заглушке" достаточное количество внешних портов; более того, её габаритов хватает даже для установки новых появляющихся типов внешних интерфейсных портов.
Кроме того, в форм-факторе ATX была стандартизирована система подключения мыши и клавиатуры. По AT-стандарту для клавиатуры предназначался 5-ти контактный разъём DIN, а для мыши обязательный разъём вообще не предусматривался. В ATX для подключения мыши и клавиатуры предназначаются два разъёма PS/2 с различной цветовой маркировкой (зелёный для мыши, фиолетовый для клавиатуры
BTX
Первая версия спецификации BTX (Balanced Technology Extended), которая, по замыслу ее разработчиков из корпорации Intel, должна прийти на смену устаревшей ATX (Advanced Technology Extended), была опубликована в сентябре 2003 года.
Известно, что к разработке нового стандарта корпусов (одним из инициаторов этого явилась компания Intel) производителей подтолкнуло постоянно растущее потребление мощности и тепловыделения компонентов компьютера (в первую очередь это касается, естественно, центрального процессора и в какой-то мере видеокарты). Соответственно, корпуса стандарта BTX изначально разрабатывались с учетом возросших требований по части питания и охлаждения компонентов компьютера. А это значит, что эти решения должны быть более эффективными по части размещения компонентов, иметь лучшие возможности охлаждения и продуманную схему вентиляции.
В стандарте BTX изначально предусматривались три варианта форм-фактора корпуса и системных плат: pico-BTX, micro-BTX и полноразмерный BTX, или BTX-tower. Все они обладают своими преимуществами перед аналогами из стана традиционного ATX, обеспечивая высокую плотность монтажа компонентов вкупе с эффективным охлаждением, отличаясь, как видно из названий, размерами (ну и конечно, мощностью устанавливаемых в них блоков питания).
Идея, положенная в основу спецификации BTX, - это воздуховод, забирающий забортный воздух и целенаправленно проводящий его через все требующие охлаждения компоненты. Для реализации спецификации BTX в системном блоке должны появиться два новых компонента: модуль теплового баланса (Thermal Module) и поддерживающий модуль или SRM-модуль (Support and Retention Module).
Спецификацией BTX предусмотрены три типоразмера системных плат, причем глубина всех трех одинакова - 266,7 мм. Стандартная полноразмерная плата BTX имеет ширину 352,12 мм и на ней могут устанавливаться семь слотов для карт расширения: один - для видеокарты PCI Express x16, два - для карт PCI Express x1 и четыре - для PCI-карт.
Второй типоразмер называется microBTX; максимальная ширина такой материнской платы составляет 264,16 мм. На плате предусмотрен монтаж до четырех слотов расширения, из которых один - PCI Express x16, два - PCI Express x1 и всего один - для карты PCI. В большинстве случаев единственной картой PCI в таком компьютере станет мощная звуковая карта, поскольку, вопреки рекламным реляциям, "встроенному звуку" еще очень далеко до таких современных моделей, как Creative Audigy 2 ZS.
И, наконец, третий типоразмер - это picoBTX; ширина системной платы этого формата не должна превышать 203,2 мм. В компьютер на базе такой платы можно будет поставить всего одну карту расширения, и ею, судя по всему, будет мощная видеокарта с интерфейсом PCI Express x16. Других слотов для карт расширения на плате picoBTX просто не предусмотрено.
Весьма интересно организовано и размещение компонентов на материнской плате. По крайней мере, отличия от привычных ATX-плат сразу бросаются в глаза. Прежде всего, процессорное гнездо размещено у самого края платы, причем оно расположено не строго параллельно сторонам "материнки", а повернуто на 45 градусов. Так же устанавливаются и микросхемы набора системной логики. Слоты для двухканальной оперативной памяти и слоты для плат расширения разнесены по разные стороны платы.
Новые форм-факторы продолжают появляться - примером тому служит новейший стандарт, разработанный AMD - DTX. Данный формат предназначен для разработки материнских плат малого размера (small form factor, SFF) и в случае его успеха у microATX могут настать тяжёлые времена.
DTX продвигается в качестве стандарта для создания компактных, малошумных и энергоэффективных домашних компьютеров. Спецификация DTX устанавливает размеры системных плат 243,84 x 203,20 мм, а miniDTX предполагает ещё меньшие габариты: 170,18 x 203,2 мм.
Размер уменьшается за счёт компактного расположения компонентов системной платы, сокращением количества слотов памяти и слотов расширения (предполагается наличие одного слота PCI-Express и одного слота PCI). Кроме того, спецификация miniDTX предусматривает установку процессоров с уровнем TDP не более 35 Вт.
Форм-фактор DTX, в первую очередь, предназначен для создания barebone-систем и тонких клиентов; конкуренция с ATX не предполагается. DTX рассчитан именно на те случаи, когда ATX явно избыточен, так что желающим сконцентрировать максимальную мощность в минимальном объёме этот стандарт вряд ли подойдет.
Внутренний объём корпуса DTX равен примерно 6 литрам, что позволяет разместить все основные компоненты ПК. Для достижения меньшего размера материнской платы, чем в случае microATX, DTX использует многослойный дизайн и двусторонний монтаж элементов. При этом при повышенной компактности DTX позволяет сохранить невысокую стоимость.
Лекция3
Материнская плата – центральная комплексная печатная плата, предоставляющая электронную и логическую связь между всеми устройствами, входящими в состав персонального компьютера.
Рассмотрим только стандартные материнские платы для настольных компьютеров. Дело в том, что производители ноутбуков сами разрабатывают платы для своих устройств, стараясь спроектировать их как можно более компактными, удобными и надёжными. То же и в случае с серверами, только там зачастую на первом месте не размер, а большое число разъёмов.
Материнские платы, кроме функциональности, отличаются друг от друга размерами. Эти размеры стандартизированы и называются форм-факторами
Материнская плата – это прежде всего сложная печатная плата. На неё нанесено огромное количество проводящих дорожек, объединяющих компоненты и разъёмы, и контактных площадок для микроконтроллеров и электронных компонентов. Причём плата состоит из нескольких слоев, изготовленных из диэлектрика текстолита, и каждый слой содержит такие дорожки. Выводы для установки компонентов, находятся только на верхнем слое. Сверху плата покрыта диэлектрическим лаком, чтобы предотвратить короткое замыкание и хоть немного защитить её от непредвиденных обстоятельств. Тем не менее - это не означает, что плату можно класть на металлическую или иную проводящую поверхность: на обратной стороне находится огромное количество окончаний контактов, которые могут быть замкнуты, что приведёт к повреждению платы.
Проводящие дорожки объединяют между собой несколько ключевых подсистем, блоков материнской платы. Этими блоками являются: разъём (сокет) процессора и система его питания, подсистема памяти и разъёмы для установки модулей с собственной системой питания, разъёмы для установки карт расширения [функциональности], разъёмы для подключения накопителей. Каждый набор таких дорожек может работать по собственному принципу (стандарту) и называется шиной.
Основой любой материнской платы является набор ключевых микросхем, также называемый набором логики или чипсетом. Разработкой таких наборов занимаются несколько крупнейших мировых компаний: Intel, NVIDIA, AMD, VIA, SIS. То, какой чипсет положен в основу материнской платы, определяет, какой процессор, какую оперативную память и в каком объёме можно установить, сколько устройств можно подключить и как быстро всё это будет работать.
На плате находится разъём для подключения питания, на сегодняшний день стандарт предусматривает установку минимум двух разъемов – 24-контактного ATX и 4-контактного ATX12V для дополнительной линии 12В. Иногда производители материнских плат устанавливают 8-контактный EPS12V вместо ATX12V, через него можно подвести две линии 12В. Питание, подаваемое блоком питания, проходит преобразование, стабилизацию и фильтрацию с помощью силовых транзисторов («мосфетов»), дросселей и конденсаторов, составляющих VRM (Voltage Regulation Module, модуль регулирования напряжения). Питание процессора и чипсета осуществляется одним VRM, питание модулей памяти – чаще всего другим. Дополнительно для стабилизации питания, подаваемого через разъёмы PCI Express, иногда устанавливаются стандартные разъёмы Molex.
На задней стороне материнской платы находится панель с разъёмами для подключения внешних устройств – клавиатуры и мыши, USB-устройств и многого другого.
Важнейшим разъемом на плате является сокет процессора. Он представляет собой специальное устройство, состоящее из большого количества контактов, расположенных в определённом порядке, определяющем правильное расположение процессора.
Ниже процессорного сокета чаще всего расположен один или два специализированных разъёма для установки видеокарты. В той же области платы находятся слоты PCI для подключения карт расширения, они стандартизированы и позволяют подключить практически все возможные контроллеры.
Правее, с краю платы, обычно расположены разъёмы для подключения накопителей – жёстких дисков и оптических приводов. Сегодня активно занимает лидирующую позицию интерфейс Serial ATA, постепенно вытесняя старый IDE даже с рынка оптических приводов. Соответственно, всё чаще производители устанавливают либо всего один разъём IDE, либо вообще отказываются от него. Также там обычно находится разъём Floppy (дисковода 3,5”-носителей), но в последнее время всё идет к тому, что от него откажутся. Все эти накопители подключаются к материнской плате с помощью специальных кабелей, называемых шлейфами.
В правом нижнем углу располагаются контакты для подключения кнопок и индикаторов на передней панели корпуса: кнопки включения и перезагрузки, индикаторы питания и активности жёсткого диска, системный динамик.
Любая материнская плата оборудована разъёмами для подключения вентиляторов. Количество их может быть разным, от двух-трёх до шести-восьми. Некоторые из этих разъёмов позволяют управление скоростями вращения вентиляторов.
На платах чаще всего также устанавливаются контактные колодки для подключения дополнительных разъёмов USB и FireWire.
На плате располагается батарейка, которая обеспечивает питание микросхемы памяти, в которой содержится прошивка BIOS, и поддерживает работу системных часов. BIOS хранится в чипе памяти, который чаще всего устанавливается в специальную «кроватку», но может быть и впаян на плату.
В итоге с помощью всех этих встроенных в чипсет технологий, разъёмов, дополнительных контроллеров материнская плата фактически объединяет абсолютно все устройства, входящие в состав компьютера в целостную систему. Напрямую в неё подключаются процессор, оперативная память, видеокарта, накопители и карты расширения, а через них – что угодно, начиная от монитора и заканчивая сканером или спутниковой антенной.
Шина
Компьютерная шина (магистраль передачи данных между отдельными функциональными блоками компьютера) – совокупность сигнальных линий, объединённых по их назначению (данные, адреса, управление), которые имеют определённые электрические характеристики и протоколы передачи информации. Шины отличаются разрядностью, способом передачи сигнала (последовательные или параллельные), пропускной способностью, количеством и типами поддерживаемых устройств, протоколом работы, назначением (внутренняя, интерфейсная).
Любой процессор архитектуры x86CPU обязательно оснащён процессорной шиной. Эта шина служит каналом связи между процессором и всеми остальными устройствами в компьютере: памятью, видеокартой, жёстким диском и так далее. Так, классическая схема организации внешнего интерфейса процессора (используемая, к примеру, компанией Intel в своих процессорах архитектуры х86) предполагает, что параллельная мультиплексированная процессорная шина, которую принято называть FSB (Front Side Bus), соединяет процессор (иногда два процессора или даже больше) и контроллер, обеспечивающий доступ к оперативной памяти и внешним устройствам. Этот контроллер обычно называют северным мостом, он входит в состав набора системной логики (чипсета).
Используемая Intel в настоящее время эволюция FSB – QPB, или Quad-Pumped Bus, способна передавать четыре блока данных за такт и два адреса за такт. То есть за каждый такт синхронизации шины по ней может быть передана команда либо четыре порции данных (напомним, что шина FSB–QPB имеет ширину 64 бит, то есть за такт может быть передано до 4х64=256 бит, или 32 байт данных). Итого, скажем, для частоты FSB, равной 200 МГц, эффективная частота передачи адреса для выборки данных будет эквивалентна 400 МГц (2х200 МГц), а самих данных – 800 МГц (4х200 МГц)3
В архитектуре же AMD64 (и её микроархитектуре K8), используемой компанией AMD в своих процессорах линеек Athlon 64/Sempron/Opteron, применён революционно новый подход к организации интерфейса центрального процессора – здесь имеет место наличие в самом процессоре нескольких отдельных шин. Одна (или две – в случае двухканального контроллера памяти) шина служит для непосредственной связи процессора с памятью, а вместо процессорной шины FSB и для сообщения с другими процессорами используются высокоскоростные шины HyperTransport. Преимуществом данной схемы является уменьшение задержек (латентности) при обращении процессора к оперативной памяти, ведь из пути следования данных по маршруту «процессор – ОЗУ» (и обратно) исключаются такие весьма загруженные элементы, как интерфейсная шина и контроллер северного моста.
Рисунок 1 - Различия реализации классической архитектуры и АМD-K8
PCI
PCI – шина для подключения периферийных устройств к материнской плате компьютера – находится внутри практически каждого компьютера и, несмотря на моральное устаревание и уже недостаточную пропускную способность, продолжает оставаться основной шиной для подключения к системе внешних устройств. Тем не менее, она сдаёт позиции новой последовательной шине PCI-Express.
Основные тактико-технические характеристики PCI 2.0:
частота шины – 33,33 МГц, передача синхронная
разрядность шины – 32 бит
пиковая пропускная способность – 133 Мбит/с
адресное пространство памяти – 32 бит (4 Гбайт)
адресное пространство портов ввода-вывода – 32 бит (4 Гбайт)
количество подключаемых устройств – до четырёх (для увеличения их количества используется мост PCI-to-PCI)
напряжение 3,3 или 5В
Ещё большее распространение получил стандарт 2.2. Отличия PCI 2.2 от 2.0:
возможность одновременной работы нескольких устройств bus-master (так называемый конкурентный режим
появление универсальных карт расширения, способных работать как в слотах 5 В, так и в 3,3 В
появились расширения PCI66 и PCI64 (ширина шины может быть увеличена до 64 бит, а также допускается разгон тактовой частоты до 66 МГц – вдвое по сравнению с PCI 2.0
PCI-Express
PCI-Express – это последовательный интерфейс, нацеленный на использование в качестве локальной шины и имеющий много общего с сетевой организацией обмена данными, в частности, топологию типа «звезда» и стек протоколов
Для взаимодействия с остальными узлами ПК, которые так или иначе обходятся собственными шинами, основной связующий компонент системной платы – Root Complex Hub (узел, являющийся перекрёстком процессорной шины, шины памяти и PCI-Express) – предусматривает систему мостов и свитчей. Логика всей структуры такова, что любые межкомпонентные соединения непременно оказываются построенными по принципу «точка-точка», свитчи-коммутаторы выполняют однозначную маршрутизацию пакета от отправителя к получателю
Соединение между двумя устройствами PCI Express называется link и состоит из одного (называемого 1x) или нескольких (2x, 4x, 8x, 12x, 16x и 32x) двунаправленных последовательных соединений lane. Каждое устройство должно поддерживать соединение 1x.
Таблица 1 - Пропускная способность шины PCI Express с разным количеством связей
Число линий PCI Express (lane count) Пропускная способность соединения (link) в одном направлении Суммарная пропускная способность соединения (link)
1 250 Мбайт/с 500 Мбайт/с
2 500 Мбайт/с 1 Гбайт/с
4 1 Гбайт/с 2 Гбайт/с
8 2 Гбайт/с 4 Гбайт/с
16 4 Гбайт/с 8 Гбайт/с
32 8 Гбайт/с 16 Гбайт/с
PCI Express предполагает:
возможности «горячей» замены карт (заложены в спецификации, опционально реализуются в серверных системах)
возможности создания виртуальных каналов, гарантирования пропускной полосы и времени отклика, сбора статистики QoS (Quality of Service – качество обслуживания)
возможности контроля целостности передаваемых данных (CRC)
поддержка технологий энергосбережения (ACPI)
Лекция4
Основой любой материнской платы является набор ключевых микросхем, также называемый набором логики или чипсетом. Разработкой таких наборов занимаются несколько крупнейших мировых компаний: Intel, NVIDIA, AMD, VIA, SIS. То, какой чипсет положен в основу материнской платы, определяет, какой процессор, какую оперативную память и в каком объёме можно установить, сколько устройств можно подключить и как быстро всё это будет работать. Чипсет состоит из интегральных микросхем, называемых мостами. Чаще всего встречаются двухкомпонентные чипсеты, состоящие из северного и южного мостов. Своё «географическое» название они получили потому, что если материнскую плату поставить на ребро в том положении, в котором она устанавливается в системный блок, то северный мост будет выше южного, как бы «на север от него». Кроме того, если представить материнскую плату как блок-схему, то северный мост будет выше южного.
Северный мост (Northbridge или MCH, Memory Controller Hub) обеспечивает взаимосвязь между процессором, оперативной памятью и специализированными шинами (PCI, PCI Express и т.п. Именно возможности северного моста определяют, какую оперативную память (SDRAM, DDR, DDR2, DDR3) можно установить в материнскую плату, какой максимальный объём можно установить, в каких режимах она может работать (рисунок 2). В прошлом северный мост в обязательном порядке обеспечивал работу специальной шины AGP, по которой подключалась видеокарта. На сегодняшний день AGP практически отмерла, а её место заняла более универсальная шина PCI Express. Так как при скоростной передаче данных мост испытывает немалую нагрузку, он выделяет немало тепла и требует качественного охлаждения, поэтому на материнских платах мы часто видим замысловатые кулеры.
Северный мост соединён с южным мостом посредством специальной шины или через несколько каналов из шины PCI Express. Задачей южного моста является предоставление интерфейсов ввода-вывода для устройств компьютера. Поэтому по-английски он официально называется I/O Controller Hub (ICH) – контроллер-концентратор ввода-вывода. Он обеспечивает поддержку материнской платой низкоскоростных, но тем не менее важных шин. К таким устройствам, встроенным в южный мост, относятся контроллер DMA (Direct Memory Access), контроллер прерываний, контроллеры устройств хранения данных (IDE и SATA-жёстких дисков и оптических приводов), контроллер питания и другие. Кроме того, современные южные мосты чаще всего содержат встроенные звуковые, сетевые, USB, RAID-контроллеры. К функциям южного моста также относится работа часов (Real Time Clock, RTC), специальной шины I2C, позволяющей оперативное управление настройками платы, доступ к информации BIOS – базовой системы ввода-вывода. BIOS фактически является микропрограммой, позволяющей материнской плате обращаться к своим подсистемам и работать так, как нужно.
Интерфейсы для подключения Floppy, мыши и клавиатуры чаще всего не включаются в состав южного моста, эти функции осуществляются специальным контроллером, называемым SuperI/O. Кроме того, он следит за температурами, напряжениями и скоростями вращения вентиляторов.
Часто дополнительные, так называемые периферийные контроллеры, встроенные в южный мост, требуют дополнения в виде ещё одного чипа, чаще всего это контроллеры USB, FireWire, звука, сети.
Рисунок 2 – Классическая схема двухмостового чипсета
На рисунке 3 показан пример диаграммы чипсета для определенного типа процессора.
Рисунок 3 – Диаграмма чипсета для процессора Intel P4 Extreme
Иногда встречаются чипсеты, состоящие только из одного чипа. Чаще всего это чипсеты для платформы AMD Athlon64. Это объясняется тем, что основная часть северного моста – контроллер памяти – перенесена в сам процессор.
Рисунок 4 - Чипсет ATI Radeon Xpress 200
Лекция5
Конструктивное исполнение процессоров
Во всех современных процессорах имеется кэш (по-английски - cache) - массив сверхскоростной оперативной памяти, являющейся буфером между контроллером сравнительно медленной системной памяти и процессором. В этом буфере хранятся блоки данных, с которыми CPU работает в текущий момент, благодаря чему существенно уменьшается количество обращений процессора к чрезвычайно медленной (по сравнению со скоростью работы процессора) системной памяти. Тем самым заметно увеличивается общая производительность процессора.
При этом в современных процессорах кэш давно не является единым массивом памяти, как раньше, а разделен на несколько уровней. Наиболее быстрый, но относительно небольшой по объему кэш первого уровня (обозначаемый как L1), с которым работает ядро процессора, чаще всего делится на две половины - кэш инструкций и кэш данных. С кэшем L1 взаимодействует кэш второго уровня - L2, который, как правило, гораздо больше по объему и является смешанным, без разделения на кэш команд и кэш данных. Некоторые десктопные процессоры, по примеру серверных процессоров, также порой обзаводятся кэшем третьего уровня L3. Кэш L3 обычно еще больше по размеру, хотя и несколько медленнее, чем L2 (за счет того, что шина между L2 и L3 более узкая, чем шина между L1 и L2), однако его скорость, в любом случае, несоизмеримо выше, чем скорость системной памяти.
Процессорная (иначе - системная) шина, которую чаще всего называют FSB (Front Side Bus), представляет собой совокупность сигнальных линий, объединенных по своему назначению (данные, адреса, управление), которые имеют определенные электрические характеристики и протоколы передачи информации. Таким образом, FSB выступает в качестве магистрального канала между процессором (или процессорами) и всеми остальными устройствами в компьютере: памятью, видеокартой, жестким диском и так далее. Непосредственно к системной шине подключен только CPU, остальные устройства подсоединяются к ней через специальные контроллеры, сосредоточенные в основном в северном мосте набора системной логики (чипсета) материнской платы. Хотя могут быть и исключения - так, в процессорах AMD семейства К8 контроллер памяти интегрирован непосредственно в процессор, обеспечивая, тем самым, гораздо более эффективный интерфейс память-CPU, чем решения от Intel, сохраняющие верность классическим канонам организации внешнего интерфейса процессора. Основные параметры FSB некоторых процессоров приведены в табл.2:
Таблица 2 - Основные параметры FSB
Процессор частота FSB, МГц Тип FSB Теоретическая пропускная способность FSB, Мб/с
Intel Pentium III 100/133 AGTL+ 800/1066
Intel Pentium 4 100/133/200 QPB 3200/4266/6400
Intel Pentium D 133/200 QPB 4266/6400
Intel Pentium 4 EE 200/266 QPB 6400/8533
Intel Core 133/166 QPB 4266/5333
Intel Core 2 200/266 QPB 6400/8533
AMD Athlon 100/133 EV6 1600/2133
AMD Athlon XP 133/166/200 EV6 2133/2666/3200
AMD Sempron 800 HyperTransport 6400
AMD Athlon 64 800/1000 HyperTransport 6400/8000
Комплектация OEM (Original Equipment Manufacturer) предназначена в основном для сборщиков готовых ПК и подразумевает поставку только собственно устройства, зачастую без индивидуальной упаковки и драйверов (и без какой-либо сопроводительной документации - это точно). А Box - коробочный вариант комплектации устройства, предназначенный для розничной продажи. В отношении процессоров боксовая комплектация, наряду с красочной упаковкой, подразумевает наличие "кулера" - штатной системы охлаждения, а также, в большинстве случаев, гораздо большую гарантию - 36 месяцев против 12 для ОЕМ-процессоров. Но достоинство последних - низкая цена, да и возможностей "боксового кулера" бывает достаточно только для работы процессора в штатном режиме (впрочем, иногда и не хватает). Тепловой интерфейс (термоинтерфейс) - это специальная прокладка между ядром процессора и подошвой радиатора, служащая для улучшения отвода тепла от процессора. Физически термоинтерфейс может иметь вид или наклейки из какого-либо теплопроводящего материала, или тонкого слоя термопасты, нанесенного на подошву радиатора на месте его соприкосновения с корпусом процессора.
Маркировка МП фирмы Intel.
Трехзначный процессорный номер (Processor Number, или просто PN) у Intel, используемый с 2004 года вместо тактовой частоты в обозначении процессоров ряда Pentium/Celeron, в отличие от рейтинга процессоров AMD, не является технической характеристикой процессора и не имеет отношения к его производительности. Фактически, это условное обозначение конкретной модели процессора, лишь только первая цифра PN несет определенную смысловую нагрузку - указывает на серию процессора, хотя и две остальные цифры, в принципе, тоже кое-что могут сказать. Например, процессор с большими цифрами несколько производительнее (или при той же производительности имеет какие-либо дополнительные навороты) другого процессора с меньшими цифрами, но все это исключительно в рамках одной и той же серии. Для прямого сравнения процессоров различных продуктовых линеек, PN использовать нельзя. В процессоры нового семейства Core Intel ввела новую пятизначную буквенно-цифровую маркировку. В данном обозначении первая буква индекса обозначает уровень энергопотребления (TDP - Thermal Design Power, тепловой пакет) чипа. На этом месте могут быть следующие символы:
U - Ultra low voltage (TDP - ниже 15 Вт);
L - Low voltage (TDP - от 15 до 25 Вт);
T - sTandard mobile (TDP - от 25 до 55 Вт);
E - standard dEsktop (TDP - от 55 до 75 Вт);
X - eXtreme (TDP - выше 75 Вт).
Остальные четыре цифры обозначают модификацию процессора, как и у процессоров Pentium 4: чем больше индекс, тем производительнее процессор.
Новая система маркировки МП фирмы AMDпредполагает, наряду с традиционным обозначением бренда и класса, еще и буквенно-цифровой код модели (см. табл.2).
Таблица 2 –Маркировка МП
Бренд Класс Модель
Phenom FX -
Phenom X4 GP-7xxx
Phenom X2 GS-6xxx
Athlon X2 BE-2xxx
Athlon X2 LS-2xxx
Sempron - LE-1xxx
Первый символ в названии модели процессора определяет его класс:
G - High-end;
B - Mainstream;
L - Low-End.
Второй символ определяет энергопотребление процессора:
P - более 65 Вт;
S - 65 Вт;
E - менее 65 Вт (класс Energy Efficient).
Первая цифра обозначает принадлежность процессора к определенному семейству:
1 - одноядерные Sempron;
2 - двухъядерные Athlon;
6 - двухъядерные Phenom X2;
7 - четырехъядерные Phenom X4.
Вторая цифра будет обозначать уровень производительности конкретного процессора в пределах семейства.
Две последние цифры будут определять модификацию процессора.
Таким образом, новейшие двух- и четырехъядерные процессоры станут обозначаться как AMD Phenom X2 GS-6xxx и Phenom X4 GP-7xxx. Экономичные двухъядерники среднего класса - Athlon X2 BE-2xxx, а бюджетные AMD Athlon и Sempron станут именоваться как Athlon X2 LS-2xxx и Sempron LE-1xxx. А пресловутая цифра 64, указывающая на поддержку 64-битной архитектуры, исчезнет из имени процессора Athlon.
Типы корпусов МП
.
PGA
3543300147320
Процессор в корпусе CPGA Процессор в корпусе FCPGA
Рисунок 5 – Корпуса процессоров
PGA (Pin Grid Array) — корпус с матрицей выводов. Представляет собой квадратный или прямоугольный корпус с расположенными в нижней части штырьковыми контактами. В современных процессорах контакты расположены в шахматном порядке. В зависимости от материала корпуса выделяют три варианта исполнения:
PPGA (Plastic PGA) — имеет пластиковый корпус;
CPGA (Ceramic PGA) — имеет керамический корпус;
OPGA (Organic PGA) — имеет корпус из органического материала;
Существуют следующие модификации корпуса PGA:
FCPGA (Flip-Chip PGA) — в данном корпусе открытый кристалл процессора расположен на верхней части корпуса.
FCPGA2 (Flip-Chip PGA 2) — отличается от FCPGA наличием теплораспределителя, закрывающего кристалл процессора.
μFCPGA (Micro Flip-Chip PGA) — компактный вариант корпуса FCPGA.
μPGA (Micro PGA) — компактный вариант корпуса FCPGA2.
Для обозначения корпусов с контактами, расположенными в шахматном порядке иногда используется аббревиатура SPGA (Staggered PGA).
BGA
BGA (Ball Grid Array) — представляет собой корпус PGA, в котором штырьковые контакты заменены на шарики припоя. Предназначен для поверхностного монтажа. Чаще всего используется в мобильных процессорах, чипсетах и современных графических процессорах. Существуют следующие варианты корпуса BGA:
FCBGA (Flip-Chip BGA) — в данном корпусе открытый кристалл процессора расположен на верхней части корпуса, изготовленного из органического материала.
μBGA (Micro BGA) и μFCBGA (Micro Flip-Chip BGA) — компактные варианты корпуса.
LGA
Рисунок 6 - Процессор в корпусе FCLGA4
LGA (Land Grid Array) — представляет собой корпус PGA, в котором штырьковые контакты заменены на контактные площадки. Может устанавливаться в специальное гнездо, имеющее пружинные контакты, либо устанавливаться па печатную плату. В зависимости от материала корпуса выделяют два варианта исполнения:
CLGA (Ceramic LGA) — имеет керамический корпус;
PLGA (Plastic LGA) — имеет пластиковый корпус;
OLGA (Organic LGA) — имеет корпус из органического материала;
Существует компактный вариант корпуса OLGA с теплораспределителем, имеющий обозначение FCLGA4.
3657600137795Картриджи
Процессор в корпусе SECC Процессор в корпусе SECC2
Рисунок 7 – Процессор в картридже
Процессорные картриджи представляют собой печатную плату с установленными на ней процессором и вспомогательными элементами. Существует несколько видов процессорных картриджей:
SECC (Single Edge Contact Cartridge) — полностью закрытый картридж с теплоотводной пластиной, обеспечивающей тепловой контакт между корпусом картриджа и процессором.
SECC2 (Single Edge Contact Cartridge) — картридж без теплоотводной пластины.
SEPP (Single Edge Processor Package) — полностью открытая печатная плата.
MMC (Mobile Module Connector) — картридж с открытым кристаллом процессора, предназначенный для мобильных компьютеров.
Разъемы для подключения МП
Рисунок 8 – Процессорный разъем Socket 939
Socket 939 — разъём для процессоров фирмы AMD. Содержит 939 контактов очень малого диаметра вследствии чего они очень мягкие. Этот разъём является "упрощённой" версией предыдущего разъёма Socket 940 применявшегося в серверах и высокопроизводительных компьютерах. Отсутствие одного отверстия в разъёме не позволяло устанавливать в него более дорогие процессоры.
Это очень удачный разъём для своего времени сочетавший в себе большие возможности и двухканальный (2x64 разряда) доступ к памяти, и при этом невысокую стоимость как самого разъёма, так и контроллеров на материнской плате компьютера, т. к. контроллер памяти находился внутри процессора.
Данный разъём применялся для компьютеров с обычной DDR-памятью. Теперь, после перехода на DDR2, морально устарел и уступил место разъёму AM2. В ближайшем будущем планируется переход на новую память DDR3 и новые разъёмы AM2+, AM3 для следующих четырёхядерных процессоров.
Socket 940 появился в 2003 году, имел 940 выводов и был предназначен для серверных процессоров AMD Opteron и топовых игровых процессоров Athlon 64 FX.
В 2003 году с ним были выпущены процессоры на ядрах SledgeHammer (Opteron) и ClawHammer (Athlon 64 FX).
В 2004 году Athlon 64 FX перешел на разъем Socket 939 для унификации платформы с настольными процессорами Athlon 64, серверные процессоры остались в том же состоянии.
В 2005 году была полностью сменена линейка ядер для серверых процессоров Opteron: сместо ядра SledgeHammer появилось целых 3 ядра семейства: Athens, Troy и Venus. Последнее из ядер, самое младшее в линейке, почти сразу же также было переведено на Socket 939. Остальные же 2 ядра держались до середины 2006 года, используя Socket 940.
Но с приходом очередного обновления ядер процессоров линейки Opteron в середине 2006 года на Santa Rosa и Santa Ana в замен Athens и Troy, были сменены и процессорные сокеты на Socket F (LGA 1207).
Рисунок 9 – Процессорный разъем Socket AM2
Socket AM2 (ранее называвшийся Socket M2, но переименованный во избежание путаницы с процессорами Cyrix MII) — это процессорное гнездо, разработанное фирмой AMD для настольных процессоров высокопроизводительного, мейнстримового и бюджетного сегментов. Он был выпущен 23 мая 2006 года в качестве замены для Socket 939 и Socket 754. Хотя он имеет 940 контактов, он не совместим с Socket 940, поскольку более старый Socket 940 не поддерживает двухканальную оперативнную память DDR2. DDR2 работает на более высоких частотах и потребляет меньше энергии, чем память DDR, которую поддерживал предыдущий Socket 939.
Socket AM2 — это одно из процессорных гнёзд AMD следующего поколения, включающего также Socket F для серверов и Socket S1 для мобильных компьютеров.
AMD объявила, что процессоры для Socket AM3 будут работать на материнских платах с гнездом Socket AM2, но не наоборот (то есть процессор для Socket AM2 не будет работать на плате с гнездом Socket AM3). Это связано с тем, что процессоры AM3 будут иметь новый контроллер памяти, поддерживающий одновременно и память DDR2, и память DDR3, обеспечивая таким образом обратную совместимость с материнскими платами AM2, но поскольку у процессоров AM2 отсутствует новый контроллер памяти, они не смогут работать на материнских платах AM3.
Разъем Socket AM2, который заменил Socket 754 и Socket 939, имеет 940 ножек (как и серверный Socket 940, но они не совместимы!), используется в массовых одно- и двухъядерных процессорах Athlon 64, престижных Athlon 64 FX и бюджетных Sempron. Процессоры Socket AM2 работают с памятью типа DDR2 с частотами от 533 до 800 МГц (PС4200, PC5300 или PС6400) в двухканальном режиме, память типа Registered и ECC не поддерживается. В остальном процессоры AMD для Socket AM2 полностью идентичны процессорам для Socket 939, производство которых в настоящее время прекращено.
В соответствии с планами AMD, в начале 2008 года современный Socket AM2 сменился сначала на Socket AM2+, а затем и на Socket AM3. Единственным серьезным отличием Socket AM2 от Socket AM2+ станет внедрение поддержки новой высокоскоростной шины HyperTransport 3.0. Ее использование существенно увеличит пропускную способность процессор-чипсет (а также процессор-процессор в случае мультипроцессорных решений). Процессоры Socket AM3 (рисунок 10), кроме того, поддерживают новый тип памяти DDR3.
Рисунок 10 – Процессорный разъем сокет АМ3
Наиболее характерным отличием процессорного разъема LGA775 от предшественников является его принципиально новая конструкция. Процессоры в форм-факторе LGA775 (Land Grid Array) лишены процессорных ножек, вместо которых есть плоские контактные площадки на нижней поверхности процессора. Подпружиненные контактные ножки располагаются в самом процессорном гнезде. Крепление процессора в таком гнезде выполняется путем его точной установки на контактах, благодаря специальной ограничивающей рамке и использованию прижимной клипсы, равномерно распределяющей нагрузку по всей поверхности CPU. Такая конструкция разъема, по мнению компании Intel, позволяет поднять частотный потенциал новых процессоров, а также существенно снижает их стоимость (рисунок 11).
Рисунок 11 - Процессорный разъем LGA775
Socket H (или LGA 1156) — преемник процессорного разъема LGA775 для настольных систем и процессорного разъема LGA771 для серверов среднего и начального уровня от Intel. Является альтернативой более дорогой платформе на основе чипсета X58 и сокета LGA1366.
Выполнен по технологии Land Grid Array (LGA). Представляет из себя разъём с подпружиненными или мягкими контактами, к которым с помощью специального держателя с захватом и рычага прижимается процессор, не имеющий штырьковых контактов.
Рисунок 12 - Процессорный разъем LGA1156
Socket B (или LGA 1366) — преемник процессорного разъема LGA775 для высокопроизводительных настольных систем и процессорного разъема LGA771 для серверов от Intel.
Выполнен по технологии Land Grid Array (LGA). Представляет из себя разъём с подпружиненными или мягкими контактами, к которым с помощью специального держателя с захватом и рычага прижимается процессор, не имеющий штырьковых контактов. Поддерживает работу с обновленным модулем стабилизатора напряжения - Voltage Regulator Module 11.1. Увеличение количества контактных площадок связано с переносом контроллера памяти непосредственно на кристалл процессора и использования нового протокола QuickPath Interconnect взамен устаревающего Quad-Pumped Bus. Поддерживает процессоры серии Core i7(9xx линейки) и в процессорах серии Xeon(55xx линейки).
Рисунок 13 - Процессорный разъем LGA1366
Лекция6
Память необходимо рассматривать, как в логическом, так и в физическом аспекте. Дано описание микросхем и модулей памяти, которые можно установить в компьютере. Кроме того, речь идет о структуре памяти, ее разбивке на области и о назначении этих областей.
Оперативная память — это рабочая область для процессора компьютера. В ней во время работы хранятся программы и данные. Оперативная память часто рассматривается как временное хранилище, потому что данные и программы в ней сохраняются только при включенном компьютере или до нажатия кнопки сброса (reset). Перед выключением или нажатием кнопки сброса все данные, подвергнутые изменениям во время работы, необходимо сохранить на запоминающем устройстве, которое может хранить информацию постоянно (обычно это жесткий диск). При новом включении питания сохраненная информация вновь может быть загружена в память.
Устройства оперативной памяти иногда называют запоминающими устройствами с произвольным доступом. Это означает, что обращение к данным, хранящимся в оперативной памяти, не зависит от порядка их расположения в ней.
За несколько лет определение RAM (Random Access Memory) превратилось из обычной аббревиатуры в термин, обозначающий основное рабочее пространство памяти, создаваемое микросхемами динамической оперативной памяти (Dynamic RAM — DRAM) и используемое процессором для выполнения программ. Одним из свойств микросхем DRAM (и, следовательно, оперативной памяти в целом) является динамическое хранение данных, что означает, во-первых, возможность многократной записи информации в оперативную память, а во-вторых, необходимость постоянного обновления данных (т. е., в сущности, их перезапись) примерно каждые 15 мс (миллисекунд). Также существует так называемая статическая оперативная память (Static RAM — SRAM), не требующая постоянного обновления данных. Следует заметить, что данные сохраняются в оперативной памяти только при включенном питании.
Термин оперативная память часто обозначает не только микросхемы, которые составляют устройства памяти в системе, но включает и такие понятия, как логическое отображение и размещение. Логическое отображение — это способ представления адресов памяти на фактически установленных микросхемах. Размещение — это расположение информации (данных и команд) определенного типа по конкретным адресам памяти системы.
Во время выполнения программы в оперативной памяти хранятся ее данные. Микросхемы оперативной памяти (RAM) иногда называют энергозависимой памятью: после выключения компьютера данные, хранимые в них, будут потеряны, если они предварительно не были сохранены на диске или другом устройстве внешней памяти. Чтобы избежать этого, некоторые приложения автоматически делают резервные копии данных.
Файлы компьютерной программы при ее запуске загружаются в оперативную память, в которой хранятся во время работы с указанной программой. Процессор выполняет программно-реализованные команды, содержащиеся в памяти, и сохраняет их результаты. Оперативная память хранит коды нажатых клавиш при работе с текстовым редактором, а также величины математических операций. При выполнении команды Сохранить (Save) содержимое оперативной памяти сохраняется в виде файла на жестком диске.
Физически оперативная память в системе представляет собой набор микросхем или модулей, содержащих микросхемы, которые обычно подключаются к системной плате. Эти микросхемы или модули могут иметь различные характеристики и, чтобы функционировать правильно, должны быть совместимы с системой, в которую устанавливаются.
В настоящее время новые типы памяти разрабатываются значительно быстро, и вероятность того, что в новые компьютеры нельзя будет установить память устаревшего типа, как никогда велика. Поэтому при замене системной платы зачастую приходится заменять и память.
В современных компьютерах используются запоминающие устройства трех основных типов.
ROM (Read Only Memory). Постоянное запоминающее устройство — ПЗУ, не способное выполнять операцию записи данных.
DRAM (Dynamic Random Access Memory). Динамическое запоминающее устройство с произвольным порядком выборки.
SRAM (Static RAM). Статическая оперативная память.
Память типа DRAM
Динамическая оперативная память (Dynamic RAM — DRAM) используется в большинстве систем оперативной памяти современных персональных компьютеров. Основное преимущество памяти этого типа состоит в том, что ее ячейки упакованы очень плотно, т. е. в небольшую микросхему можно упаковать много битов, а значит, на их основе можно построить память большой емкости.
Ячейки памяти в микросхеме DRAM — это крошечные конденсаторы, которые удерживают заряды. Именно так (наличием или отсутствием зарядов) и кодируются биты. Проблемы, связанные с памятью этого типа, вызваны тем, что она динамическая, т. е. должна постоянно регенерироваться, так как в противном случае электрические заряды в конденсаторах памяти будут "стекать" и данные будут потеряны. Регенерация происходит, когда контроллер памяти системы берет крошечный перерыв и обращается ко всем строкам данных в микросхемах памяти. Большинство систем имеют контроллер памяти (обычно встраиваемый в набор микросхем системной платы), который настроен на соответствующую промышленным стандартам частоту регенерации, равную 15 мкс. Ко всем строкам данных обращение осуществляется по прохождении 128 специальных циклов регенерации. Это означает, что каждые 1,92 мс (128/15 мкс) прочитываются все строки в памяти для обеспечения регенерации данных.
Регенерация памяти, отнимает время у процессора: каждый цикл регенерации по длительности занимает несколько циклов центрального процессора. В старых компьютерах циклы регенерации могли занимать до 10% (или больше) процессорного времени, но в современных системах, работающих на частотах, равных сотням мегагерц, расходы на регенерацию составляют 1% (или меньше) процессорного времени. Некоторые системы позволяют изменить параметры регенерации с помощью программы установки параметров CMOS, но увеличение времени между циклами регенерации может привести к тому, что в некоторых ячейках памяти заряд "стечет", а это вызовет сбои памяти. В большинстве случаев надежнее придерживаться рекомендуемой или заданной по умолчанию частоты регенерации.
Поскольку затраты на регенерацию в современных компьютерах составляют менее 1%, изменение частоты регенерации оказывает незначительное влияние на характеристики компьютера. Одним из наиболее приемлемых вариантов является использование для синхронизации памяти значений по умолчанию или автоматических настроек, заданных с помощью Setup BIOS. Большинство современных систем не позволяют изменять заданную синхронизацию памяти, постоянно используя автоматически установленные параметры. При автоматической установке системная плата считывает параметры синхронизации из системы обнаружения последовательности в ПЗУ (serial presence detect — SPD) и устанавливает частоту периодической подачи импульсов в соответствии с полученными данными
Транзистор для каждого одноразрядного регистра DRAM используется для чтения состояния смежного конденсатора. Если конденсатор заряжен, в ячейке записана 1; если заряда нет — записан 0. Заряды в крошечных конденсаторах все время стекают, вот почему память должна постоянно регенерироваться. Даже мгновенное прерывание подачи питания или какой-нибудь сбой в циклах регенерации приведет к потере заряда в ячейке DRAM, а следовательно, и к потере данных. В работающей системе подобное приводит к появлению "синего" экрана, глобальным отказам системы защиты, повреждению файлов или к полному отказу системы.
Динамическая оперативная память используется в персональных компьютерах; поскольку она недорогая, микросхемы могут быть плотно упакованы, а это означает, что запоминающее устройство большой емкости может занимать небольшое пространство. К сожалению, память этого типа не отличается высоким быстродействием, обычно она намного "медленнее" процессора. Поэтому существует множество различных типов организации DRAM, позволяющих улучшить эту характеристику.
Кэш-память — SRAM
Существует тип памяти, совершенно отличный от других, — статическая оперативная память (Static RAM — SRAM). Она названа так потому, что, в отличие от динамической оперативной памяти (DRAM), для сохранения ее содержимого не требуется периодической регенерации. Но это не единственное ее преимущество. SRAM имеет более высокое быстродействие, чем динамическая оперативная память, и может работать на той же частоте, что и современные процессоры.
Однако для хранения каждого бита в конструкции SRAM используется кластер из шести транзисторов. Использование транзисторов без каких-либо конденсаторов означает, что нет необходимости в регенерации. Пока подается питание, SRAM будет помнить то, что сохранено. Почему же тогда микросхемы SRAM не используются для всей системной памяти? По сравнению с динамической оперативной памятью быстродействие SRAM намного выше, но плотность ее гораздо ниже, а цена довольно высока. Более низкая плотность означает, что микросхемы SRAM имеют большие габариты, хотя их информационная емкость намного меньше. Большое число транзисторов и кластеризованное их размещение не только увеличивает габариты микросхем SRAM, но и значительно повышает стоимость технологического процесса по сравнению с аналогичными параметрами для микросхем DRAM. Например, емкость модуля DRAM может равняться 64 Мбайт или больше, в то время как емкость модуля SRAM приблизительно того же размера составляет только 2 Мбайт, причем их стоимость будет одинаковой. Таким образом, габариты SRAM в среднем в 30 раз превышают размер динамической оперативной памяти, то же самое можно сказать и о стоимости. Все это не позволяет использовать память типа SRAM в качестве оперативной памяти в персональных компьютерах.
Несмотря на это, разработчики все-таки применяют память типа SRAM для повышения эффективности PC. Но во избежание значительного увеличения стоимости устанавливается только небольшой объем высокоскоростной памяти SRAM, которая используется в качестве кэш-памяти. Кэш-память работает на тактовых частотах, близких или даже равных тактовым частотам процессора, причем обычно именно эта память непосредственно используется процессором при чтении и записи. Во время операций чтения данные в высокоскоростную кэш-память предварительно записываются из оперативной памяти с низким быстродействием, т. е. из DRAM.
Как правило, компьютер работает гораздо быстрее, если пропускная способность шины памяти соответствует пропускной способности шины процессора.
Сравнивая скорость шины памяти с быстродействием шины процессора, можно заметить, что между этими параметрами существует определенное соответствие. Тип памяти, пропускная способность которой соответствует скорости передачи данных процессора, является наиболее приемлемым вариантом для систем, использующих соответствующий процессор.
Если скорость шины памяти равняется частоте шины процессора, быстродействие памяти в такой системе будет оптимальным.
SDRAM
Это тип динамической оперативной памяти DRAM, работа которой синхронизируется с шиной памяти. SDRAM передает информацию в высокоскоростных пакетах, использующих высокоскоростной синхронизированный интерфейс. SDRAM позволяет избежать использования большинства циклов ожидания, необходимых при работе асинхронной DRAM, поскольку сигналы, по которым работает память такого типа, синхронизированы с тактовым генератором системной платы.
Память SDRAM поставляется в виде модулей DIMM и, как правило, ее быстродействие оценивается в мегагерцах, а не в наносекундах.
DDR SDRAM
Память DDR (Double Data Rate — двойная скорость передачи данных) — это еще более усовершенствованный стандарт SDRAM, при использовании которого скорость передачи данных удваивается. Это достигается не за счет удвоения тактовой частоты, а за счет передачи данных дважды за один цикл: первый раз в начале цикла, а второй — в конце. Именно благодаря этому и удваивается скорость передачи (причем используются те же самые частоты и синхронизирующие сигналы).
Память DDR SDRAM выпускается в виде 184-контактных модулей DIMM. Поставляемые модули DIMM памяти DDR SDRAM отличаются своим быстродействием, пропускной способностью и обычно работают при напряжении 2,5 В.
Быстродействие памяти
При замене неисправного модуля (рисунок 14) или микросхемы памяти новый элемент должен быть такого же типа, а его время доступа должно быть меньше или равно времени доступа заменяемого модуля. Таким образом, заменяющий элемент может иметь и более высокое быстродействие.
.
Рисунок 14 – Модули памяти
Обычно проблемы возникают при использовании микросхем или модулей, не удовлетворяющих определенным (не слишком многочисленным) требованиям, например к длительности циклов регенерации. Вы можете также столкнуться с несоответствием в разводках выводов, емкости, разрядности или конструкции. Время выборки (доступа) всегда может быть меньше, чем это необходимо (т. е. элемент может иметь более высокое быстродействие), при условии, конечно, что все остальные требования соблюдены.
При установке более быстродействующих модулей памяти производительность компьютера, как правило, не повышается, поскольку система обращается к ней с прежней частотой. Если память компьютера работает с предельным быстродействием, замена модулей может повысить его надежность.
Timing diagram - временная диаграмма - количества тактов системной шины, необходимых для доступа к случайно выбранному адресу и следующим за ним адресам. Характерные диаграммы для разных типов памяти (в предположении, что они достаточно быстры, чтобы оптимально взаимодействовать с шиной) - 5-1-1-1 (SDRAM).
DDR3 – это новейший этап развития памяти типа DDR SDRAM. Первые модули памяти DDR3 были выпущены компанией Infineon в июле 2005.
От модулей DDR2 новые модули отличаются более высокой скоростью передачи данных и меньшим энергопотреблением. Скорость передачи данных устройств памяти DDR3 будет достигать 1600 Мбит в секунду. Напряжение питания снижено до 1.5 вольт. У устройств DDR2 этот показатель составляет 1.8 вольт. Как результат снижения напряжения питания уменьшается энергопотребление и нагрев компьютера. Это свойство устройств памяти DDR3 окажется особенно ценным при установке их на мобильных ПК. Объемы памяти отдельных компонентов будет составлять от 512 Мбит до 8 Гбит.
Память Synchronous Dynamic Random Access Memory, третье поколение стандарта Double Data Rate - попросту DDR3 SDRAM, представляет собой новое поколение памяти DDR, идущей на смену нынешнего поколения DDR2 SDRAM.
Архитектура современной динамической памяти DRAM перешагнула этапы одиночной и двойной скорости передачи данных, и теперь, на этапе DDR3, говорят о поконтактной пиковой производительности до 1,6 Гбит/с на сигнальный контакт для DDR3 (100 Мбит/с на контакт у SDRAM). При сохранении основного строения архитектуры, ключевым изменениям подверглись цепи предварительной выборки данных (prefetch) и дизайн шин I/O. Говоря упрощённо, в случае DDR3 каждая операция чтения или записи означает доступ к восьми группам данных (словам) DDR3 DRAM, которые, в свою очередь, с помощью двух различных опорных генераторов мультиплексируются по контактам I/O с частотой, в четыре раза превышающей тактовую частоту.
Лекция7
Современные блоки питания для ПК являются довольно сложными устройствами. При покупке компьютера мало кто обращает внимание на марку предустановленного в системе БП. Впоследствии некачественное или недостаточное питание может вызвать ошибки в программной среде, стать причиной потери данных на носителях и даже привести к выходу из строя электроники ПК. Понимание базовых основ и принципов функционирования блоков питания, а также умение определить качественное изделие позволит избежать различных проблем и поможет обеспечить долговременную и бесперебойную работу любого компьютера.
Рисунок 15 - Структура типичного блока питания
Компьютерный блок питания состоит из нескольких основных узлов. Детальная схема устройства представлена на рисунке 15. При включении сетевое переменное напряжение подается на входной фильтр [1], в котором сглаживаются и подавляются пульсации и помехи. В дешевых блоках этот фильтр часто упрощен либо вообще отсутствует.
Далее напряжение попадает на инвертор сетевого напряжения [2]. В сети проходит переменный ток, который меняет потенциал 50 раз в секунду, т. е. с частотой 50 Гц. Инвертор же повышает эту частоту до десятков, а иногда и сотен килогерц, за счет чего габариты и масса основного преобразующего трансформатора сильно уменьшаются при сохранении полезной мощности. Импульсный трансформатор [3] преобразовывает высоковольтное напряжение от инвертора в низковольтное. Благодаря высокой частоте преобразования мощность, которую можно передать через такой небольшой компонент, достигает 600–700 Вт. В дорогих БП встречаются два или даже три трансформатора.
Рядом с основным трансформатором обычно имеются один или два меньших, которые служат для создания дежурного напряжения, присутствующего внутри блока питания и на материнской плате всегда, когда к БП подключена сетевая вилка. Этот узел вместе со специальным контроллером отмечен на рисунке цифрой [4].
Пониженное напряжение поступает на быстрые выпрямительные диодные сборки, установленные на мощном радиаторе [5]. Диоды, конденсаторы и дроссели сглаживают и выпрямляют высокочастотные пульсации, позволяя получить на выходе почти постоянное напряжение, которое идет далее на разъемы питания материнской платы и периферийных устройств.
В недорогих блоках применяется так называемая групповая стабилизация напряжений. Основной силовой дроссель [6] сглаживает только разницу между напряжениями +12 и +5 В. Подобным образом достигается экономия на количестве элементов в БП, но делается это за счет снижения качества стабилизации отдельных напряжений. Если возникает большая нагрузка на каком-то из каналов, напряжение на нем снижается. Схема коррекции в блоке питания, в свою очередь, повышает напряжение, стараясь компенсировать недостачу, но одновременно возрастает напряжение и на втором канале, который оказался малонагруженным. Налицо своеобразный эффект качелей. Отметим, что дорогие БП имеют выпрямительные цепи и силовые дроссели, полностью независимые для каждой из основных линий.
Кроме силовых узлов в блоке есть дополнительные – сигнальные. Это и контроллер регулировки оборотов вентиляторов, часто монтируемый на небольших дочерних платах [7], и схема контроля за напряжением и потребляемым током, выполненная на интегральной микросхеме [9]. Она же управляет работой системы защиты от коротких замыканий, перегрузки по мощности, перенапряжения или, наоборот, слишком низкого напряжения.
Многие БП предоставляют возможность отключать неиспользуемые разъемы, для этого на внутренней торцевой стенке монтируется плата с силовыми разъемами [8]. При правильном подходе к проектированию такой узел не влияет на электрические характеристики блока питания. Но бывает и наоборот, некачественные разъемы могут ухудшать контакт либо неверное подключение приводит к выходу комплектующих из строя.
Для подключения комплектующих к БП используется несколько стандартных типов штекеров: самый крупный из них – двухрядный – служит для питания материнской платы. Ранее устанавливались двадцатиконтактные разъемы, но современные системы имеют большую нагрузочную способность, и в результате штекер нового образца получил 24 проводника, причем часто добавочные 4 контакта отсоединяются от основного набора. Кроме силовых каналов нагрузки, на материнскую плату передаются сигналы управления (PS_ON#, PWR_OK), а также дополнительные линии (+5Vsb, -12V). Включение проводится только при наличии на проводе PS_ON# нулевого напряжения. Поэтому, чтобы запустить блок без материнской платы, нужно замкнуть контакт 16 (зеленый провод) на любой из черных проводов («земля»). Исправный БП должен заработать, и все напряжения сразу же установятся в соответствии с характеристиками стандарта ATX. Сигнал PWR_OK служит для сообщения материнской плате о нормальном функционировании схем стабилизации БП. Напряжение +5Vsb используется для питания USB-устройств и чипсета в дежурном режиме (Standby) работы ПК, а -12 – для последовательных портов RS-232 на плате (рисунок 16).
Рисунок 16 - Распиновка контактов блоков питания, традиционно используемых в современных ПК
Стабилизатор процессора на материнской плате подключается отдельно и использует четырех- либо восьмиконтактный кабель, подающий напряжение +12 В. Питание мощных видеокарт с интерфейсом PCI-Express осуществляется по одному 6-контактному либо по двум разъемам для старших моделей. Существует также 8-контактная модификация данного штекера. Жесткие диски и накопители с интерфейсом SATA используют собственный тип контактов с напряжениями +5, +12 и +3,3 В. Для старых устройств подобного рода и дополнительной периферии имеется 4-контактный разъем питания с напряжениями +5 и +12 В (так называемый molex).
Основное потребление мощности всех современных систем, начиная с Socket 775, 754, 939 и более новых, приходится на линию +12 В. Процессоры могут нагружать данный канал токами до 10–15 А, а видеокарты до 20–25 А (особенно при разгоне). В итоге мощные игровые конфигурации с четырехъядерными CPU и несколькими графическими адаптерами запросто «съедают» 500–700 Вт. Материнские платы со всеми распаянными на РСВ контроллерами потребляют сравнительно мало (до 50 Вт), оперативная память довольствуется мощностью до 15–25 Вт для одной планки. А вот винчестеры, хоть они и неэнергоемкие (до 15 Вт), но требуют качественного питания. Чувствительные схемы управления головками и шпинделем легко выходят из строя при превышении напряжения +12 В либо при сильных пульсациях.
На наклейках блоков питания часто указывают наличие нескольких линий +12 В, обозначаемых как +12V1, +12V2, +12V3 и т. д. На самом деле в электрической и схемотехнической структуре блока они в абсолютном большинстве БП представляют собой один канал, разделенный на несколько виртуальных, с различным ограничением по току. Данный подход применен в угоду стандарту безопасности EN-60950, который запрещает подводить мощность свыше 240 ВА на контакты, доступные пользователю, поскольку при возникновении замыкания возможны возгорания и прочие неприятности.
Современные мощные видеокарты потребляют большое количество энергии, поэтому давно подключаются отдельными кабелями к БП независимо от материнской платы. Новейшие модели оснащаются шести- и восьмиконтактными штекерами. Часто последний имеет отстегивающуюся часть, для удобства подсоединения к меньшим разъемам питания видеокарт.
При выборе конкретного экземпляра БП для компьютера нужно ориентироваться на подробные обзоры данных устройств и внимательно изучать каждую модель перед покупкой. Ведь от блока питания зависит сохранность информации, стабильность и долговечность работы компонентов ПК в целом.
Лекция8
В современных компьютерах охлаждения требует практически каждая деталь. В первую очередь это центральный процессор, видеокарта и БП. Затем жесткие диски. Потом, если понадобиться, северный и южные мосты, оперативка. После того, как отовсюду, откуда надо, тепло отведено, оно начинает путешествовать по недрам системника, постепенно улетучиваясь через вентилятор БП и прорези в стенках корпуса. Но ведь всем кулерам для охлаждения логики нужен прохладный свежий воздух, а не «отработанный» и разгоряченный. И, если такой «отработанный» воздух не успевает покинуть корпус в разумное для этого время самостоятельно, ему, воздуху, необходимо помочь. Для этого существуют корпусные вентиляторы (по сути, в БП тоже установлен корпусный вентилятор). Эффективность охлаждения внутреннего пространства корпуса достигается за счет правильного расположения вентиляторов.
Дело в том, что большинство хороших корпусов допускают установку дополнительных вентиляторов именно в тех местах, в которых допускают, не просто так, а потому, что так надо. Иными словами, если места под вентиляторы есть на передней и задней панели — так это не потому, что на других панелях места не было, а потому, что именно там вентиляторы и должны быть расположены для достижения наибольшей эффективности охлаждения. Разумеется, небольшие подвижки возможны, равно как возможно оснащение этих панелей вентиляторами сверх нормы.
Рисунок 16 а - Корпус фирмы Intel.
Воздух должен поступать в корпус через переднюю его часть, а выходить — через заднюю. Кроме того, число входящих и исходящих вентиляторов, а вернее, их суммарный расход, должно быть хотя бы сопоставимо, иначе получится не картина, а непонятно что — воздух будет выходить совсем не там, где нужно, и совсем не так, как нужно. Боковые вентиляторы допустимы, но только в случае, когда вы понимаете, зачем это делаете. Для того, чтобы понимание наступило, полезно иногда нарисовать на бумаге корпус и все потоки внутри него.
По той же причине нежелательно иметь большое число вентиляционных отверстий в разных частях корпуса. Эти отверстия нужны только тогда, когда основной упор в охлаждении корпуса делается не на вынужденную, а на естественную конвекцию воздуха, то есть вентиляторов в корпусе мало, или их нет совсем. В случае же, когда расходы вентиляторов впереди и сзади сопоставимы и достаточно велики, вентиляционные отверстия не полезны, и даже вредны. Достаточно одного хорошего воздухозаборника перед каждым вентилятором. Эти воздухозаборники полезно закрывать фильтрами — реже придется пылесосить корпус.
Каким вообще может быть их охлаждение? Оно бывает пассивным и активным.
Пассивное представляет собой просто радиатор, прислоненный на поверхность кристалла и прикрепленный к «сокету» или «слоту». Уже давно не применяется для охлаждения большинства CPU (разве что для устаревших камней и маломощных Celeron), иногда ставится на GPU и активно используется для охлаждения модулей RAM, видеопамяти и чипсетов. Самые горячие компоненты «пассивкой» не охлаждают. Все потому, что такое охлаждение основывается на естественной конвекции воздуха. А только естественным воздушным притоком-оттоком теплоприемник (радиатор) с достаточной быстротой не остудишь. Каким должен быть радиатор? Желательно медным (лучше отводит тепло, чем алюминиевый) и игольчатым (без заострений на конце иголок). Хотя, в прочем, радиатор с пластинами вместо иголок тоже не возбраняется. Главное – общая площадь его поверхности. Чем она больше, тем эффективнее теплоотвод. Подошва радиатора должна быть гладкой, иначе контакт с чипом (а, следовательно, и теплопередача) будет нарушен. Всем радиаторам присуща такая характеристика, как температурное сопротивление. Оно показывает, насколько изменится температура процессора при увеличении потребляемой им мощности на 1 Ватт. Чем это сопротивление меньше, тем лучше. Радиаторы монтируются к чипу либо специальным креплением (к разъему процессора), либо приклеиваются термоклеем (на чипы памяти, чипсет). В первом случае на поверхность процессора нужно сначала тонким слоем нанести термопасту (создать термоинтерфейс).
Активное охлаждение.
Может быть воздушным, водяным, криогенным и нитрогенным
Воздушное. Его еще называют аэрогенным. Это пассивное охлаждение + кулер, то есть радиатор с установленным сверху вентилятором. Кулер – это, как известно, вентилятор, устанавливаемый на какой-либо чип, например, на процессор или на графическое ядро. Абсолютно всем вентиляторам присуща масса характеристик, по котором можно оценить их профпригодность:
1. Размеры вентилятора. Выражается как высотахширинахвысота. Например, 80х80х20. Все значения выражаются в мм (миллиметрах). Тут есть разница между размером корпуса вентилятора (размер кулера, записывается как длинахширина) и размером собственно квадрата, в который вписана окружность крыльчатки (размер вентилятора, длинахширина). Размер кулера по всем параметрам на пару миллиметров выше, чем размер вентилятора. Обычно про размеры кулера говорят не 80х80х20, а просто 80х80 (восемьдесят на восемьдесят). Кулеры бывают размером 40х40, 50х50, 60х60, 70х70, 80х80 и 120х120. Самые распространенные - 40х40, 80х80 и 120х120.
2. Тип подшипника. Крыльчатка вентилятора крутится либо подшипником скольжения (sleeve), либо подшипником качения (ball). У обоих свои преимущества и недостатки.
a. Подшипник скольжения. Его устройство следующее: во втулку, смазанную смазкой, вставляется ротор. Вентилятор с таким подшипником просто весь оброс недостатками, к коим относятся: невысокий срок службы по сравнению с подшипником качения, который еще и сокращается при нахождении вентилятора с таким подшипником вблизи температуры выше 50оС; разбалансировка крыльчатки – при трении ротора со втулкой последняя изнашивается не равномерно (то есть не по всех окружности), а только по двум сторонам, в результате чего в поперечном сечении со временем становится не кругом, овалом. Из-за этого появляется биение ротора и, как следствие, шум. К тому же, со временем смазка начинает вытекать из зазора между втулкой и ротором, что явно не способствует прекращению биения. Достоинств у кулеров с подшипником скольжения только два – они очень дешевы по сравнению со своими ball-собратьями и тише работают, пока не износится втулка или не закончится смазка. Последнее решается разбором мотора и заменой смазки.
b. Подшипник качения. Устройство несколько другое: между втулкой и ротором вместо смазки помещаются шарики, по которым и вращается ротор. Втулка с двух сторон закрывается специальными кольцами, что препятствует высыпанию шариков. Недостатки таких кулеров обратны достоинствам sleeve-кулеров – ball дороже и шумнее, чем sleeve. В плюсах – стойкость к высокой температуре, передаваемой радиатором, и большая долговечность.
c. Существует также комбинированное решение: Вентилятор, который вращают и sleeve- и ball-подшипник. В данном случае второй увеличивает долговечность и снижает уровень шума. Также бывают вентиляторы с подшипником скольжения, но на их роторе нарезана резьба, которая при вращении не дает смазке стекать в низ, благодаря чему она непрерывно циркулирует внутри втулки.
3. Количество оборотов в минуту. Скорость вращения крыльчатки вентилятора. Измеряется данный параметр в RPM (Rotations Per Minute) и чем больше это значение, тем лучше. Как правило, составляет от 1500 до… трудно сказать сколько, так как значение rpm постоянно повышается производителями. Но имейте в виду, что чем быстрее крутится вентилятор, тем громче он шумит. Тут уж приходится выбирать: или скорость, холод и шум, или тишина и высокие температуры. Работу любого вентилятора можно замедлить, снизив подаваемое на мотор напряжение.
4. Объем прогоняемого воздуха за одну минуту. Также называют эффективностью. Измеряется в CFM (Cubic Feet per Minute). Чем выше CFM, тем громче шум, издаваемый вентилятором.
5. Уровень шума. Измеряется в дБ. Зависит от величины двух предыдущих параметров. Шум может быть механическим и аэродинамическим. На механические шумы влияют величины RPM и CFM. Аэродинамический зависит от угла загиба крыльчатки. Чем он выше, тем сильнее бьется воздух о лопасти и тем громче гул.
6. Способ подключения питания. PC Plug (напрямую к БП) либо Molex (к материнской плате).
Водяное охлаждение. Состоит из ватерблока, радиатора, резервуара с водой или хладагентом, помпы и соединительных шлангов. Ватерблок с двумя разъемами (штуцерами) для входного и выходного шланга устанавливается на процессоре. К радиатору по входному шлангу из помпы закачивается охлажденная вода (хладагент), проходит через него и по выходному шлангу, будучи нагретой теплом процессора, движется ко второму радиатору (на который устанавливается вентилятор), чтобы отдать тепло, взятое у CPU. После этого вода попадает обратно в помпу, и цикл перекачки повторяется. Характеристики вентиляторов вы можете посмотреть выше, а у самой водяной СО только два параметра: объем резервуара и мощность помпы. Первый измеряют в л (литрах), а мощность – в л/час. Чем выше мощность, тем выше издаваемый помпой шум. Водяное охлаждение имеет преимущество перед воздушным, так как используемое охлаждающее вещество имеет намного большую теплоемкость, чем воздух, и поэтому эффективнее отводит тепло от греющихся элементов. Но, не смотря ни на что, водяное охлаждение не очень распространено в силу своей дороговизны относительно воздушного охлаждения и опасности короткого замыкания в случае разгерметизации и протечки.
Криогенное охлаждение. СО, которая охлаждает чип при помощи специального газа – фреона. Состоит она из компрессора, конденсатора (конденсора), фильтра, капилляра, испарителя и втягивающей трубки. Работает фреонка следующим образом: газообразный фреон поступает в компрессор и там нагнетается. Далее газ по давлением попадает в конденсатор, где превращается в жидкость и выделяет энергию в тепловом виде. Эта энергия рассеивается конденсатором в окружающую среду. Далее фреон, уже будучи жидкостью, перетекает в фильтр, где очищается от случайного мусора, который может попасть в капилляр и, закупорив его, вывести систему охлаждения из строя. По капилляру жидкий фреон попадает в испаритель, где под действием передаваемого от испарителя тепла начинает кипеть, активно поглощая получаемую от процессора тепловую энергию, и по всасывающей трубке попадает обратно в компрессор и цикл повторяется. Не распространена в силу своей дороговизны и необходимости пополнения фреона, так как он со временем улетучивается и его приходится добавлять с систему охлаждения. Также эффективна при разгоне, так как способна создавать минусовые температуры.
Нитрогенное охлаждение. Вся система охлаждения состоит из средних размеров емкости с залитым туда жидким азотов. Ничего и никуда не надо не подводить, не отводить. При нагревании процессором жидкий азот испаряется, и, достигая «потолка» емкости, становится жидким и вновь попадает на дно и снова испаряется. Нитрогенное охлаждение, также как и фреонное, способно обеспечить минусовую температуру (приблизительно -196оС). Неудобство в том, что жидкий азот, также, как и фреон, имеет привычку выкипать, и приходится добавлять его в немалых количествах. Кроме того, азотное охлаждение весьма дорого.
Лекция9
Внешняя память - это память, реализованная в виде внешних, относительно материнской платы, устройств с разными принципами хранения информации и типами носителя, предназначенных для долговременного хранения информации. В частности, во внешней памяти хранится все программное обеспечение компьютера. Устройства внешней памяти могут размещаться как в системном блоке компьютера, так и в отдельных корпусах. Физически, внешняя память реализована в виде накопителей.
Накопители - это запоминающие устройства, предназначенные для продолжительного (что не зависит от электропитания) хранения больших объемов информации. Емкость накопителей в сотни раз превышает емкость оперативной памяти или вообще неограниченная, когда речь идет о накопителях со сменными носителями.
Накопитель можно рассматривать как совокупность носителя и соответствующего привода. Различают накопители со сменными и постоянными носителями. Привод - это объединение механизма чтения-записи с соответствующими электронными схемами управления. Его конструкция определяется принципом действия и видом носителя. Носитель - это физическая среда хранения информации, по внешнему виду может быть дисковым или ленточным. По принципу запоминания различают магнитные, оптические и магнитооптические носители. Ленточные носители могут быть лишь магнитными, в дисковых носителях используют магнитные, магнитооптические и оптические методы записи-считывания информации.
Самыми распространенными являются накопители на магнитных дисках, которые делятся на накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД) и накопители на гибких магнитных дисках (НГМД), и накопители на оптических дисках, такие как накопители CD-ROM, CD-R, CD-RW и DVD-ROM.
Накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД)
НЖМД - это основное устройство для долговременного хранения больших объемов данных и программ. Другие названия: жесткий диск, винчестер, HDD (Hard Disk Drive). Внешне, винчестер представляет собой плоскую, герметически закрытую коробку, внутри которой на общей оси находятся несколько жестких алюминиевых или стеклянных пластинок круглой формы. Поверхность любого из дисков покрыта тонким ферромагнитным слоем (вещество, которое реагирует на внешнее магнитное поле), на нем и хранятся записанные данные. При этом запись проводится на обе поверхности каждой пластины (кроме крайних) с помощью блока специальных магнитных головок. Каждая головка находится над рабочей поверхностью диска на расстоянии 0,5-0,13 мкм. Пакет дисков вращается непрерывно и с большой частотой (4500-10000 об/мин), поэтому механический контакт головок и дисков недопустим.
Запись данных в жестком диске осуществляется следующим образом. При изменении силы тока, проходящего через головку, происходит изменение напряженности динамического магнитного поля в щели между поверхностью и головкой, что приводит к изменению стационарного магнитного поля ферромагнитных частей покрытия диска. Операция считывания происходит в обратном порядке. Намагниченные частички ферромагнитного покрытия являются причиной электродвижущей силы самоиндукции магнитной головки. Электромагнитные сигналы, которые возникают при этом, усиливаются и передаются на обработку.В накопителе может быть до десяти дисков. Их поверхность разбивается на круги, которые называются дорожками (track). Каждая дорожка имеет свой номер. Дорожки с одинаковыми номерами, расположенные одна над другой на разных дисках образуют цилиндр. Дорожки на диске разбиты на секторы (нумерация начинается с единицы). Сектор занимает 571 байт: 512 отведено для записи нужной информации, остальные под заголовок (префикс), определяющий начало и номер секции и окончание (суффикс), где записана контрольная сумма, нужная для проверки целостности хранимых данных. Секторы и дорожки образуются во время форматирования диска. Форматирование выполняет пользователь с помощью специальных программ. На неформатированный диск не может быть записана никакая информация. Жесткий диск можно разбить на логические диски.
Существует огромное количество разных моделей жестких дисков многих фирм, таких как Seagate, Maxtor, Quantum, Fujitsu и т.д. Для обеспечения совместимости винчестеров, разработаны стандарты на их характеристики, определяющие номенклатуру соединительных проводников, их размещение в переходных разъемах, электрические параметры сигналов. Современные накопители могут использовать интерфейсы ATA (AT Attachment, он же IDE — Integrated Drive Electronic, он же Parallel ATA), (EIDE), Serial ATA, SCSI (Small Computer System Interface), SAS, FireWire, USB, Fibre Channel. Характеристики интерфейсов, с помощью которых винчестеры связаны с материнской платой, в значительной степени определяют производительность современных жестких дисков.
Среди других параметров, которые влияют на быстродействие HDD следует отметить следующие:
емкость кэш-памяти - во всех современных дисковых накопителях устанавливается кэш-буфер, ускоряющий обмен данными; чем больше его емкость, тем выше вероятность того, что в кэш-памяти будет необходимая информация, которую не надо считывать с диска (этот процесс в тысячи раз медленней); емкость кэш-буфера в разных устройствах может изменяться в границах от 64 Кбайт до 2Мбайт;
физический размер (форм-фактор) — почти все современные накопители для персональных компьютеров и серверов имеют размер либо 3,5, либо 2,5 дюйма. Последние чаще применяются в ноутбуках. Другие распространённые форматы — 1,8 дюйма, 1,3 дюйма и 0,85 дюймавремя произвольного доступа (англ. random access time) — от 3 до 15 мс, как правило, минимальным временем обладают серверные диски (например, у Hitachi Ultrastar 15K147 — 3,7 мс), самым большим из актуальных — диски для портативных устройств (Seagate Momentus 5400.3 — 12,5).
скорость вращения шпинделя (англ. spindle speed) — количество оборотов шпинделя в минуту. От этого параметра в значительной степени зависят время доступа и скорость передачи данных. В настоящее время выпускаются винчестеры со следующими стандартными скоростями вращения: 4200, 5400 и 7200 (ноутбуки), 7200 и 10 000 (персональные компьютеры), 10 000 и 15 000 об./мин. (серверы и высокопроизводительные рабочие станции).
надёжность (англ. reliability) — определяется как среднее время наработки на отказ (Mean Time Between Failures, MTBF). Технология SMART. (S.M.A.R.T. (англ. Self Monitoring Analysing and Reporting Technology) — технология оценки состояния жёсткого диска встроенной аппаратурой самодиагностики, а также механизм предсказания времени выхода его из строя.)
количество операций ввода-вывода в секунду — у современных дисков это около 50 оп./сек при произвольном доступе к накопителю и около 100 оп./сек при последовательном доступе.
потребление энергии — важный фактор для мобильных устройств.
уровень шума — шум, который производит механика накопителя при его работе. Указывается в децибелах. Тихими накопителями считаются устройства с уровнем шума около 26 дБ и ниже.
сопротивляемость ударам (англ. G-shock rating) — сопротивляемость накопителя резким скачкам давления или ударам, измеряется в единицах допустимой перегрузки g во включённом и выключенном состоянии.
среднее время доступа - время (в миллисекундах), на протяжении которого блок головок смещается с одного цилиндра на другой. Зависит от конструкции привода головок и составляет приблизительно 10-13 миллисекунд;
время задержки - это время от момента позиционирования блока головок на нужный цилиндр до позицирования конкретной головки на конкретный сектор, другими словами, это время поиска нужного сектора.
Устройство HDD
Жёсткий диск состоит из следующих основных узлов: корпус из прочного сплава, собственно жесткие диски (пластины) с магнитным покрытием, блок головок с устройством позиционирования, электропривод шпинделя и блок электроники.
Вопреки расхожему мнению, жесткие диски не герметичны. Внутренняя полость жесткого диска сообщается с атмосферой через фильтр, способный задерживать очень мелкие (несколько мкм) частицы. Это необходимо для поддержания постоянного давления внутри диска при колебаниях температуры корпуса.Блок электроники
Блок электроники обязательно содержит: управляющий блок, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), буферную память, интерфейсный блок и блок цифровой обработки сигнала.
Интерфейсный блок обеспечивает сопряжение электроники жесткого диска с остальной системой.
Блок управления представляет собой систему управления, принимающую электрические сигналы позиционирования головок, и вырабатывающую управляющие воздействия приводом типа «звуковая катушка», коммутации информационных потоков с различных головок, управления работой всех остальных узлов (к примеру, управление скоростью вращения шпинделя).
Блок ПЗУ хранит управляющие программы для блоков управления и цифровой обработки сигнала, а также служебную информацию винчестера.
Буферная память сглаживает разницу скоростей интерфейсной части и накопителя (используется быстродействующая статическая память). Увеличение размера буферной памяти позволяет увеличить скорость работы накопителя.
Блок цифровой обработки сигнала осуществляет очистку считанного аналогового сигнала и его декодирование (извлечение цифровой информации). Для цифровой обработки применяются различные методы, например метод PRML (Partial Response Maximum Likelihood - максимальное пpавдоподобие пpи неполном отклике). Осуществляется сравнение принятого сигнала с образцами. При этом выбирается образец наиболее похожий по форме и временным характеристикам с декодируемым сигналом.
Схема работы HDD
Схема работы жесткого диска достаточно сложна, несмотря на небольшое количество электроники (рисунок 17, 18). Опишем упрощенную схему того, как происходит чтение и передача данных. Все начинается с подачи питания (1) на шпиндельный двигатель с помощью специальных контактов (5). Микропроцессор контроллера (3) посылает команды драйверу актуатора (6). Магнитные головки (8) считывают информацию с пластины, вращающейся с большой скоростью (они «парят» над ней за счет возникающей воздушной подушки). Точное позиционирование головок над поверхностью дисков обеспечивают подвеска (9) и штанги (10), а передвижение осуществляется с помощью магнитной катушки актуатора (12). Полученные данные проходят через усилитель (11) и по шлейфу (13) поступают на плату контроллера к контактам (7). После чего обрабатываются в микропроцессоре (3), а в качестве буферной памяти выступает кэш (2). Интерфейсный разъем SATA (4) служит для получения запросов от SATA-контроллера материнской платы и передачи данных.
Рисунок 17 - Актуатор жесткого диска
Рисунок 18 - Контроллер HDD
Интерфейс PATA
ATA (англ. Advanced Technology Attachment, Присоединение по продвинутой технологии) — параллельный интерфейс подключения накопителей (жёстких дисков и оптических приводов) к компьютеру. В 90-е годы XX века был стандартом де факто на платформе IBM PC; в настоящее время вытеснен своим последователем — SATA. Разные версии ATA известны под синонимами IDE, EIDE, UDMA, ATAPI; с появлением SATA также получил название PATA (Parallel ATA). Для подключения жёстких дисков с интерфейсом PATA обычно используется 40-проводный кабель (именуемый также шлейфом). Каждый шлейф обычно имеет два или три разъёма, один из которых подключается к разъёму контроллера на материнской плате (в более старых компьютерах этот контроллер размещался на отдельной плате расширения), а один или два других подключаются к дискам. В один момент времени шлейф P-ATA передаёт 16 бит данных. Иногда встречаются шлейфы IDE, позволяющие подключение трёх дисков к одному IDE каналу, но в этом случае один из дисков работает в режиме read-only.
Долгое время шлейф ATA содержал 40 проводников, но с введением режима Ultra DMA/66 (UDMA4) появилась его 80-проводная версия. Все дополнительные проводники — это проводники заземления, чередующиеся с информационными проводниками. Такое чередование проводников уменьшает ёмкостную связь между ними, тем самым сокращая взаимные наводки. Ёмкостная связь являются проблемой при высоких скоростях передачи, поэтому данное нововведение было необходимо для обеспечения нормальной работы установленной спецификацией UDMA4 скорости передачи 66 МБ/с (мегабайт в секунду). Более быстрые режимы UDMA5 и UDMA6 также требуют 80-проводного кабеля.
Хотя число проводников удвоилось, число контактов осталось прежним, как и внешний вид разъёмов. Внутренняя же разводка, конечно, другая. Разъёмы для 80-проводного кабеля должны присоединять большое число проводников заземления к небольшому числу контактов заземления, в то время, как в 40-проводном кабеле проводники присоединяются каждый к своему контакту. У 80-проводных кабелей разъёмы обычно имеют различную расцветку (синий, серый и чёрный), в отличие от 40-проводных, где обычно все разъёмы одного цвета (чаще чёрные).
Стандарт ATA всегда устанавливал максимальную длину кабеля равной 46 см. Это ограничение затрудняет присоединение устройств в больших корпусах, или подключение нескольких приводов к одному компьютеру, и почти полностью уничтожает возможность использования дисков PATA в качестве внешних дисков. Хотя в продаже широко распространены кабели большей длины, следует иметь в виду, что они не соответствуют стандарту. То же самое можно сказать и по поводу «круглых» кабелей, которые также широко распространены. Стандарт ATA описывает только плоские кабели с конкретными характеристиками полного и ёмкостного сопротивлений. Это, конечно, не означает, что другие кабели не будут работать, но, с любом случае, к использованию нестандартных кабелей следует относиться с осторожностью.
Если к одному шлейфу подключены два устройства, одно из них обычно называется ведущим (англ. master), а другое ведомым (англ. slave). Обычно ведущее устройство идет перед ведомым в списке дисков, перечисляемых BIOS’ом компьютера или операционной системы.
Стандарт также требует использования разъёмов разных цветов, для более простой идентификации их как производителем, так и сборщиком. Синий разъем предназначен для подключения к контроллеру, черный — к ведущему устройству, серый — к ведомому.
Термины «ведущий» и «ведомый» были заимствованы из промышленной электроники (где указанный принцип широко используется при взаимодействии узлов и устройств), но в данном случая являются некорректными, и потому не используются в текущей версии стандарта ATA. Более правильно называть ведущий и ведомый диски соответственно device 0 (устройство 0) и device 1 (устройство 1). Управление доступом дисков и очерёдностью выполнения команд осуществляют контроллер (которым, в свою очередь, управляет драйвер операционной системы). То есть фактически оба устройства являются ведомыми по отношению к контроллеру.Интерфейс SATA
SATA (англ. Serial ATA) — последовательный интерфейс обмена данными с накопителями информации (как правило, с жёсткими дисками). SATA является развитием интерфейса ATA (IDE), который после появления SATA был переименован в PATA (Parallel ATA).
SATA/150. Первоначально стандарт SATA предусматривал работу шины на частоте 1,5 ГГц, обеспечивающей пропускную способность приблизительно в 1,2 Гбит/с (150 МБ/с). (20%-я потеря производительности объясняется использованием системы кодирования 8B/10B, при которой на каждые 8 бит полезной информации приходится 2 служебных бита). Пропускная способность SATA/150 незначительно выше пропускной способности шины Ultra ATA (UDMA/133). Главным преимуществом SATA перед PATA является использование последовательной шины вместо параллельной. Несмотря на то, что последовательный способ обмена принципиально медленнее параллельного, в данном случае это компенсируется возможностью работы на более высоких частотах за счет большей помехоустойчивости кабеля. Это достигается 1) меньшим числом проводников и 2) объединением информационных проводников в 2 витые пары, экранированные заземляющими проводниками.SATA/300. Стандарт SATA/300 работает на частоте 3 ГГц, обеспечивает пропускную способность до 2,4 Гбит/с (300 МБ/с). Весьма часто стандарт SATA/300 называют SATA II или SATA 3.0. Теоретически SATA/150 и SATA/300 устройства должны быть совместимы (как SATA/300 контроллер и SATA/150 устройство, так и SATA/150 контроллер и SATA/300 устройство) за счёт поддержки согласования скоростей (в меньшую сторону), однако для некоторых устройств и контроллеров требуется ручное выставление режима работы (например, на НЖМД фирмы Seagate, поддерживающих SATA/300 для принудительного включения режима SATA/150 предусмотрен специальный джампер).
Стандарт SATA предусматривает возможность увеличения скорости работы до 600МБ/с (6 ГГц).Описание SATA
SATA использует 7-контактный разъём вместо 40-контактного разъёма у PATA. SATA-кабель имеет меньшую площадь, за счёт чего уменьшается сопротивление воздуху, обдувающему комплектующие компьютера; улучшается охлаждение системы.
SATA-кабель за счёт своей формы более устойчив к многократному подключению. Питающий шнур SATA так же разработан с учётом многократных подключений. Разъём питания SATA подаёт 3 напряжения питания: +12 В, +5 В и +3,3 В; однако современные устройства могут работать без напряжения +3,3 В, что даёт возможность использовать пассивный переходник со стандартного разъёма питания IDE на SATA. Ряд SATA устройств поставляется с двумя разъёмами питания: SATA и Molex.
Стандарт SATA отказался от традиционного для PATA подключения по два устройства на шлейф; каждому устройству полагается отдельный кабель, что снимает проблему невозможности одновременной работы устройств, находящихся на одном кабеле (и возникавших отсюда задержек), уменьшает возможные проблемы при сборке (проблема конфликта Slave/Master устройств для SATA отсутствует), устраняет возможность ошибок при использовании нетерминированных PATA-шлейфов.Стандарт SATA предусматривает горячую замену устройств.
Накопители на оптических дисках
Накопитель CD-ROM
Начиная с 1995 года в базовую конфигурацию персонального компьютера вместо дисководов на 5,25 дюймов начали включать дисковод CD-ROM. Аббревиатура CD-ROM (Compact Disk Read Only Memory) переводится как постоянное запоминающее устройство на основе компакт-дисков. Принцип действия этого устройства состоит в считывании цифровых данных с помощью лазерного луча, который отражается от поверхности диска. В качестве носителя информации используется обычный компакт-диск CD. Цифровая запись на компакт-диск отличается от записи на магнитные диски высокой плотностью, поэтому стандартный CD имеет емкость порядка 650-700 Мбайт. Такие большие объемы характерны для мультимедийной информации (графика, музыка, видео), поэтому дисководы CD-ROM относятся к аппаратным средствам мультимедиа. Кроме мультимедийних изданий (электронные книги, энциклопедии, музыкальные альбомы, видеофильмы, компьютерные игры) на компакт-дисках распространяется разнообразное системное и прикладное программное обеспечения больших объемов (операционные системи, офисные пакеты, системы программирования и т.д.)
Компакт-диски изготовляют из прозрачного пластика диаметром 120 мм. и толщиной 1,2 мм. На пластиковую поверхность напыляется слой алюминия или золота. В условиях массового производства запись информации на диск происходит путем выдавливания на поверхности дорожки, в виде ряда углублений. Такой подход обеспечивает двоичную запись информации. Углубление (pit - пит), поверхность (land - лэнд). Логический нуль может быть представлен как питом, так и лэндом. Логическая единица кодируется переходом между питом и лэндом. От центра к краю компакт-диска нанесена единственная дорожка в виде спирали шириной 4 микрона с шагом 1,4 микрона. Поверхность диска разбита на три области. Начальная (Lead-In) расположена в центре диска и считывается первой. В ней записано содержимое диска, таблица адресов всех записей, метка диска и другая служебная информация. Средняя область содержит основную информацию и занимает большую часть диска. Конечная область (Lead-Out) содержит метку конца диска.
Для штамповки существует специальная матрица-прототип (мастер-диск) будущего диска, которая выдавливает дорожки на поверхности. После штамповки, на поверхность диска наносят защитную пленку из прозрачного лака.
Накопитель CD-ROM содержит:
электродвигатель, который вращает диск;
оптическую систему, состоящую из лазерного излучателя, оптических линз и датчиков и предназначенную для считывания информации с поверхности диска;
микропроцессор, который руководит механикой привода, оптической системой и декодирует прочитанную информацию в двоичный код.
Компакт-диск раскручивается электродвигателем. На поверхность диска с помощью привода оптической системы фокусируется луч из лазерного излучателя. Луч отражается от поверхности диска и сквозь призму подается на датчик. Световой поток превращается в электрический сигнал, который поступает в микропроцессор, где он анализируется и превращается в двоичный код.
Основные характеристики CD-ROM:
скорость передачи данных - измеряется в кратных долях скорости проигрывателя аудио компакт-дисков (150 Кбайт/сек) и характеризует максимальную скорость с которой накопитель пересылает данные в оперативную память компьютера, например, 2-скоростной CD-ROM (2x CD-ROM) будет считывать данные с скоростью 300 Кбайт/сек., 50-скоростной (50x) - 7500 Кбайт/сек.;
время доступа - время, нужное для поиска информации на диске, измеряется в миллисекундах.
Основной недостаток стандартных CD-ROM - невозможность записывания данных, но существуют устройства однократной записи CD-R и многоразовой записи CD-RW.
Накопитель CD-R (CD-Recordable)
Внешне похожи на накопители CD-ROM и совместимые с ними по размерам дисков и форматам записи. Позволяют выполнить одноразовую запись и неограниченное количество считываний. Запись данных осуществляется с помощью специального программного обеспечения. Скорость записи современных накопителей CD-R составляет 4х-8х.
Накопитель CD-RW (CD-ReWritable)
Используются для многоразовой записи данных, причем можно как просто дописать новую информацию на свободное пространство, так и полностью перезаписать диск новой информацией (предыдущие данные уничтожаются). Как и в случае с накопителями CD-R, для записи данных необходимо установить в системе специальные программы, причем формат записи совместимый с обычным CD-ROM. Скорость записи современных накопителей CD-RW составляет 2х-4х.
Накопитель DVD (Digital Video Disk)
Устройство для чтения цифровых видеозаписей. Внешне DVD-диск похож на обычный CD-ROM (диаметр - 120 мм, толщина 1,2 мм), однако отличается от него тем, что на одной стороне DVD-диска может быть записано до 4,7 Гбайт, а на двух - до 9,4 Гбайт. В случае использования двухслойной схемы записи на одной стороне можно разместить уже до 8,5 Гбайт информации, соответственно на двух сторонах - около 17 Гбайт. DVD-диски допускают перезапись информации.
Лекция10
Видеокарта является основным элементом видеоподсистемы любого более или менее производительного компьютера (за исключением самых дешевых офисных систем с интегрированным в чипсет видео). К основным компонентам видеокарты относятся: графический процессор (с легкой руки NVIDIA, именуемый GPU - Graphic Processing Unit), от возможностей которого во многом зависит производительность всей видеоподсистемы, и видеопамять (служащая для хранения различных элементов выводимого изображения, включая графические примитивы, текстуры и прочее).
Производительность видеоподсистемы определяет скорость обработки графической информации, выводимой на дисплей компьютера. По-настоящему объективных критериев оценки производительности видеокарт сегодня, не существует: и тесты, и многие игры, используемые для тестирования видеокарт, оптимизированы под видеочипы того или иного производителя и, тем самым, грешат некоторой тенденциозностью.
Видеокарта, как и материнская плата, представляет собой очень сложное устройство, но меньших размеров и с небольшим количеством разъёмов. Размеры видеокарт примерно зависят от того класса, к которому они относятся, так как имеют схематические решения различной сложности:
карты начального – Low-End – класса имеют длину около 15-18 смMiddle-End – в среднем 20 смДлина High-End достигает 25-27 смПечатная плата видеоадаптера состоит из нескольких слоев, каждый из которых содержит тонкие токопроводящие дорожки, компоненты видеокарты устанавливаются только на верхних слоях: лицевой и обратной. С каждой стороны плата покрыта диэлектрическим лаком и усеяна множеством мелких элементов (резисторы, конденсаторы), так что обращаться с видеоадаптером необходимо аккуратно, чтобы не повредить эти элементы.
Все дорожки на плате объединяют между собой графическое ядро (GPU – графический процессор, видеоядро), видеопамять, раздельные подсистемы питания ядра и памяти (иногда и разъём для дополнительного питания – в случае мощной видеокарты), интерфейсный разъём для подключения к материнской плате, а также разъёмы для подключения мониторов и телевизора (рисунок 19).
Рисунок 19 - Основные компоненты видеокарты: ядро (1), память (2), подсистема питания (3), интерфейс PCI-E (4), разъёмы DVI (5) и ТВ-выход (6)
Важнейшими характеристиками любого современного графического процессора являются:
его тактовая частота - определяет максимальный объем работы, который процессор может выполнить в единицу времени. Чем больше тактовая частота GPU, тем выше производительность видеокарты;
количество блоков шейдеров (пиксельных или вершинных процессоров, выполняющих специальные программы) определяет возможности современных видеокарт по обработке графических примитивов и, тем самым, производительность видеокарты. Пиксельные шейдеры более актуальны, чем вершинные, поэтому зачастую количество первых в GPU превышает количество последних. Впрочем, разделение на пиксельные и вершинные шейдеры в последнее время, в связи с выходом DirectX 10, теряет актуальность. Все они заменяются едиными унифицированными шейдерными блоками, способными, в зависимости от конкретной ситуации, исполнять роль как пиксельных, так и вершинных шейдеров (а также и геометрических, которые появились в DirectX 10);
количество блоков текстурирования (TMU), определяющих текстурную производительность (скорость выборки и наложения текстур), особенно при использовании трилинейной и анизотропной фильтрации. Наибольшее значение блоки TMU имеют в относительно старых играх дошейдерной эпохи, хотя и сейчас они не потеряли актуальности;
количество блоков растеризации (ROP), осуществляющих операции записи рассчитанных видеокартой пикселей в буферы и операции их смешивания (блендинга). Как и в случае с блоками TMU, актуальность блоков ROP в период господства шейдерной архитектуры несколько снизилась.
Каждое очередное поколение современных GPU использует новую, порой, принципиально новую архитектуру, в которой исполнительные блоки и их взаимосвязи очень отличаются от старых, поэтому сравнивать GPU по количественным параметрам оправданно только в рамках одного поколения.
Так как пропускной способности шины памяти в современных компьютерах катастрофически не хватает для обеспечения нормального функционирования высокопроизводительных видеокарт, то большинство из них оснащены собственной памятью, используемой для хранения необходимых в процессе работы данных: текстур, вершин, буферов и т.п. Исходя из этого, можно сделать вывод - чем больше у видеокарты объем памяти, тем больше ее производительность. Но это не совсем верно. Гораздо более важными параметрами видеопамяти являются ее производительность, то есть рабочая частота и ширина шины. Большая ширина шины памяти позволяет передавать большее количество информации в единицу времени из видеопамяти в GPU и обратно, что, естественно, обеспечивает большую производительность видеокарты (при прочих равных условиях). В современных видеокартах ширина шины памяти составляет:
для бюджетных видеокарт - 64 или 128 бит;
для карт среднего уровня - 128 или 256 бит;
для самых дорогих High-End видеокарт - от 256 до 512 бит.
Интерфейсы видеокарт
Стандартным интерфейсом для подключения видеокарт в настоящее время является шина PCI-Express 1.1 (PCIe или PCI-E). Последовательная передача данных в режиме "точка-точка", примененная в PCI-E, обеспечивает возможность ее масштабирования (в спецификациях описываются реализации PCI-Express 1x, 2x, 4x, 8x, 16x и 32x). Как правило, в качестве видеоинтерфейса используется вариант PCI-E 16x, обеспечивающий пропускную способность 4 Гб/с в каждом направлении, хотя изредка встречаются реализации PCI-E 8x (в основном в усеченных SLI- или CrossFire-решениях) и даже PCI-E 4x (в частности, так называемый PCI-Express Lite, реализованный на некоторых материнских платах ECS). Но во всех случаях, для установки видеокарт используется единый слот PCI-E 16x, а в усеченных версиях к нему подводится меньшее количество линий PCI-E.
Рисунок 20 – Слоты PCI, PCI-Express
Разработана новая спецификация PCI-Express 2.0 с увеличенной вдвое пропускной способностью (что в случае PCI-E 16x дает 8 Гб/с в каждом направлении). При этом PCIe 2.0 совместим с PCIe 1.1. Кроме того, спецификация PCI-Express 2.0 расширяет возможности энергоснабжения до 300 Вт на видеокарту, для чего на видеокартах вводится новый 2 x 4-штырьковый разъем питания.
SLI-технология
SLI (Scalable Link Interface - масштабируемый объединительный интерфейс) - программно-аппаратная технология NVIDIA, обеспечивающая установку и совместную работу двух видеокарт в режиме Multi-GPU Rendering. Нагрузка между ними распределяется динамически, что позволяет значительно увеличить производительность видеосистемы и получить высокое качество отображения трехмерной графики.
CrossFire-технология
CrossFire является ответом компании ATI на инновацию NVIDIA SLI и также позволяет использовать две видеокарты для увеличения производительности видеосистемы.
Для подключения внешних видеоустройств на видеокартах, могут использоваться аналоговые интерфейсы VGA, RCA, S-Video и цифровые - DVI и HDMI:
до последнего времени основным интерфейсом для вывода изображения на ЭЛТ и ЖК-мониторы являлся аналоговый VGA-выход (15-контактный разъем D-Sub);
аналоговый разъем S-Video (или S-VHS) применяется в основном для вывода компьютерного изображения на бытовые телевизоры и другую домашнюю видеотехнику. Существенным недостатком этого интерфейса является то, что в современных видеокартах могут использоваться несколько вариантов разъема S-Video, с разным количеством контактов и не всегда совместимых друг с другом;
современные ЖК-мониторы, проекторы, телевизоры и плазменные панели могут подключаться к видеокартам по цифровому видеоинтерфейсу DVI (Digital Visual Interface). За счет того, что видеосигнал передается напрямую с видеокарты без двойного цифро/аналогового преобразования, DVI обеспечивает неискаженную передачу изображения, особенно заметную в высоких разрешениях. Интерфейс DVI может быть как исключительно цифровой DVI-D, так и комбинированный DVI-I, в котором наряду с цифровыми линиями имеются и аналоговые (VGA). Монитор с аналоговым VGA-разъемом подключается к DVI-I через специальный переходник;
разновидностью DVI является интерфейс Dual-Link DVI, обеспечивающий поддержку высокого разрешения (выше 1920 х 1200) по цифровому выходу DVI. Физически Dual-Link DVI является объединением двух отдельных каналов DVI в одном кабеле, что удваивает его пропускную способность;
мультимедийный интерфейс HDMI (High Definition Multimedia Interface) присутствует в некоторых новых видеокартах, телевизорах и других домашних мультимедийных устройствах. Главная особенность HDMI - возможность передавать по одному кабелю на расстояние до 10 м наряду с цифровым видеосигналом еще и аудио без потери качества. Благодаря этому количество соединительных проводов (настоящий бич современных мультимедийных систем) существенно уменьшается.
Практическая работа 7 Подключение и настройка видеоадаптеров
Лекция11
Аудиосистема ПК – комплекс устройств, обеспечивающих воспроизведение, запись и обработку звука с помощью ПК. Включает аудиодаптер (звуковая плата), акустическую систему (динамики с усилителем НЧ, наушники), микрофон.
Аудиоадаптер – дочерняя плата, обеспечивающая преобразование цифровых данных в аналоговые и обратно для вывода/ввода звука с помощью ПК.
Всегда имеет выход для передачи звукового сигнала на усилитель и вход для ввода звукового сигнала с внешнего источника в ПК для последующей обработки. Дорогие аудиоадаптеры имеют несколько входов и выходов.
С помощью аудиосистемы ПК можно воспроизводить обычные аудио-CD, но для хранения звуковых данных в ПК разработаны специальные более эффективные форматы. Наиболее популярными являются – MP3 и WMA. Они позволяет на одном компакт-диске хранить в 10-15 раз больший объем звуковых данных, чем на обычном аудио-диске.
PC speaker (спикер) - простейшее устройство воспроизведения звука, применявшееся в компьютерах IBM PC. До появления специализированных звуковых карт являлось основным устройством воспроизведения звука.
В настоящее PC speaker остаётся штатным устройством IBM PC-совместимых компьютеров, и в основном используется для подачи сигналов об ошибках, в частности при проведении POST.
Устройство позволяет воспроизводить простые одноголосые звуковые сигналы, генерируемые посредством программируемого таймера. С помощью специальных программ также возможно воспроизведение низкокачественного оцифрованного звука, за счёт существенного использования ресурсов процессора.
Аудиоадаптеры различаются
разрядностью ввода/вывода цифрового звука
способами синтеза звука
наличием/отсутствием микросхем создания дополнительных звуковых эффектов (преобразование звука, объемный 3D-звук и т.д.)
Звуковая плата (также называемая звуковая карта или музыкальная плата) (англ. sound card) — это плата, которая позволяет работать со звуком на компьютере. В настоящее время звуковые карты бывают как встроенными в материнскую плату, так и отдельными платами расширения или как внешними устройствами.
Компоненты платы
Звуковая плата ПК содержит несколько аппаратных систем, связанных с производством и сбором аудиоданных, две основные аудиоподсистемы, предназначенные для цифрового «аудиозахвата», синтеза и воспроизведения музыки (рисунок 20). Исторически подсистема синтеза и воспроизведения музыки генерирует звуковые волны одним из двух способов:
через внутренний ЧМ-синтезатор (FM-синтезатор);
проигрывая оцифрованный (sampled) звук.
Секция цифровой звукозаписи звуковой платы включает пару 16-разрядных преобразователей — цифроаналоговый (ЦАП) и аналого-цифровой (АЦП) и программируемый генератор частоты выборки, синхронизирующий преобразователи и управляемый ЦП. Компьютер передает оцифрованные звуковые данные к преобразователям или обратно. Частота преобразования обычно кратна (или часть от) 44,1 кГц.
Рисунок 20 – Структура обычной звуковой платы
Большинство плат использует один или более каналов прямого доступа к памяти, некоторые платы также обеспечивают прямой цифровой вывод, используя оптическое или коаксиальное подключение S/PDIF (цифровой звук в стандарте Sony/Philips Digital Interface).
Генератор звука, установленный на плате, использует процессор цифровых сигналов (Digital Signal Processor, DSP), который проигрывает требуемые музыкальные ноты, объединяя их считывание из различных областей звуковой таблицы с различными скоростями, чтобы получить требуемую высоту тона. Максимальное количество доступных нот связано с мощностью DSP-процессора и называется «полифонией» платы.
DSP-процессоры используют сложные алгоритмы, чтобы создать эффекты типа реверберации, хорового звучания и запаздывания. Реверберация создает впечатление, что инструменты играют в больших концертных залах. Хор используется, чтобы создать впечатление, что несколько инструментов играют совместно, тогда как фактически есть только один. Добавление запаздывания к партии гитары, например, может дать эффект пространства и стереозвучания.
Коннекторы звуковой платы.
Версия Platinum 5.1 карты Creative SoundBlaster Livel, которая появилась к концу 2000 г., имела следующие гнезда и соединители:
аналогово-цифровой выход: либо сжатый сигнал в формате Dolby AC-3 SPDIF с 6 каналами для подключения внешних цифровых устройств или динамиков цифровых систем, либо аналоговая система громкоговорителей 5.1;
линейный вход — соединяется с внешним устройством типа кассетного, цифрового магнитофона, плеера и пр.;
микрофонное гнездо — соединяется с внешним микрофоном для ввода голоса;
линейный выход — соединяется с динамиками или внешним усилителем для аудиовывода или наушниками;
соединитель джойстика/MIDl — соединяется с джойстиком или устройством MIDI и может быть настроен так, чтобы соединяться с обоими одновременно;
CD/SPDIF соединитель — соединяется с выводом SPDIF (цифровое аудио), расположенном на дисководе DVD или CD-ROM;
дополнительный аудиовход — соединяется с внутренними аудиоисточниками типа тюнера, MPEG или других подобных плат;'
соединитель аудиоСО — соединяется с аналоговым аудиовы-водом на CD-ROM или DVD-ROM, используя кабель аудио-CD;
соединитель автоответчика — обеспечивает монофоническую связь со стандартным голосовым модемом и передает сигналы микрофона к модему.
Практическая работа 8 Изучение работы интерфейсов звуковых систем
Лекция12
Устройства ввода. Клавиатура, оптико-механические манипуляторы
Клавиатура (Keyboard) - это стандартное клавишное устройство ввода, предназначенное для ввода алфавитно-цифровых данных и команд управления.
Набор клавиш клавиатуры разбит на несколько функциональных групп:
алфавитно-цифровые;
функциональные;
управления курсором;
служебные;
клавиши дополнительной панели.
Принцип действия клавиатуры представлен на рисунок 21. Основным элементом клавиатуры являются клавиши. Сигнал при нажатии клавиши регистрируется контроллером клавиатуры и передается в виде так называемого скэн-кода на материнскую плату. Скэн-код — это однобайтовое число, младшие 7 бит которого представляют идентификационный номер, присвоенный каждой клавише. На материнской плате ПК для подключения клавиатуры также используется специальный контроллер.
Когда скэн-код поступает в контроллер клавиатуры, инициализируется аппаратное прерывание, процессор прекращает свою работу и выполняет процедуру, анализирующую скэн-код. Скэн-код трансформируется в код символа (так называемые коды ASCII). При этом обрабатывающая процедура сначала определяет установку клавишей и переключателей, чтобы правильно получить вводимый код, Затем введенный код помещается в буфер клавиатуры, представляющий собой область памяти, способную запомнить до 15 вводимых символов. Контроллер клавиатуры выполняет функции самоконтроля в процессе загрузки системы. Процесс самоконтроля при загрузке отображается однократным миганием трех индикаторов клавиатуры.
По конструктивному исполнению клавиатуры подразделяются на клавиатуры с пластмассовыми штырями, со щелчком, с микропереключателями и сенсорные.
Рисунок 21 - Принцип действия клавиатуры
Клавиатуры с пластмассовыми штырями выполняются таким образом, что под каждой клавишей находится пластмассовый штырь, установленный вертикально, нижний конец которого выполнен в виде штемпеля (клейма), изготовленного из композиции резины с металлом. Ниже этого резинового штемпеля находится пластина с контактными площадками, неподвижно установленная на корпусе панели. При нажатии клавиши штемпель соприкасается с контактными площадками, замыкается электрическая цепь, что воспринимается контроллером клавиатуры. Недостатком такой клавиатуры является высокая чувствительность клавиши к вибрации при нажатии, что приводит к многократному отображению символа на экране при печати с высокой скоростью.
Клавиатура со щелчком выполнена так, что при нажатии клавиши ее механическое сопротивление становится тем больше, чем глубже она нажимается. Для преодоления этого сопротивления необходимо затратить определенную силу, после чего клавиша нажимается легко. Нажатие и отпускание клавиши сопровождается щелчком, отсюда и название. Клавиатуры со щелчком позволяют обеспечить уверенность в том, что клавиша нажата, а это повышает скорость ввода информации.
Клавиатуры с микропереключателями имеют характеристики, аналогичные клавиатурам со щелчком. Но микропереключатели, в том числе герконы (герметические контакты), характеризуются большей прочностью и длительным сроком службы.
Клавиатуры с герконами содержат переключатели; клавишей с пружинными контактами из ферромагнитного материала, помещенными в герметизированный стеклянный баллон. Контакты приходят в соприкосновение (или размыкаются) под действием магнитного поля электромагнита, установленного снаружи баллона.
Принцип действия сенсорной клавиатуры основан на усилении разности потенциалов, приложенной к чувствительному элементу. Количество этих элементов соответствует количеству клавишей. В качестве чувствительных элементов используются токопроводящие контактные площадки в виде, например, одного или двух прямоугольников, разделенных небольшим зазором. В момент касания пальцем контактных площадок статический потенциал усиливается специальной схемой, на выходе которой формируется сигнал, аналогичный сигналу, возникающему при нажатии клавиши обычной механической клавиатуры. Сенсорные клавиатуры самые долговечные, поскольку в них отсутствуют какие-либо механические элементы и информация о нажатии «клавиши» формируется только электроникой.
Драйвер клавиатуры служит для отображения на экране набранного на клавиатуре и обычно является составной частью любой операционной системы. Драйвер клавиатуры операционной системы MS-DOS называется KEYB.COM. После установки операционной системы DOS он находится, как правило, в директории DOS. При установке операционной среды Windows 95/98 драйвер клавиатуры автоматически записывается в стартовом файле AUTOEXEC.BAT.
Со времени появления первого персонального компьютера вплоть до 1995 г. внешний вид и структура клавиатуры оставались неизменными. Но в 1995 г., после выхода операционной системы Windows 95, привычные 101-клавишные устройства были заменены клавиатурами со 104/105 клавишами. Клавиши были добавлены, чтобы реализовать некоторые возможности новой операционной системы.
Большинство современных клавиатур снабжено тремя специальными клавишами, предназначенными для работы в операционной системе Windows 95/98/ME; они расположены в нижней части клавиатуры, рядом с клавишами Ctrl и Alt.
Еще ряд изменений был связан с эргономическими показателями, т.е. с необходимостью соответствия новых клавиатур современным требованиям медицины. Было установлено, что при ежедневной интенсивной работе со старыми плоскими клавиатурами у операторов ЭВМ развивается профессиональное заболевание кистей рук. Поэтому на рынке появилось множество новых «эргономических» клавиатур самых причудливых форм: как бы «разломанных» надвое, изогнутых, снабженных подставками для кистей рук. Все более популярными становятся клавиатуры на ИК-лучах, не требующие шнура для подключения к системному блоку. Передача сигналов с такой клавиатуры осуществляется по принципу, аналогичному «дистанционному управлению».
Мышь
Мышь, как и клавиатура, является важнейшим средством ввода информации. Особенно возросла ее роль с появлением графических оболочек, поскольку мышь стала необходимой для эффективной работы на ПК с соответствующим программным обеспечением.
Важное преимущество графических оболочек — возможность инициализации многих команд без длительного ввода их с клавиатуры. Управление с помощью несложных процедур: выбор, щелчок (или двойной щелчок) на объекте в виде пиктограммы, символа или пункта меню — зачастую позволяет обходиться без использования клавиатуры.
Мышь как датчик перемещения была изобретена в 1968 г. Дугласом Энгельбартом. Но неотъемлемой составляющей компьютера Apple Macintosh она стала в конце 1970-х гг., поскольку именно этот компьютер был укомплектован полноцветным графическим интерфейсом, где пользователь отдавал команды, щелкая мышью по значкам-пиктограммам. Поскольку ПК получил такой интерфейс позже, мышь в составе ПК появилась только в середине 1980-х гг.
По принципу действия мыши подразделяются на оптико-механические, оптические, лазерные.
Оптика-механическая мышь состоит из следующих основных элементов. В нижней плоскости корпуса мыши находится отверстие, которое открывается поворотом пластмассовой шайбы. Под шайбой находится шарик диаметром 1,5 — 2 см, изготовленный из металла с резиновым покрытием (рисунок 22). В непосредственном контакте с шариком находятся валики. Причем только один из валиков служит для управления шариком, а два других валика регистрируют механические передвижения мыши. При перемещении мыши по коврику шарик приходит в движение и вращает соприкасающиеся с ним валики. Оси вращения валиков взаимно-перпендикулярны. На этих осях установлены диски с прорезями, которые вращаются между двумя пластмассовыми цоколями. На одном цоколе находится источник света, а на другом — фоточувствительный элемент (фотодиод, фоторезистор или фототранзистор).
Рисунок 22 - Принцип действия оптико-механической мыши
С помощью такого фотодатчика растрового типа точно определяется относительное перемещение мыши. С помощью двух растровых датчиков определяется направление перемещения мыши (по последовательности освещения фоточувствительных элементов) и скорость перемещения в зависимости от частоты импульсов. Импульсы с выхода фоточувствительных элементов при помощи микроконтроллера преобразуются в совместимые с ПК данные и передаются на материнскую плату.
Оптическая мышь функционирует аналогично оптико-механической мыши, отличаясь тем, что ее перемещение регистрируется оптическим датчиком. Такой способ регистрации перемещения заключается в том, что оптическая мышь посылает луч на специальный коврик. Отраженный от коврика луч поступает на оптоэлектронное устройство, расположенное в корпусе мыши. Направление движения мыши определяется типом полученного сигнала. Преимуществами оптической мыши являются высокая точность определения позиционирования и надежность.
По принципу подключения к компьютеру мыши можно подразделить на проводные, связанные с компьютером электрическим кабелем («хвостатые» мыши), и бесконтактные (беспроводные, «бесхвостые»). Беспроводные мыши — это инфракрасные или радиомыши.
Инфракрасная мышь функционирует аналогично пульту дистанционного управления телевизора. Для этого рядом с компьютером или на самом компьютере устанавливается приемник инфракрасного излучения, который кабелем соединен с ПК. Движение мыши регистрируется рассмотренными выше механизмами и преобразуется в инфракрасный сигнал, который затем передается на приемник. Преимущество использования инфракрасной мыши заключается в отсутствии дополнительного кабеля на рабочем столе. Однако для передачи инфракрасного сигнала пространство между передатчиком мыши и приемником компьютера не должно перекрываться, иначе мышь будет не в состоянии передать сигнал на ПК. Инфракрасные мыши работают от аккумулятора или обычной батарейки.
Радиомышь обеспечивает передачу информации от мыши с помощью радиосигнала. При этом нет необходимости в свободном пространстве между приемником и передатчиком. Радиомышь передает данные с помощью радиоволн на небольшой приемник, который подключен к разъему СОМ или PS/2. Расстояние от приемника до мыши может составлять до 1,5м. Питание радиомыши осуществляется от батареек в ее корпусе.
Для нормального функционирования мыши необходимо обеспечить ее свободное перемещение по плоской поверхности, в качестве которой обычно применяются специальные коврики (Mouse Pad). Однако выпускаются мыши, свободно работающие на любой поверхности. Устройствами ввода сигнала мыши являются кнопки, расположенные на ней. В зависимости от модели мыши на ней имеется от двух до четырех кнопок.
Функциональное назначение кнопок мыши различно и зависит от выполняемого приложения. Помимо кнопок многие мыши оборудованы специальными устройствами для быстрой прокрутки (скроллинга) окон. Наиболее удобным и простым является скроллинг с помощью колес, которым обеспечиваются отдельные модели.
Мыши подразделяются по способу подключения к ПК: подключаемые к СОМ-порту (Serial Mouse — последовательные мыши), подключаемые к PS/2 (PS/2-мыши) и мыши, подключаемые к порту USB.
Лекция13
В идеальном случае конфигурация компьютера должна соответствовать классу решаемых задач. В этом смысле нет плохих конфигураций ПК. Есть лишь несоответствие конфигурации компьютера классу решаемых на нем задач. Кроме того, в рамках различных конфигураций компьютеров, предназначенных для решения одного и того же класса задач, можно говорить о сбалансированности конфигураций.
Понятие сбалансированной конфигурации ПК.
Сбалансированная конфигурация понимает под собой соответствие всех комплектующих в системе. Т.е. мощному процессору должна соответствовать мощная видеокарта и достаточный объем оперативной памяти. К примеру, даже самая мощная видеокарта при слабом процессоре не позволит увеличить скорость обработки кадров, а значит при любых разрешениях экрана скорость обработки кадров будет оставаться достаточно низкой. Т.е. сбалансированным можно назвать такое решение, когда возможности видеокарты соответствуют возможностям процессора. Говоря о сбалансированности системы, необходимо принимать во внимание то, для каких задач используется компьютер.
К примеру, если компьютер используется исключительно для работы с медиаданными (обработка фото, видео, хранение и прослушивание аудиофайлов), то основное внимание конфигурации такого компьютера должно быть уделено именно производительности процессора и памяти, а не видеокарты. Из всеговышеизложенного можно сделать следующий важный вывод: для каждого типа решаемых задач существует своя сбалансированная конфигурация ПК.
Кроме сбалансированности компьютера нередко во внимание приходится принимать во внимание и его оптимальность, причем сбалансированность и оптимальность системы это не одно и то же, т.е. не каждая сбалансированная система является оптимальной. То есть в случае, если имеются две сбалансированные системы, причем мощность системы А на10% больше мощности системы В, но система В стоит в 2 раза дороже системы А, переплачивать вдвое за 10% прирост не имеет смысла.
Большинство компьютеров по ценовой категории и предназначению можно условно классифицировать на следующие категории:
- домашние игровые ПК
- универсальные игровые ПК
- офисные ПК
Игровые ПК – это самые высокопроизводительные и самые дорогие компьютеры. говорить об оптимальной производительности в данном случае не приходится. Стоимость таких компьютеров достаточно высока. такие компьютеры являются не только игровыми ПК, но в каком-то смысле универсальными компьютерами – им «по плечу» все типичные задачи, которые можно выполнять на ПК. Но в силу своей конфигурации игровые ПК предназначены именно для игр. При этом подразумевается, что на игровых компьютерах можно запускать все самые современные ресурсоемкие 3-D игры и играть без «торможения» при высоких разрешениях экрана (1280х1024 или 1600х1200) и при использовании технологии анизотропной фильтрации и сглаживания, что повышает реалистичность изображения.
Собственно термин «игровой ПК» не означает, что на всех остальных компьютерах нельзя играть. Конечно можно играть и на компьютерах, которые позиционируются как универсальные компьютеры для дома, однако в данном случае, во-первых, не во всех играх будет обеспечиваться комфортная скорость, а во-вторых, для повышения скорости игры придется уменьшать разрешение экрана, отказываться от использования технологий сглаживания и фильтрации и уменьшать детализацию игры.
Все игровые компьютеры по производительности и стоимости можно условно разделить на три уровня: высший, средний и начальный. В игровых компьютерах высшего уровня используются самые высокопроизводительные в настоящее время компоненты. В таких компьютерах используется самая скоростная оперативная память. Дисковая подсистема таких компьютеров состоит из двух жестких дисков большой емкости (от 250 Гбайт и более), объединенных в RAID – массив.
Для игрового ПК очень важна и звуковая карта. Однако игровой ПК – это не мультимедийный компьютер, и интегрированной 8-канальной звуковой карты стандарта High Definition Audio будет вполне достаточно.
Универсальный игровой компьютер среднего уровня допускает больший разброс по конфигурациям. Можно использовать более слабые процессоры AMD Athlon 64 3800+ или Intel Pentium 4 670. Подойдут видеокарты NVIDIA GeForce 7900Gt без использования режима SLI или видеокарты ATI Radeon 1950 Pro без использования режима Cross Fire. Можно также использовать видеокарты NVIDIA GF 7800GT, ATI Radeon X1900XT, X1900Pro, X1800XT/Pro.
Выбор процессора определяет и выбор чипсета материнской платы. Для процессоров AMD лучшим выбором будет чипсет NVIDIA NF570 ИЛИ NF570SLI, для Процессоров INTEL предпочтение лучше отдать материнским платам на чипсетах Intel 975X или NVIDIA nForse4 SLI Intel Edition.
Игровой ПК начльного уровня – это своего рода бюджетный вариант игрового ПК. Тем не менее, это высокопроизводительный компьютер с мощной графической подсистемой. В этих компьютерах могут использоваться процессоры AMD Athlon 64 3700+, 3500+, Intel pentium 4 660, 650. В качестве чипсета можно выбрать чипсет NVIDIA NF550 для процессоров фирмы AMD и Intel 955X для процессоров Pentium. В данных ПК используются видеокарты NVIDIA GeForce 7600Gt или видеокарты ATI Radeon 1650 Pro Можно также использовать видеокарты NVIDIA GF 7300GT, ATI Radeon X1600XT.
Для большинства компьютеров данного сегмента будет достаточно 1Гбайта оперативной памяти и жесткого диска объемом 160 Гбайт
Универсальные домашние компьютеры предназначены для решения широкого спектра задач.
работа с офисными приложениями
работа с программами по созданию интернет-контента
обработка цифровых фотографий
обработка видео и аудиофайлов
работа с 3-D приложениями
работа с интернетом
просмотр видео и прослушивание музыкальных файлов.
Для компьютеров этого класса предпочтительнее всего использовать двухъядерные процессоры, т.к. универсальные домашние ПК прежде всего должны обеспечить многопоточную обработку данных.
В этих пк используются двухъядерные процессоры серий AMD Athlon 64 X2 Dual Core или процессоры фирмы INTEL - Intel Pentium D и Core Duo. Объем памяти такого компьютера может составлять 1 Гбайт либо 512 Мбайт.
Для этих компьютеров можно использовать видеокарты NVIDIA GF7600GS либо ATI Radeon X1600Pro/X1300ProТ.к. на такого рода компьютерах пользователь часто хранит много информации, то необходимо наличие жесткого диска большой емкости. Это могут быть два и даже четыре диска, которые могут быть объединены в RAID – массивы в дорогих системах, либо просто один диск достаточной емкости в более дешевых конфигурациях.. Хотя звуковой подсистемы стандарта High Definition Audio будет вполне достаточно, желательно обзавестись отдельной звуковой картой уровня Creative SB Live или выше для получения более качественного звучания.
Офисные ПК. При составлении конфигурации офисного ПК стоимость является решающим фактором. Подобный компьютер имеет не слишком быстрый и производительный процессор (семейства AMD Athlon 64 и AMD Sempron или Intel Pentium 4 и Intel Celeron D), не более 512 Мбайт оперативной памяти, оснащен бюджетной видеокартой начального уровня или имеет интегрированную видеокарту, один жесткий диск и интегрированную звуковую карту.
Однако не стоит недооценивать такой ПК, ведь его недаром называбт офисным. Все современные рабочие приложения (Word, Excel и т.д.) будут работать на таком компьютере без проблем. То же относится и к работе с двухмерной графикой. Т.е. если не требуется аппаратная поддержка рендеринга трехмерных сцен, интегрированного графического решения (встроенной видеокарты), или установленной видеокарты начального уровня будет впоне достаточно для работы с обычной двухмерной графикой (речь идет обо всех офисных приложениях, цифровой фотографии и фильмах)
Лекция14
Современные ноутбуки можно разделить на несколько основных классов:
Ультракомпактные ноутбуки (или субноутбуки) – отличаются компактными размерами и служат для работы в "полевых условиях" (в дороге, в длительных командировках и разъездах) и больше эксплуатируются на коленях, чем на столе. В свою очередь, они могут подразделяться на две категории:
SuperSlim (сверхтонкие, сверхпортативные) - занимают промежуточное положение между Slim-ноутбками и КПК. Диагональ матрицы не превышает 10-11", вес - не более одного кг, клавиатура предельно уменьшена и для постоянной работы практически непригодна.
Slim (тонкие и легкие) - Диагональ матрицы (в последнее время популярны широкоформатные) 12"-13", вес - менее двух кг, клавиатура полнофункциональная, но из-за небольшого размера (определяемого, в первую очередь, габаритами корпуса), не всегда удобна.
Замена настольного компьютера (Desktop replacement), или дескноуты - высокопроизводительные ноутбуки, используемые не столько в качестве ноутбука, сколько в качестве обычного ПК, полноценно заменяющего настольную рабочую станцию. Дескноуты отличаются значительными габаритами и весом (3,5 кг и более), достаточно большим экраном (чаще всего - 17" дюймов и более), высокой производительностью (зачастую - также и в "тяжелой" 3D-графике), полноразмерной клавиатурой (иногда даже с блоком цифровых клавиш) и полным набором различных портов ввода-вывода. Все это превращает встроенную батарею такого ноутбука в своего рода интегрированный ИБП - о сколь-нибудь серьезном времени автономной работы столь мощного компьютера говорить не приходится.
Разновидностью дескноутов для домашнего использования являются мультимедийные ноутбуки (или мобильные медиацентры), имеющие, в полном соответствии со своим названием, расширенные возможности по работе с мультимедийным контентом.
Легкие и тонкие бизнес-ноутбуки являются достаточно производительными и максимально функциональными, могут долго работать от батареи. Компактные размеры, определяемые 14"-15" матрицами (в последнее время сплошь и рядом - широкоформатными), и относительно небольшая масса (в пределах двух-трех кг) также являются одними из немаловажных достоинств этих мобильных компьютеров. Как правило, современные бизнес-ноутбуки обладают поддержкой ряда специфических функций корпоративного класса, например, дополнительными средствами защиты от несанкционированного доступа (вроде биометрической идентификации по отпечатку пальца). В последнее время становится более чем актуальной аппаратно-программная реализация специальных корпоративных возможностей на уровне платформы.
Одной из разновидностей бизнес-ноутбуков являются дорогие имиджевые (или элитные) ноутбуки, основной отличительной чертой которых является стильный и оригинальный (порой, даже вычурный) дизайн. Такие ноутбуки обычно выпускаются в небольших количествах и служат исключительно для подтверждения высокого социального статуса (или претензий на него) своего владельца. Весьма часто к этой категории относятся планшетные и «трансформерные» модели.
На самой нижней ступени иерархической "лестницы" ноутбуков стоят дешевые и наиболее многочисленные бюджетные ноутбуки. Это портативные компьютеры по габаритам и массе располагаются примерно посередине между бизнес-ноутбуками и дескноутами, оснащены такими же матрицами (в смысле размера, но не всегда такого же качества), их функциональность не особо впечатляет и определяется, в первую очередь, максимально низкой ценой.
Совершенно новый, пока практически экспериментальный класс ноутбуков – так называемые UMPC (Ultra Mobile PC) – сверхлёгкие компактнейшие модели, габаритами немногим более КПК или даже смартфонов, с экраном порядка пяти–семи дюймов – что-то вроде уменьшенных вариантов планшетных ПК, умудряющихся, тем не менее, оставаться x86-системами под управлением полноценных «стационарных» операционных систем вроде Windows Vista.
Функциональные возможности ноутбуков не в последнюю очередь определяются количеством дисковых накопителей (по числу шпинделей), установленных в них. Они могут быть одно-, двух- или трехшпиндельными:
к числу одношпиндельных устройства относятся, прежде всего, ультракомпактные ноутбуки, в большинстве из которых устанавливается только HDD, а оптические приводы если и входят в их комплектацию, то только в виде внешних устройств;
двухшпиндельные ноутбуки (наиболее распространенные в настоящее время) имеют встроенные HDD и оптический привод, причем в некоторых моделях последний является съемным, то есть вместо него в специальный отсек могут быть установлены другие устройства (например, второй HDD, дополнительная батарея или флоппи-дисковод);
трехшпиндельные ноутбуки имеют полный комплект накопителей: HDD, FDD и оптический привод. Правда, в такой комплектации они давно не выпускаются - FDD окончательно и бесповоротно сошел с "дистанции". Однако в последнее время класс трехшпиндельных ноутбуков, похоже, возрождается - некоторые модели дескноутов имеют, наряду с оптическим накопителем, два постоянно установленных жестких диска.
Tablet PC
Tablet PC, или планшетные компьютеры, представляют собой мобильные устройства с жидкокристаллическими сенсорными дисплеями, поддерживающими рукописный ввод данных, и оснащенные одной из версий операционной системы Windows XP Tablet PC Edition или Windows Vista. По габаритам, да и основным возможностям, они, в основном, соответствуют Slim-ноутбукам - в них устанавливаются такие же процессоры, жесткие диски, интерфейсы. Конструктивно планшетные компьютеры делятся на две категории: "чистые" планшеты с сенсорными дисплеями (что-то вроде КПК-"переростка", сюда можно отнести и новомодные ультрамобильные ПК - UMPC), а также клавиатурные планшетники (или ноутбуки-"трансформеры"), представляющие собой полноценные, оснащенные клавиатурой, ноутбуки, в которых сенсорный дисплей может разворачиваться "лицом" наружу и закрывать клавиатуру.
Refurbished-ноутбук
Factory RefurBbished (FRB) или, проще говоря, ref-ноутбуки (восстановленные ноутбуки), представляют собой товар, по тем или иным причинам повторно выставленный на продажу производителем. Чаще всего это может быть партия ноутбуков, не прошедшая выходной технический контроль и возвращенная заводу-изготовителю, или устаревшие модели, длительное время не востребованные покупателем, или крупная партия ноутбуков, централизовано закупленная какой-либо корпорацией и, по прошествии определенного времени, возвращенная производителю. По большому счету, не столь важно, по каким причинам партия ноутбуков вернулась к производителю. Главное, что все ноутбуки из этой партии прошли восстановительный ремонт и полный цикл тестирования в заводских условиях. После этого восстановленные ноутбуки поступают в каналы розничной продажи, но по сниженным ценам, с "урезанными" гарантией и уровнем сервиса. Что, порой, делает покупку такого ноутбука очень привлекательной.
"Брендовый" ноутбук
Обычно "брендовыми" ноутбуками считают устройства, продаваемые под одной из всемирно известных торговых марок. Не так давно это была продукция американских компаний IBM, Hewlett Packard, Dell и Compaq, японских Toshiba и Sony. Однако в последнее время, в связи с "исчезновением" некогда известных производителей, некоторым снижением качества продукции ведущих "брендов" и, что самое главное, с быстрым "возмужанием" корейско-китайских "драконов", понятие "бренд" утратило былой лоск. Так, гордое имя IBM сегодня носят ноутбуки, произведенные китайской компанией Lenovo, Compaq стал лишь одной из торговых марок НР и так далее. Таким образом, в настоящее время, когда и качество, и уровень сервисного обслуживания ноутбуков ведущих производителей практически выровнялись и зависят, в первую очередь, от их ценового позиционирования, понятие "бренд" окончательно потеряло былое очарование и не означает почти ничего, кроме престижности марки.
"Платформа" ноутбука
Понятие "платформа ноутбука", предполагающее поставку сборщикам ноутбуков мобильных процессоров вместе с набором системной логики и картой Wi-Fi, было введено компанией Intel в 2003 году, с выпуском процессора Pentium M. Мобильная платформа Intel первого поколения Centrino (известная под кодовым наименованием Carmel) содержала все три обязательных компонента: выше названный процессор, мобильный чипсет семейства 855 и модуль беспроводной связи PRO/Wireless 2100 (802.11b). Только ноутбуки, удовлетворяющие этому условию, могли носить логотип Centrino.
Второе поколение Centrino (Sonoma), выпущенное в 2005 году, включало 90-нм процессор Pentium- M (ядро Dothan), чипсет i915, обеспечивающий поддержку шины PCI-Express и память DDR2 (наряду с обычной DDR), и беспроводную сетевую карту Pro Wireless 2200 (стандарт 802.11b/g).
В третье поколение Centrino (Napa), появившееся в 2006 году, вошли двухъядерные процессоры Intel Dual Core (ветвь Centrino Duo) или одноядерные Core Solo (ветвь Centrino), чипсеты i945 и Wi-Fi карта PCI-Express Pro Wireless 3945ABG (802.11a/b/g).
В настоящее время выпущено четвертое поколение платформы Centrino, получившее название Santa Rosa. В нем, помимо традиционного набора из процессора Core 2 Duo прошлого поколения, чипсета i965 и адаптера беспроводной связи Wireless Wi-Fi Link 4965AGN (поддерживает новую спецификацию 802.11n), опционально включен и модуль высокоскоростной флэш-памяти ITM (Intel Turbo Memory), который является промежуточным звеном между HDD и ОЗУ, способным обеспечить более быструю загрузку ОС и ряда приложений.
Платформа для бизнес-ноутбуков от Intel носит название vPro. Неоднократно имели место попытки выпустить платформы для настольных систем, но как правило, их платформенные названия и спецификации остаются известны лишь специалистам.