Перечень сокращений

ПК – персональный компьютер

ОЗУ – оперативно запоминающее устройство

HDD – накопитель на жестких магнитных дисках

FDD – накопитель на гибких магнитных дисках

CD-ROM (DVD-ROM) - накопитель на оптических дисках

ОС – операционная система

ЭВС – электронно-вычислительные средства

ЭМИ – электромагнитное излучение

ДАУ – дифференциально-алгебраическое уравнение

Лабораторная работа №1

«Изучение конструкции персонального компьютера»

Цель работы – ознакомление с порядком разборки – сборки системного блока персонального ПК, изучение конструкции его отдельных функциональных узлов и получение навыков по изменению и настройка его аппаратной конфигурации.

Оборудование и программы

ПК типа IBM PC/AT на основе центрального процессора Intel Pentium, ОЗУ от 64 Мбайт; видеокарта, звуковая карта, CD-ROM, HDD объемом от 1 Гбайт, сетевая карта, FDD, клавиатура, манипулятор мышь.

Описание работы

ПК представляет из себя системный блок с подключенными к нему периферийными устройствами. Большинство периферийных устройств подключаются к ПК с задней стороны системного блока разъемами.

Обязательными периферийными устройствами являются монитор, клавиатура и мышь. Без подключения к ПК данный устройств работа с компьютером либо невозможна (клавиатура и монитор), либо затруднена (мышь).

Большинство современных компьютеров имеют корпуса габаритов Mini-Tower и Midi-Tower. Корпус Midi-Tower несколько шире, что облегчает сборку (разборку) и дает возможность дальнейшего безболезненного расширение системы (установку новых устройств, плат, разъемов).

Существуют различные варианты крышки системного блока - она может быть цельной, покрывать левую, верхнюю и правую плоскости корпуса, но существуют и раздельные варианты. Сняв крышку корпуса мы получаем доступ к компонентам системного блока (рис.1.1).

Рис.1.1. Системный блок в разобранном виде

Корпус (1), соединительные шлейфы (2), звуковая карта (3), видеокарта (4), материнская плата (5), плата с микросхемами ОЗУ типа DIMM (6), монтажные винты (7), дисковод FDD (9), процессор с установленным вентилятором (10), винчестер (11), CD-ROM (12).

Важнейший компонент любого ПК, его «мозг» — это микропроцессор (CPU), который управляет работой компьютера и выполняет большую часть обработки информации. Микропроцессор представляет собой сверхбольшую интегральную схему, степень интеграции которой определяется размером кристалла и количеством реализованных в нем транзисторов. При этом при работе микропроцессора выделяется существенное количество тепла. С целью отвода тепловой энергии кристалл микропроцессора соприкасается с радиаторов с вмонтированным в него вентилятором.

Основная плата (материнская плата) является важнейшей составной частью ПК. Основное назначение материнской платы передача данных и обмен информацией между различными устройствами системного блока (микропроцессором, ОЗУ, «винчестером», НГМД, портами и т.д.).

ОЗУ представляет собой набор микросхем памяти установленных на печатную плату и рассматривается как временное хранилище информации, так как все что в ней есть, сохраняется до тех пор, пока есть питание. ОЗУ устанавливается в специальные разъемы материнской платы и закрепляется двумя зажимами. Основными характеристиками ОЗУ являются объем памяти и скорость записи считывания. ОЗУ управляет контроллер, который находится в чипсете материнской платы, а точнее в той его части, которая называется North Bridge.

Накопитель на жестких магнитных дисках (HDD) предназначен для хранения данных, программ и т.д. Характеризуется объемом памяти и скоростью записи – считывания (вращения шпинделя привода диска). Современные жесткие диски имеют емкость 80 – 500 Гбайт и скорость вращения шпинделя 5200 – 10000 об./мин.

Накопитель на гибких магнитных дисках (FDD) предназначено для записи-считывания информации на 3,5 дюймовые гибкие магнитные диски (дискеты). Имеет стандартную скорость вращения 300 об./мин, а стандартный объем записываемой на дискеты информации равен 1,44 Мб.

CD-ROM (CD-RW, DVD-RW) предназначено для считывания (записи) информации с CD (DVD) дисков. Основным параметром дисководов СD-RОМ является скорость чтения данных. Стандартный объем лазерного диска CD-ROM - 700 Мб, DVD-ROM – 4,7 Гбайт.

Видео, звуковая и сетевые карты. Данные устройства предназначены для осуществления обмена информацией процессора и других устройств ПК с монитором, акустическими динамиками, и передачей данных по сети.

Видеокарта устанавливается на современных ПК в слот шины PCI-Express (AGP). Основными характеристиками видеокарт являются разрядность шины данных и объем оперативной памяти.

Звуковые и сетевые карты устанавливаются в слоты шины PCI и закрепляются одним винтом с внутренней стороны задней части системного блока.

Блок питания ПК предназначен для преобразования напряжения контактной сети 220В в напряжения, необходимые для нормального функционирования ПК (в большинстве случаев ±5В и ±12В) и запитывания компонентов системного блока (материнской платы, HDD, FDD и т.д.). Стандартные блоки питания обычно имеют мощность 250-450 Вт. Блок питания, в большинстве вариантов компоновки, крепится к задней стойке корпуса ПК 4 винтами и имеет разъемы для подключения сетевого питания и запитывания монитора.

Порядок выполнения работы

Работа выполняется группой студентов из 2 человек.

1. Выключить ПК из сети 220В.

2. Отсоединить кабели периферийных устройств от системного блока.

3. Снять крышку корпуса системного блока.

4. Отсоединить шлейфы от материнской платы и съемных устройств (HDD, FDD и т.д.).

5. Отсоединить кабели питания материнской платы и съемных устройств.

6. Выкрутив винты крепления съемных устройств к корпусу системного блока последовательно снять CD-ROM, HDD, FDD.

7. Снять блок питания.

8. Извлечь из разъемов материнской платы видео и звуковые карты, сетевую плату, платы ОЗУ, вентилятор и микропроцессор.

9. Отсоединить от разъемов материнской платы контакты подключения кнопок и светодиодов корпуса.

10. Снять материнскую плату.

11. Сборка системного блока осуществляется в обратной последовательности. По окончании сборки подключить питание ПК, убедиться в работоспособности компьютера.

Задача 2. Изучить основные настройки конфигурации и разделов BIOS и определить основы оптимизации BIOS.

Описание работы

Главное меню показывает основные конфигурационные разделы и сервисные утилиты BIOS. Необходимый раздел выбирается перемещением клавишами уп­равления курсором к данному пункту и последующим нажатием клавиши <Enter>. Сообщение подсказки в режиме «он-лайн» появляется внизу экрана, когда кур­сор передвигается по различным пунктам меню, что облегчает пользователю по­нимание каждой функции. Когда выбор сделан, появляется меню выбранного пун­кта, что позволяет пользователю модифицировать параметры конфигурации.

Раздел Standard CMOS Setup (Стандартная установка CMOS) позволяет пользователю формировать та­кие установки системы, как текущая дата и время, тип жесткого диска, уста­новленного в системе, тип дисковода гибких дисков и тип видеоадаптера. Размер па­мяти определяется BIOS автоматически и показывается для справки. Когда поле высвечено (перемещением клавишами управления курсором и выбором клавишей <Enter>), записи можно изменить нажатием клавиш <PageDown> или <PageUp> или путем ввода значений непосредственно с клавиатуры.

Примечания:

1. Если для определения параметров жестких дисков Master/Slave пер­вичного и вторичного каналов была использована функция автоопре­деления (Auto), то размер и тип данных дисков определяются авто­матически во время загрузки компьютера.

2. Поле «Halt On» указывает на то, при обнаружении каких ошибок BIOS должна прервать загрузку во время самотестирования компьютера.

Раздел BIOS Features Setup (Установка характеристик BIOS) в меню «CMOS Setup Utility» (Утилиты установки CMOS) позволяет пользо­вателю изменять параметры системы, показанные в меню. Это меню пред­лагает все конфигурации системной платы «GEMINI», установленные про­изводителем по умолчанию. Пользователь может выбирать необходимые пункты нажатием клавиш управления курсором. Данная про­грамма установки обеспечивает также два удобных способа для загрузки параметров, установленных по умолчанию - из BIOS клавишей <F6> или из CMOS клавишей <F7>, в том случае, если представленные данные оши­бочны. Это дает возможность системе восстанавливаться после любой ошибки.

Защита от инфицирования вирусами (Virus Warning) - предохраняет загрузочный сектор (boot sector) и таблицу разделов (partion table) жесткого диска от инфицирования программами-вирусами.

Внутренний кэш процессора (CPU Internal Cache).

Внешний кэш второго уровня находится в картридже процессора (External Cache) - осуществляется выбор алгоритма кэширования, назначае­мого BIOS для кэша второго уровня.

Быстрое самотестирование при включении (Quick Power On Self Test) - ускоряет самотестирование при включении компьютера, за счет пропуска неко­торых пунктов в программе проверки.

Последовательность загрузки (Boot Sequence) - определяет, на каком устройстве в первую очередь компьютер ищет операционную систему.

Переименование дисководов гибких дисков (Swap Floppy Drive) - меняет местами имена дисководов гибких дисков.

Поиск дисковода при загрузке (Boot Up Floppy Seek) - опреде­лит, 40 или 80 дорожек поддерживает установленный в системе дисковод.

Состояние NumLock при загрузке (Boot Up NumLock Status) – указывает на возможность использования клавиш в правом секторе клавиатуры для набора цифр.

Контроль сигнала А20 (Gate A20 Option) – устанавливает, сигнал на A20 отслеживается контроллером клавиатуры или чипсетом.

Скорость ввода с клавиатуры (Typematic Rate Setting) - определяет скорость ввода данных с клавиатуры. Скорость ввода (Typematic Rate): от 6 знак/с до 30 знак/с.

Задержка при вводе (Typematic Delay) - устанавливает время задержки между вводом символов при удержании нажатой клавиши от 250 мс до 1000 мс.

Меры безопасности (Security Option) - санкционирует доступ к компьютеру, определяя область до­ступа по паролю («Setup», «System»), вводимому из главного меню.

Копирование видеоBIOS в динамическое ОЗУ (Video BIOS Shadow) - определяет, будет ли видеоBIOS скопирован в ОЗУ.

Раздел Chipset Features Setup - определяет доступ к специальным функциям.

Кэширование видеоBIOS (Video BIOS Cacheable).

Кэширование системного BIOS (System BIOS Cacheable).

Определение не используемой ПО области ОЗУ (Memory Hole At 15M-16) - позволяет определить не используемую прикладным программ­ным обеспечением область памяти. Функционирование процессора в этой области ОЗУ передается на PCI-шину. Обратите внимание, что значение пун­кта не может быть изменено, пока задействован кэш L2.

Раздел Power Management Setup – устанавливает параметры режима энергосбережения.

Режим энергосбережения (Power Management).

Управление энергосбережением посредством АРМ (РМ Control By АРМ).

Способ отключения монитора (Video Off Method) - отключается только монитор; отключает также сигнал развертки от видео­карты VGA к монитору.

Активизация системы по прерыванию от модема (Modem Use IRQ) - если система находится в режиме сохранения энергии, то при поступле­нии сигнала прерывания от модема происходит ее «пробуждение».

Выключение питания жесткого диска (HDD Power Down).

Режим пониженного энергопотребления (Doze Mode).

«Спящий режим» (Suspend Mode).

Следующие пункты определяют события, по которым система осуще­ствляет выход из режимов сохранения энергии: VGA: активизация видеокарты; LPT&COM: запросы внешних устройств, подключенных к параллельному или последовательным портам; LPT&COM — проверяются на активность LPT И СОМ-порты; LPT (СОМ) — проверяются на активность LPT ИЛИ СОМ-порты; HDD&FDD: o6pащение либо к жесткому диску, либо к накопителям на гибких дисках и др.

Раздел PNP/PCI Configuration Setup используется для задания конфигурация шины PCI и самонастраивающихся адаптеров.

PCI IRQ Actived By (активизация прерывания шины PCI).

PCI IDE IRQ Map То.

CPU To PCI Write Buffer - данные и адрес могут временно храниться во внутреннем буфере контроллера 82С586В, при этом процессор не нахо­дится в состоянии ожидания.

PCI Dynamic Bursting (временное ускорение обмена по шине РСI) - может увеличивать скорость обмена, если несколько последовательных PCI-циклов имеют адреса в диапазоне 1Кбайт.

PCI Master 0 WS Write (включение/выключение циклов ожидания по шине PCI) - включает функцию нулевой задержки при записи данных из PCI-мастер устройства в ОЗУ.