Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Аппаратное и программное обеспечение персонального компьютера. Основы работы с операционной системой. Методические указания к проведению лабораторной
.pdf
Основные интерфейсы, определяющие способ обмена данными жестко-
Корпус
Шпиндель
Головки
Соленоидный
привод
головок
Интерфейсный
разъем
Конфигурационные
перемычки
Разъем
питания
Кабель подключения
головок к плате
Пластины
Крепле-
Крепление крышки
корпуса
го диска и персональному компьютеру следующие:
1) IDE (АТА, Advanced Technology Attachment) – параллельный интер-
фейс подключения накопителей, был изменен (с выходом SATA) на PATA
(Parallel ATA). В настоящее время вытеснен интерфейсом SATA, используется
для подключения оптических накопителей. Максимальная скорость передачи
– 133 Мбайт/с;
2) SATA (Serial ATA) – последовательный интерфейс обмена данными с
накопителями. Для подключения используется 8-pin разъем. Как и в случае с
PATA – является устаревшим и используется только для работы с оптическими накопителями. Стандарт SATA (SATA150) обеспечивал пропускную способность равную 150 Мбайт/с (1,2 Гбит/с);
Рис. 9. Устройство жесткого диска
21
3) SATA2 (SATA300). Стандарт SATA2 регламентирует увеличение про-
пускной способности вдвое, до 300 Мбайт/с (2,4 Гбит/с), и определяет работу на
частоте 3 ГГц. Стандартны SATA и SATA2 совместимы между собой, однако
для некоторых моделей необходимо вручную устанавливать режимы, переставляя джамперы;
4) SATA3 (по требованию спецификации правильно называть SATA
6Gb/s). Этот стандарт вдвое увеличил скорость передачи данных до 6 Гбит/с.
Также к положительным нововведениям относится функция программного
управления NCQ и команды для непрерывной передачи данных для процесса с
высоким приоритетом.
При выборе жесткого диска необходимо удостовериться, что интерфейс
данного типа имеется на материнской плате, так как если на ней имеется интерфейс SATA 1, а подключается жесткий диск с интерфейсом SATA 3, переда-
ча будет идти на скорости SATA 1. Интерфейсы SATA и IDE несовместимы.
Твердотельные накопители (SSD, Solid State Driver), ныне серийно
производятся объемом свыше 256 Гбайт по доступной цене и являются серьезными конкурентами для магнитных дисков.
Сердцем SSD-накопителей являются всем известные флэш-микросхемы,
которые используются во флэш-картах памяти фотоаппаратов и телефонов.
Основная проблема – это ограниченное количество циклов чтения-записи у
ячеек флэш-микросхем, которая равна примерно 100000 – 1000000 циклам.
Для решения данной проблемы в SSD-накопителях применяют различные методы распределения нагрузки на ячейки, например, перезапись данных в другое место в накопителе по случайному закону.
При выходе из строя флэш-микросхемы информация теряется навсегда,
тогда как при выходе из строя большую часть информации, находящейся на
магнитных пластинах, можно спасти.
22
SSD контроллер
NAND/Flash память
Рис. 10. Устройство SSD
1.2.6. Видеокарта
В современных компьютерах видеокарта (видеоадаптер) является самостоятельным компьютером внутри компьютера. Когда человек играет в любимую 3D игру или запускает продвинутый графический пакет, процессор видеокарты выполняет большую часть работы, а центральный процессор отступает на второй план.
Основными компонентами видеокарты являются графический процессор
(GPU, Graphics Processing Unit) и видеопамять. Графический процессор проводит все расчеты, связанные с выводимым изображением. Видеопамять –
хранит изображение, генерируемое и постоянно изменяемое графическим
процессором.
К основным характеристикам видеокарты относят:
1) объем видеопамяти;
2) ширина шины видеопамяти;
3) тактовая частота видеопроцессора;
4) тактовая частота видеопамяти.
23
Рис. 11. Видеокарта ASUS Radeon HD 7970
Объем видеопамяти показывает количество собственной оперативной
памяти видеокарты. Ширина шины видеопамяти показывает, сколько бит за
один такт передается по шине видеопроцессор – видеопамять. Чем выше частоты видеопроцессора и видеопамяти и больше ширина шины, тем быстрее
видеокарта будет обрабатывать информацию. Выбирать видеокарту на основе
только одного параметра – большая ошибка.
Видеокарты могут подключаться к системной плате по интерфейсам
PCI, AGP и PCI-Express. Первые два 32-разрядные параллельные интерфейсы
считаются устаревшими и в настоящее время не используются. Максимальная
пропускная способность шины PCI – 528 Мбайт/с. Интерфейс AGP
(Accelerated Graphics Port – ускоренный графический порт), созданный специально для соединения видеокарт и системных плат, имел несколько версий,
последняя из них – AGP 8x обеспечивала пропускную способность 2.1 Гбит/с.
Современные видеокарты, подключаются к материнской плате через интерфейс PCI-Express.
Видеокарты имеют несколько выходов для подключения различных мониторов и ТВ. В настоящее время используется аналоговый интерфейс VGA и
цифровые: DVI – Digital Video Interface, HDMI (miniHDMI), DisplayPort
(miniDP). Последние два кроме видеоряда дают и звук.
24
1.2.7. Оптические приводы дисков
Система перемещения
считывающей головки
Оптическая считыва-
ющая головка
Система загрузки
диска
Шпиндельный
двигатель
Корпус
Оптический привод – электрическое устройство для считывания и записи информации с оптических дисков (CD-ROM, DVD-ROM и т.д.).
Информация на диске записана на одну очень узкую (в 100 раз тоньше
человеческого волоса) спиралевидную дорожку (как на грампластинке), содержащую чередующиеся ячейки микроскопических размеров (в форме маленьких поверхностных углублений), имеющие различную отражающую способность. Лазерный луч падает на поверхность вращающегося диска, а интенсивность отраженного луча зависит от отражающей способности участка дорожки и преобразуется в фотоприемнике в значения 0 или 1.
Рис. 12. Устройство оптического привода
25
Технология оптических дисков развивается в нескольких направлениях.
Это CD, DVD, Blue-ray носители информации. Любой диск имеет прозрачную
поликарбонатную подложку, которая придает ему жесткость, отражающий
металлический слой и защитный слой акрилового пластика (на нем печатается
этикетка). В целях сохранности информации оптические диски необходимо
предохранять от механических повреждений (царапин) и загрязнения.
Внутренние приводы крепятся внутри системного блока. Обычно бывают
полноразмерными (для отсеков 5,25” системного блока) и slim (для ноутбуков).
Внешние приводы располагаются за пределами системного блока и предназначены в основном для ноутбуков, а подключаются к USB разъемам. Существуют
следующие типы оптических накопителей, рассмотрим основные:
– CD-ROM – самый простой вариант оптического накопителя, предназначенный только для чтения CD-дисков. Ёмкость дисков 650 – 879 Мб;
– DVD-ROM – привод, предназначенный только для чтения CD и DVDдисков. Максимальная ёмкость дисков17,08 ГБ (двухсторонний двухслойный);
– BD-ROM – привод для чтения дисков Blue-ray. В технологии Blue-ray
для чтения и записи (в отличие от DVD и CD, где используют красный и инфракрасный лазеры с длиной волны 650 нм и 780 нм соответственно) используется сине-фиолетовый лазер с длиной волны 405 нм. Такое уменьшение позволило сузить дорожку вдвое по сравнению с обычным DVD-диском (до 0,32
мкм) и увеличить плотность записи данных. Максимальная ёмкость 128 Гб
(четырехслойный).
1.2.8. Блок питания
Главное назначение блоков питания – преобразование электрической
энергии, поступающей из сети переменного тока, в энергию, пригодную для
питания узлов компьютера.
26
Рис. 13. Внешний вид стандартного блока питания ATX
Блок питания преобразует сетевое переменное напряжение 220 В, 50 Гц
(120 В, 60 Гц) в постоянные напряжения +5 и +12 В, а в некоторых системах и
в +3,3 В. Для питания цифровых схем (системной платы, плат адаптеров и
дисковых накопителей) используется напряжение +3,3 или +5 В, а для двигателей (дисководов и различных вентиляторов) ±12 В.
Главным параметром любого блока питания для компьютера является
его мощность, которая в современных изделиях колеблется от 300 до 1500 Вт.
Этот параметр должен рассчитываться индивидуально для каждого персонального компьютера, в зависимости от потребляемой мощности всех компонентов системы:
– центрального процессора;
– видеокарты (может быть несколько видеокарт, тогда берется сумма их
мощностей);
– системной платы и подключенных к ней контроллеров;
27
– оптических приводов;
– жестких дисков;
– устройств охлаждения.
Для расчета мощности требуемого блока питания необходимо сложить
потребляемую всеми устройствами мощность и добавить к получившемуся
значению еще примерно 15 – 25 %. Этот запас нужен для того, чтобы блок питания не работал все время на максимальной мощности, в этом случае он станет меньше нагреваться, а значит и его система охлаждения станет работать
тише. Данный режим также увеличит ресурс его использования. Для офисного
или домашнего компьютера обычно достаточно мощности в 400 – 450 Вт, а
вот для современных игровых компьютеров с несколькими видеокартами может понадобиться очень мощный источник питания, так как в предельной
нагрузке потребление таких компьютеров может достигать от 700 – 1000 Вт.
Выбор блока питания также зависит от имеющихся у него разъемов, так
как для подключения всех составляющих компьютера блок питания должен
иметь соответствующий разъем. Основные виды разъемов блока питания приведены на рис. 14.
Питание материнской платы поступает через 20 или 24 контактный
разъем ATX. В настоящее время подавляющее число блоков питания выпускаются с разъемом подключения 20 + 4 контакта, позволяющим использовать
основной 20 контактный разъем совместно с дополнительным 4 контактным
разъемом, когда он требуется. Материнская плата также содержит дополнительный разъем для питания процессора. В зависимости от мощности процессора, поддерживаемого материнской платой, разъем питания может содержать
4, 6 или 8 контактов. Соответственно, блок питания должен содержать такой
же разъем для питания процессора.
28
Рис. 14. Разъемы блока питания
Видеокарта также может требовать наличия у блока питания 6 контактный разъем для дополнительного питания графического процессора. Данный
фактор также следует учитывать при выборе блока питания.
Оптические приводы и жесткие диски могут подключаться к источнику
питания через 4 контактный разъем, molex или через 15 контактный SATA.
Следует контролировать наличие у блока питания достаточного количества
разъемов molex и SATA.
По типу подключения отходящих линий все блоки питания можно разделить на три типа:
1) стандартный блок питания – дешевая и простая модель, в которой все
кабели напрямую соединены с БП. Тем самым обеспечивается уменьшение
потерь при проводной передаче. Зато в системном блоке получается беспорядок в кабелях, что создает определенные препятствия для свободной циркуляции воздуха и эффективной работы системы охлаждения;
2) модульный – в модульном блоке питания кабели соединяются с ним
посредством специальных разъемов, благодаря чему пользователь имеет возможность подключать кабели по необходимости. Использование модульного
блока питания позволяет избавиться от незадействованных кабелей, упорядо-
29
чить их и тем самым обеспечить свободную циркуляцию воздуха внутри системного блока. Недостатком модульных БП считаются высокие потери при
проводной передаче;
3) гибридный – такие блоки питания сочетают в себе преимущества
стандартных и модульных БП. В них наиболее важные кабели подключены
напрямую к блоку питания, а дополнительные – посредством модульного решения. Таким образом достигаются и упорядочивание кабелей внутри системного блока и уменьшение потерь при проводной передаче.
1.3. Конфигурация персонального компьютера
При выборе определенной конфигурации персонального компьютера
необходимо учитывать цели и задачи, которые он будет решать. Основываясь
на этих данных, а также принимая во внимание количество имеющихся денежных средств можно определить к какой из категорий будет принадлежать
система. Существует множество конфигураций, но среди них выделяется ряд
наиболее популярных:
1) домашний/офисный персональный компьютер – надежная и очень
функциональная система при относительно невысокой цене. Разрабатывается
с учетом того, что на нем будет стоять программное обеспечение, необходимое для работы;
2) Extreme System – одним из представителей данного класса является
игровой компьютер. Другим примером является компьютер необходимый для
обработки видео, где производительность является одним из ключевых факторов. В данной комплектации высокая производительность обеспечивается разумной ценой;
3) Mainstream PC – представляет самый быстрый, расширяемый, тихий и
надежный класс. Как правило, цена комплектации не имеет значения. Хорошо
подходит в ситуациях, когда производятся частые замены или расширения
компонентов системы;
30
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]