Добавлен: 29.03.2023
Просмотров: 101
Скачиваний: 2
Введение
В современном мире почти ни одна сфера жизнедеятельности не обходится без электронных устройств, в том числе и персонального компьютера. Однако, чтобы пользоваться им, нужно знать не только, как на нем работать, но и то, из чего состоит, чтобы предотвратить проблемы изнутри, а ведь стоимость починки персонального компьютера может быть высока. Чтобы избежать проблем с системным блоком, изучим его детально.
1.Теоретическая часть
1.1 Устройство компьютера
Для старта к использованию, персональный компьютер(далее – ПК) должен быть оснащен обязательными и дополнительными устройствами (см. рис.1):
Рис. 1
1)Блок питания
2)Жёсткий диск
3)Материнская плата
4)Процессор
5)Охлаждение процессора
6)Оперативная память
7)Видеокарта
8)DVD-привод
9)Картридер
10)Карты расширения
Основные компоненты компьютера:
1.1.1 Блок питания
Блок питания (далее – БП) является единственным и незаменимым источником электроэнергии для всех компонентов ПК, поэтому от характеристик выдаваемого им тока напрямую зависит стабильность функционирования всей системы. Основной характеристикой БП является мощность. Блок питания минимально должен вырабатывать мощность, равную суммарной, которую потребляют комплектующие ПК при максимальной вычислительной нагрузке. Еще лучше, если она превышает этот показатель на 100 Вт и более. В противном случае компьютер будет выключаться в моменты пиковой нагрузки или, что гораздо хуже, БП сгорит, прихватив с собой «на тот свет» другие компоненты системы.
Офисные компьютеры в среднем употребляют 300 Вт. Игровой же – не менее 400 Вт, ведь высокопроизводительные процессоры и быстрые видеокарты, а также необходимые им дополнительные системы охлаждения потребляют очень много энергии. Если в компьютере несколько видеокарт, то для его питания потребуются 500- и 650-ваттные БП. На данный момент в продаже уже есть модели мощностью более 1000 Вт, но покупка их практически бессмысленна.
1.1.2 Жёсткий диск
Жесткий диск, винчестер (HDD) - устройство, предназначенное для хранения больших объемов информации (помещает в себя гораздо больше, нежели оперативная память) и не теряющее эту информацию при выключении компьютера. Именно на жестком диске хранится операционная система и все программы, установленные на компьютере. Жесткий диск представляет собой металлический корпус небольших размеров, внутри которого расположено несколько очень быстро вращающихся дисков. Считывание информации с дисков и запись на них производятся посредством специальных магнитных головок, которые могут перемещаться над поверхностью диска (позиционируясь над одной из дорожек информации, записанной на его поверхности).
1.1.3 Материнская плата
Материнская плата, системная плата (mainboard, motherboard) — плата больших размеров с установленными на ней микросхемами и разъемами для подключения процессора, оперативной памяти и остальных компонентов компьютера.
Размер платы (Форм Фактор). Материнская плата должна иметь тот же форм фактор, что и корпус, в который она будет установлена. Размер платы бывает следующих типов:
1. AT. Устаревший формат. Использовался в основном в первых поколениях персональных компьютеров. Компьютеры IBM PC AT имеют форм фактор AT, который был уменьшен в размерах и стал называться Baby AT. Размеры обычных плат с форм фактором Baby AT примерно 21,5 сантиметров в ширину и 25 - 27,5 сантиметров в длину. Платы с форм факторами 2/3 и 3/4 Baby AT того же размера, что и обычные платы Baby AT, но на 2,5 - 5 сантиметров короче. Сейчас используется очень редко.
2. ATX. Форм фактор ATX был представлен и разработан корпорацией Intel, чтобы устранить проблему, связанную с помехами, влияющими на кабели, которые вызваны большими дополнительными картами и оборудованием для охлаждения процессора.
AT Extension (расширение AT) - на сегодняшний день стандарт корпуса и системной платы для настольных компьютеров. Плата (стандартный размер - 305 x 244) располагается в нем длинной стороной вдоль задней стенки. БП имеет приточную систему вентиляции, процессор устанавливается в непосредственной близости от него для минимизации длины питающих цепей и охлаждения от встроенного вентилятора (для мощных процессоров все же требуется собственный вентилятор). Некоторые блоки имеют автоматическую регулировку скорости вращения лопастей в вентиляторе в зависимости от температуры. На рис. 2 приведена конструкция материнской платы.
Рис. 2. Конструкция материнской платы
1. Слот для процессора.
2. Слоты для ОЗУ.
3. Разъемы для IDE - устройств (жесткий диск, флоппи – дисковод, CD – ROM).
4. Разъемы для IDE - устройств (жесткий диск, флоппи – дисковод, CD – ROM).
5. Слот для видеокарты.
6. Слоты расширения.
7. Слоты расширения.
8. Набор контактов для соединения с кнопками и лампочками корпуса.
Процессор, центральный процессор (CPU) — главная микросхема в компьютере, отвечающая за выполнение каждой программы, которые запущены на компьютере. Именно от него главным образом зависит производительность всей системы. Обычно чем выше тактовая частота процессора, измеряемая в мегагерцах (МГц), тем выше скорость выполняемых на персональном компьютере программ. Кроме того, скорость работы центрального процессора определяется еще и его типом. Основой любого процессора является ядро, которое состоит из миллионов транзисторов, расположенных на кристалле кремния.
Разъем процессора – это разъем на системной плате, куда вставляется процессор.
Разъемы различаются по внешнему виду и числу контактов. Для каждой модели процессора существует свой тип материнской платы. Существуют два типа разъемов:
Сокетный (socket - гнездо). Представляет собой разъем, в который вставляются иголки – контакты ЦП, расположенные на нем снизу по периметру.
Слотовый (slot - щель, желоб). Представляет собой длинный ряд контактов в пластмассовой рамке. Микропроцессор для такого разъема расположен на специальной плате с рядом контактов на одной стороне. Эта плата вставляется вертикально.
1.1.5 Охлаждение процессора
Системы охлаждения компьютера бывают разных типов и разной эффективности. Вне зависимости от этого, у них у всех одна и та же цель: остудить устройства внутри системного блока, чем предохранить их от сгорания и повысить эффективность работы. На данный момент, в системных блоках используют стандарт «Воздушной системы охлаждения» (см. Рис 3.)
Рис. 3
Принцип работы данного метода заключается в том, что тепло от нагревающего компонента передается на радиатор с помощью теплопроводящих материалов (может быть прослойка воздуха или специальная теплопроводящая паста). Радиатор получает тепло и отдает его в окружающее пространство, которое при этом либо просто рассеивается (пассивный радиатор), либо сдувается вентилятором (активный радиатор или кулер). Такие системы охлаждения устанавливаются непосредственно в системный блок и практически на все греющиеся компьютерные компоненты. Эффективность охлаждения зависит от размеров эффективной площади радиатора, металла из которого он сделан (медь, алюминий), скорости проходящего потока воздуха (от мощности и размеров вентилятора) и его температуры. Пассивные радиаторы устанавливаются на те компоненты компьютерной системы, которые не очень сильно греются в процессе работы, и возле которых постоянно циркулируют естественные воздушные потоки. Активные системы охлаждения или кулеры разработаны в основном для процессора, видеоадаптера и прочих постоянно и напряженно работающих внутренних компонентов. Для них иногда могут устанавливаться и пассивные радиаторы, но обязательно с более эффективным чем обычно отводом тепла при низкой скорости воздушных потоков.
1.1.6 Оперативная память
В оперативной памяти элементарная ячейка памяти представляет собой конденсатор, способный в течение короткого промежутка времени сохранять электрический заряд, наличие которого можно ассоциировать с информационным битом. При считывании данных конденсатор разряжается через схему считывания, и если заряд конденсатора не был нулевым, то на выходе схемы считывания устанавливается единичное значение.
Существует несколько типов модулей памяти:
1. SIMM (Single In line Memory Module – модуль памяти с одним рядом контактов) – модуль памяти, вставляемый в зажимающий разъем; применялся во всех платах до Pentium, а также во многих адаптерах, принтерах и прочих устройствах. SIMM имеет контакты с двух сторон модуля, но все они соединены между собой, образуя как бы один ряд контактов.
SIMM бывают двух видов:
30-и контактные (8-разрядная шина данных) – использовался в AT286 – 486 платах;
72-х контактные (16-разрядная шина данных) – использовался в большинстве 486 и во всех Pentium платах. SIMM уже очень устарела и сейчас встречается только в старых компьютерах
2. DIMM (Dual In line Memory Module – модуль памяти с двумя рядами контактов) – модуль памяти, похожий на SIMM, но с раздельными контактами (обычно 2 x 84), за счет чего увеличивается разрядность или число банков памяти в модуле. Применяется в современных компьютерах, начиная с Pentium. DIMM имеют 168 контактов.
2. RIMM (Rambus in line Memory Module) – модуль памяти, включающий один или несколько Direct RDRAM-чипов и организующий непрерывность канала. Недопустимо оставлять RIMM-слоты свободными, так как это приводит к разрыву канала с терминатором, находящимся на системной плате в конце канала, поэтому необходимо их заполнить continuity RIMM(модули без чипов, а только с каналами).
Модули RIMM имеют размеры, сходные с размерами DIMM. Это позволяет вставлять их во все материнские платы с соответствующим форм-фактором. Модули имеют 168 контактов, могут содержать любое число чипов и могут быть как односторонние, так и двусторонние, объем до 1 Гб.
1.1.7 Видеокарта
Видеокарта (также видеоада́птер, графический ада́птер, графи́ческая пла́та, графи́ческая ка́рта, графи́ческий ускори́тель) — устройство, преобразующее графический образ, хранящийся как содержимое памяти компьютера (или самого адаптера), в форму, пригодную для дальнейшего вывода на экран монитора.
Основные характеристики видеокарт:
Графический чип (GPU). Это главный процессор видеокарты, он выполняет расчёт выводимого изображения, позволяя освободить от этой операции центральный процессор компьютера или ноутбука. Является основным элементом графической платы, поскольку от него зависят производительность и возможности всего устройства. Современные графические чипы по сложности практически не уступают центральному процессору, а иногда даже превосходят его по количеству транзисторов и по вычислительной мощности.
Тактовая частота графического чипа оказывает существенное влияние на производительность видеоадаптера: чем выше частота, тем быстрее он работает и тем большее количество тепла выделяет, поэтому при помощи увеличения рабочей частоты графического процессора можно выполнить разгон видеокарты.
Частота видеопамяти. Чем выше данная величина, тем быстрее работает подсистема памяти.
Тип видеопамяти. В настоящее время в видеокартах применяется несколько типов оперативной памяти: DDR либо специально разработанная память типа GDDR. Наиболее распространённой является GDDR3.
Разрядность шины памяти. Оказывает существенное влияние на пропускную способность памяти и общую производительность видеокарты. Чем больше разрядность шины памяти, тем выше скорость работы. В недорогих видеокартах разрядность обычно составляет 64 или 128 бит, в дорогостоящих — от 256 бит и выше.
Производительность видеокарты характеризуется количеством бит данных, которые передаются за один цикл.
Разъёмы. Предназначены для подключения к видеокарте внешних устройств и для вывода на них видеосигнала. Все разъёмы делятся на две основные группы: цифровые и аналоговые. При аналоговом подключении качество изображения сильно зависит от множества факторов. Это часто искажает изображение, поэтому такие разъёмы вытесняются цифровыми интерфейсами.
Наиболее распространены следующие типы разъёмов:
DVI — может быть аналоговым, цифровым либо комбинированным, обычно используется только на видеокартах для настольных компьютеров;
HDMI — исключительно цифровой интерфейс, используется как на ноутбуках, так и на обычных настольных компьютерах. Крайне часто употребляется в ПК;
DisplayPort — исключительно цифровой интерфейс, используется как на ноутбуках, так и на обычных настольных компьютерах, но менее распространен чем HDMI;
D-Sub или VGA — аналоговый интерфейс, используется на ноутбуках и настольных компьютерах, в последнее время теряет свою популярность.
Дополнительные компоненты компьютера:
Привод оптических дисков — электромеханическое устройство для считывания и записи, посредством лазера, информации с оптических дисков в виде пластикового диска с отверстием в центре (компакт-диск, DVD и т. п.).
Разработанный компаниями Philips и Sony в конце 1970-х первоначально для чтения компакт-дисков, для абстрагирования от формата и типа диска, в обиходе называется обобщающим названием дисковод, по принципу чтения информации с носителя.
Либо выпускаться в виде независимого устройства со стандартным интерфейсом подключения (PATA, SATA, USB), например, для установки в компьютер, либо в виде составляющей конструкции в составе более сложного оборудования (например, бытового DVD-проигрывателя).