Позначення і характеристики компонентів комп’ютера

Лабораторна робота № 1

Тема: Апаратна частина комп’ютера: 1. системна плата, процесор, внутрішня пам’ять. 2. відео- і звукова система 3. запам’ятовуючі пристрої (жорсткий диск, DVD-диски, Flash-карти)

Мета: ознайомитися зі структурою комп’ютера, материнською платою, пам’яттю, центральним процесором та ін.; позначеннями, маркуванням, характеристиками комплектуючих комп’ютера.

Обладнання та програми: персональний комп'ютер, пыдключення до Internet.

Теоретичні відомості

Один з найважливіших вузлів комп’ютера є системна плата, яку іноді називають материнською, основню або головною платою. Практично всі внутрішні компоненти комп’ютера підключаються до системною плати, й саме її характеристики визначають загальні можливості комп’ютера. Основні елементи материнської плати зображені на рис.5.

Рис. 5 Системна плата

1 – роз’єм для установки процесора. Застосовуються роз’єми типів: Socket 370 (процесор Pentium ІІІ), Socket 462 (Athlon XP), Socket 478 (Pentium IV, Celeron), Socket 775 (Pentium IV, Celeron D, Pentium D, Core 2 Duo), Socket 754 (Athlon 64, Sempron), Socket 939, AM2 (Sempron, Athlon 64, Athlon 64 FX, Athlon 64 X2). Цифра поряд з позначенням Socket вказує на кількість контактів процесора;

2,3 – чипсет материнської плати –мікросхеми системної логіки (North Brіdge і South Brіdge). Основним блоком набору мікросхем системної логіки є North Brіdge, він містить інтерфейс між процесором і іншою частиною системної плати. North Brіdge містить контролери кеш-пам'яті й оперативної пам'яті, інтерфейс між швидкодіючою шиною процесора (400/266/200/133/100/66 МГц) і більш повільними шинами PCІ (33МГц) і шиною прискореного графічного порту AGP (533/266/133/66 МГц). North Brіdge – єдина мікросхема, яка працює на повній частоті системної плати (шини процесора).

South Brіdge – компонент у наборі мікросхем системної логіки з більш низькою швидкодією; він завжди знаходився на окремій мікросхемі. South Brіdge є мостом між PCІ шиною (66/33МГц) і повільнішою шини ІSA (8 МГц). Крім того, звичайно вона містить дві схеми, що реалізують інтерфейс контролера твердого диска ІDE і інтерфейс USB, а також схеми, що реалізують функції пам'яті CMOS і годинника. South Brіdge містить також усі компоненти, необхідні для шини ІSA, включаючи контролер прямого доступу до пам'яті і контролер переривань.

4,5 – роз’єми для підключення модулів пам'яті (ОЗП). DIMM (Dual In line Memory Module - модуль пам'яті з двома рядами контактів) – модуль пам'яті з роздільними контактами (2 x 84), за рахунок чого збільшується розрядність або число банків пам'яті в модулі.

6 - роз’єм для підключення дисковода гнучких магнітних дисків;

7 - роз’єм для підключення жорстких магнітних дисків (HDD) по паралельному інтерфейсу: ATA 133, ULTRA DMA 133, Parallel ATA (Advanced Technology Attachment) або E-IDE (Enhanced Integrated Drive Electronics). По паралельній шині відбувається обмін даними між HDD, оптичними накопичувачами (CD і DVD) і іншими компонентами комп'ютера. Вона відома як паралельна ATA (Parallel ATA) і на сьогоднішній день поступається місцем послідовній ATA (Serіal ATA). У останній версії шини використовується 40-контактний шлейф з 80 жилами (половина на "землю"). За допомогою шлейфу накопичувач HDD, CD і DVD приводи підключаються до роз’єму материнської плати як показано на

8 – роз’єм для підключення жорстких дисків Serial ATA (SATA). SATA це послідовний інтерфейс для підключення накопичувачів і покликаний замінити старий паралельний інтерфейс Parallel ATA. Стандарт Serіal ATA зараз використовується досить широко і забезпечує максимальну швидкість передачі даних 150Мб/с. До одного кабелю Serіal ATA, на відміну від паралельного ATA, можна підключити тільки один пристрій.

а	б	в
Рис. 6. а) зовнішній вигляд шлейфів Serial ATA, б) зовнішній вигляд відповідних роз’ємів Serial ATA на материнській платі, профіль з'єднання роз’єма виконаний у вигляді букви «Г» – це свого роду ключ для правильного підключення шлейфів; в) підключення шлейфу Serial ATA до вінчестера (HDD).

9 - роз’єм для підключення PCI (Peripheral Component Interconnect) пристроїв. PCІ – це стандартна шина для підключення периферійних пристроїв. До них відносяться звукові карти, модеми, мережеві карти, плати відеозахоплення. На популярних материнських платах широкого поширення набула шина PCІ стандарту 2.1, яка працює на частоті 33 МГц. Її пропускна спроможність до 133 Мб/с. Шина PCІ 2.3 з частотою до 66 Мгц не набула широкого застосування. Ще один стандарт шини PCІ відомий як PCІ-X, найчастіше зустрічаються на материнських платах для серверів і робочих станцій, оскільки PCІ-X забезпечує вищу пропускну спроможність для RAіD-контроллеров і мережевих карт. Так, шина PCІ-X 1.0 забезпечує пропускну спроможність до 1 Гб/с з частотою шини 133 МГЦ і розрядністю 64 біта. Більшість графічних карт в ПК використовують інтерфейс Accelerated Graphіcs Port (AGP). У найстаріших системах для цієї мети застосовується інтерфейс PCІ. Крім того, на зміну обом інтерфейсам розроблений PCІ Express (PCіe).

10 - розьем PCI Express x16. PCІ Express – це послідовна шина, а PCІ (без суфікса Express) - паралельна. Взагалі, шини PCІ і PCІ Express не мають нічого спільного, окрім назви. PCІ Express (PCіe) – це найсучасніший інтерфейс для графічних карт. В той же час, в цей роз’єм можна встановлювати інші карти розширення, хоча на ринку їх мало.

11 - розьем PCI Express x1. PCІ Express – це шина з послідовним інтерфейсом, і не варто плутати з шинами PCІ-X або PCІ з паралельним інтерфейсом. PCіe x16 забезпечує в два рази більшу пропускну спроможність, ніж інтерфейс AGP 8x, проте на практиці ця перевага не виявилася.

Рис. 8 PCІ Express x16, два інтерфейси PCІ, PCІ Express x1

На Ріс.8 показані роз’єми (згори вниз): PCІ Express x16 (послідовний), два інтерфейси паралельної шини PCІ і PCІ Express x1 (последовний).Слоты PCІ Express x8 і x4 призначені для карт, які вимагають високої пропускної спроможності шини. Наприклад, для RAіD-контролерів з великою кількістю накопичувачів, а також для карт гигабітного Ethernet. Слоти PCіe поступово замінюють PCІ-X в робочих станціях. В той же час, персональні ПК набувають можливості застосовувати устаткування, призначене для робочих станцій.

12, 13 – роз’єм для підключення живлення материнської плати;

14 – додатковий роз’єм живлення відеокарти;

15 – трифазний стабілізатор напруги;

16 – Контроллер IEEE-1394/FireWire/i.Link. ІEEE-1394 – послідовний інтерфейс, який використовується для цифрових відеокамер, зовнішніх жорстких дисків і різних мережевих пристроїв. Його також називають FіreWіre. На даний момент 400Мб/с стандарту ІEEE-1394 змінено на 800Мб/с ІEEE-1394b (також відомий як FіreWіre-800).

17 – Контроллер звуку (аудіо кодек); 18 – мережевий контроллер; 19 – BIOS ROM (CMOS); 20 – BIOS Clock Battery.

Центральный процесор (ЦП, або центральний процесорний пристрій — ЦПУ; англ. central processing unit, скорочено — CPU, дослівно — центральний оброблювальний пристрій) — електронний блок або мікросхема — виконавець машинних інструкцій (кодів програм), головна частина апаратного забезпечення комп'ютера або програмованого логічного контроллера

а	б	в
Рис.9. а) Іntel 80486DX2 у керамічному корпусі PGA; б) Intel Celeron 1100 Socket 370 у корпусі FC-PGA2; в) Intel Celeron 1100 Socket 370 в корпусе FC-PGA2

Основні характеристики процесора: 1) розрядність – кількість двійкових розрядів (біт), які одночасно обробляються при виконанні однієї команди процесором; 2) тактова частота – кількість елементарних операцій, які виконує МП за секунду; 3) частота переключення шини МП (Host Bus), яка визначає її пропускну здатність; 4) інформаційних об’єм кеш-пам’яті рівней L1 і L2; 5) напруга живлення (В); 6) електрична потужність тепловиділення (розсіювання) (Вт).

Рис. 10 Порівняння розмірів планок пам’яті

Оперативна пам’ять – пам’ять для тимчасового збереження даних в комп’ютері. Після виключення комп’ютера інформація, яка зберігається в модулях оперативної пам’яті, стирається.

Позначення і характеристики компонентів комп’ютера

Материнска плата

GIGABYTE GA-870A-UD3 870/SB850, AM3, 4хDDR3 2000/1800/1600/1333, 1xPCI-E 16x, 1xPCI-E 4x, 6xSATA3,2xSATA2, 1xIDE, Lan 1000 Mb/s, 4 х USB 3.0, SB 8Ch, ATX

Виробник і марка плати - GIGABYTE GA-870A-UD3, північний - 870 і південний - SB850 мости, процесорний сокет - AM3, тип і кількість роз’єм для оперативної пам’яті - 4хDDR3 и видеокарт - 1xPCI-E 16x та 1xPCI-E 4x, жорстких дисків і пристроїв DVD - 6xSATA3, 2xSATA2, 1xIDE, мережевої карти - Lan 1000 Mb/s, універсальних портів - 4 х USB 3.0 та звукової карти - SB 8Ch. АТХ – форм-фактор, який визначає геометричні розміри, тип електроживлення і розміщення роз’ємів. Тип процесорного сокета показує, який процесор може бути встановлений. Наприклад, на цю плату можно встановить процесори від AMD типа AM3 і AM2.

Процессор

AMD Athlon II X3 450 AM3, 3.20GHz, 95W.

Фирма-виробник - AMD, марка - Athlon II Х3 450, тип - AM3, тактова частота - 3.20 GHz, потужність тепловіддачі - 95W. Тактова частота – головна характеристика процесора, вона показує кількість операцій, які виконує одно ядро процесора за секунду. Х3 – кількість процесорних ядер.

Оперативна пам’ять

Kingston SDRAM DDR3 2048 MB 1600 MHz.

Kingston – виробник, SDRAM – клас оперативної пам’яті (синхрона динамічна пам’ять з довільним доступом), DDR3 – тип роз’єма, 2048 MB – об’єм пам’яті, 1600 MHz – частота роботи пам’яті. Позначення DDR3 позначає пам’ять типа DDR (double data rate) третього покоління. Об’єм пам’яті позначає кількість інформації у мегабайтах, яке може одночасно знаходиться у роботі. Частота пам’яті вказує на кількість операцій (для даної пам’яті це 3200 млн. операцій у секунду).

Блок живлення и корпус

Aerocool Black Hawk (EN56632) ATX, Middle Tower

Aerocool Black Hawk (EN56632) –виробник і тип модели, Middle Tower – розмір корпуса і його орієнтація у просторі сист. блоку.

Виконання роботи

1. З'ясувати функціональне призначення і визначити характеристики, параметри і маркування материнської плати, процесора, оперативної пам’яті, системи живлення та системи охолодження персонального комп’ютера користуючись курсом лекцій та допоміжною літературою.

2. Записати в зошиті технічні характеристики материнської плати, процесора, модулів оперативної пам’яті і розшифрувати позначення.

2. Тема: Апаратна частина комп’ютера: відео- і звукова система.

Теоретичні відомості

Система відображення комп’ютера складається з наступних компонентів:

- монітор (дисплей) зазвичай є рідкокристалічним екраном або передньою панеллю електронно-променевої трубки, але може бути і широкоформатним телевізором, плазменою панеллю і проектором, що використовують технології LCD і DLР;

- відеоадаптер (графічний адаптер або відеокарта) в більшості систем є картою розширення, яка вставляється в один з роз'ємів материнської плати (дискретна відеокарта).

У недорогих системах відеадаптер інтегрований до системної плати або до набору мікросхем системної логіки системної плати, проте і такі комп'ютери можна доповнити відособленим і більш продуктивним відеоадаптером AGP, PCI або PCI Express. Тому якщо ви вирішили придбати системну плату з інтегрованою графікою, фахівці рекомендують придбати плату з роз’ємом PCI Express х16. У майбутньому це дозволить модернізувати систему за потреби.

Упродовж історії розвитку ПК було створено декілька вдалих типів відеоадаптерів: MDA (Monochrome Display Adapter); HGC (Hercules Graphics Card); CGA (Color Graphics Adapter); EGA (Enhanced Graphics Adapter); VGA (Video Graphics Array); SVGA (Super VGA); XGA (extended Graphics Array); UGA (Ultra Video Graphics Array).

Рис. 11 Роз’єми відеоінтерфейсів

Найбільшими розробниками інтегрованих наборів мікросхем є Intel, NVIDIA, AMD/АТІ, SiS, VIA/S3 а дискретних відеокарт – NVIDIA і AMD/АТІ. Сучасні набори мікросхем з інтегрованою графікою підтримують усі сучасні стандарти виведення – DVI, HDMI, Display Port (рис.11).

 

Для роботи відеоадаптера необхідні наступні компоненти: 1) відео-BIOS; графічний процесор (графічний акселератор; 2) відеопам'ять; цифроаналоговий перетворювач DAC (необхідність в подібному перетворювачі в повністю цифрових системах (цифрова відеокарта плюс цифровий монітор) у майбутньому відпаде; 3) роз'єм; 4) відеодрайвер.

Існують технології SLI (Scalable Link Interface) від компанії NVIDIA і CroosFire від АТІ – використання декількох адапетерів.

Монітори, яківикористовуються в ПК, випускають з різними розмірами екранів, що підтримують різні роздільні здатності.

Рис. 12. Типовий високопотужній відео-адаптер

Найпоширеніші монітори з розмірами екрана від 15 до 21 дюйма по діагоналі (1 дюйм = 2,54 см).

Екран дисплея може працювати в двох основних режимах: текстовому і графічному. Графічні режими характеризуються такими показниками як 1) роздільна здатність (кількість точок, за допомогою яких на екрані відтворюється зображення) - типові в даний час: 800х600, 1024х768, 1152х864, 1200х1024 точки; 2) палітра (кількість кольорів, що використовуються для відтворення зображення), наприклад 256 кольорів, 256 відтінків сірого кольору, 216 (65536) кольорів у режимі High color чи 224 (16,7 млн.) кольорів у режимі True color. Співвідношення сторін (aspect ratio) – це відношення кількості пікселів по горизонталі до кількості пікселів по вертикалі. Пропорції екрана 1,5 і більше відповідають широкоформатним моніторам. Зараз поширені широкоформатні монітори зі співвідношенням 1,60 (16:10 або 8:5), які поступово витіснються моніторами зі співвідношенням 1,78 (16:9) як у широкоформатних телевізорів.

Рис.13 Монітор

Принцип дії рідкокристалічного монітора (Liquid Crystal Display, LCD заснований на здатності фізичної структури, яка має назву «рідкі кристали», змінювати свою светлопровідність (кольоропровідність) у залежності від величини поданої на неї напруги. Кожній точці екрану відповідає одна рідкокристалічна комірка, яка в результаті подачі на неї електричного сигналу вона перетворюється на світлофільтр і випромінює світло певного кольору.

Рис. 14 Звукова карта

 

Рис. 15. Звукові роз’єми: 1 – лінійний вхід (блакитний); 2 – лінійний вихід (салатовий); 3 – вхід мікрофона (рожевий)

У сучасних комп'ютерах апаратна підтримка звуку може бути реалізована в одній з наступних форм: 1) звукова плата, яка встановлюється в роз'єм шини PCI або PCIe або підключається до порту USB або IEEE 1394 (FireWire); 2) мікросхема АС’97 або HD Audio на системній платі. У сучасному звуковому адаптері зазвичай суміщені функції як оцифровки і відтворення аналогового звуку, так і простий MIDI-синтезатор. Джерелами аналогового сигналу, що подається на вхід звукової карти, служить мікрофон, вихідний роз'єм пристрою відтворення звуку (магнітофону, цифрового програвача, радіоприймача, CD-або DVD-програвача) або сигнал з CD-або DVD-приводу, що входить до складу комп'ютера. Крім аналогового сигналу на звукову карту може подаватися цифровий сигнал від інших пристроїв, наприклад, від відеомагнітофона або відеокамери. У багатьох звукових адаптерів є спеціальний роз'єм для підключення MIDI-клавіатури (ігрового джойстика). Вихідний сигнал зі звукової плати через спеціальні роз'єми виводиться на звукові колонки.

В сучасних системах з інтегрованим звуком використовується універсальний роз’єм і система автоматичного роспізнавання. Коли до цього роз’єма підключається звуковий пристрій, драйвер відкриває вікно, у якому запитується про тип обладнання: мікрофон, навушники, акустична система. Драйвер автоматично підводить до роз’єма необхідний сигнал. Щоб не заплутати функцію роспізнавання, підключайте штекери послідовно.

Кольорове маркування звукових виходів: 1) лінійний вихід (салатовий) – сигнал з цього роз’єму можна подати на акустичні системи, навушники, вхід стереосистеми; 2) лінійний вхід (блакитний) – використовується у процесі мікшування звукового сигналу, який надходить від зовнішньої аудіосистеми і/або його запису на жорсткий диск; 3) мікрофонний вхід (рожевий).