СИСТЕМНЫЙ БЛОК ПЕРСОНАЛЬНОГО КОМПЬЮТЕРА 6 страница
3) номинальная емкость накопителя, Мбайт;
4) физические параметры накопителя (количество магнитных дисков, магнитных головок);
5) частота вращения магнитных дисков (типичные значения 3600, 5400, 7200, 10000, 15000 мин-1);
6) логические параметры накопителя (количество цилиндров, магнитных головок, секторов на магнитной дорожке);
7) тип интерфейса (ST512/406, ESDI, Parallel-ATA, Serial-ATA, SCSI, USB, FireWire);
8) емкость буферной памяти (типичные значения 512 Кбайт, 2, 8 и 16 Мбайт);
9) параметры энергопотребления;
10) параметры быстродействия (среднее время позиционирования магнитных головок в миллисекундах, средняя скорость передачи данных в Мбайт/с и др.);
11) параметры надежности (гарантированное количество циклов включения-выключения, наработка на отказ и др.).
Соединение накопителя с интерфейсом PATA осуществляется плоским 40- или 80-проводным кабелем. Максимальная длина такого кабеля не должна превышать 18 дюймов (примерно 45 см). К одному кабелю подключается не более двух накопителей, которые идентифицируются как Master (ведущий) и Slave (ведомый). Малогабаритные накопители с интерфейсом PATA используют 44-проводный плоский кабель, который содержит линии подвода питающего напряжения.
Накопители с интерфейсом SCSI соединяются с контроллером с помощью 50- или 68-проводного плоского кабеля. К одному контроллеру SCSI может быть подключено до семи устройств.
Накопители с интерфейсом SATA соединяются с контроллером посредством 7-проводного кабеля длиной не более 1 м.
Устаревшие накопители с интерфейсами ST406/512 и ESDI работают совместно с платой контроллера, который устанавливается в интерфейсный разъем системной платы. К плате контроллера может быть подключено два накопителя. Для подключения накопителей используются два типа плоских кабелей: общий (магистральный) 34-контактный кабель для передачи сигналов управления и индивидуальные 20-контактный кабели для передачи данных. Некоторые контроллеры типа ST406/512 и ESDI предусматривали также подключение дискетных приводов.
Электрическое питание на накопители подается чрез 4-контактный разъем Molex. Накопители с интерфейсом Serial-ATA имеют специальный разъем питания либо с целью совместимости с блоками питания имеют два разъема питания различного типа.
2.9.3. Накопители на оптических дисках
Привод для оптических, или компакт-дисков, дисков типа CD/DVD в настоящее время стал неотъемлемым периферийным устройством микрокомпьютеров различного назначения. Эти устройства характеризуются следующими техническими характеристиками:
1) тип привода. Существуют следующие типы приводов CD/DVD:
– CD-ROM – могут только читать компакт-диски;
– DVD-ROM – могут только читать диски CD-ROM и DVD-ROM (некоторые устройства могут также читать диски DVD-RAM);
– CD-RW – могут читать компакт-диски и записывать диски типа CD-R и CD-RW;
– Combo (DVD/CD-RW) – эти приводы могут читать диски типа CD-ROM и DVD-ROM, а также записывать диски типа CD-R и CD-RW;
– DVD-RW – это наиболее универсальные устройства, позволяют читать диски типа CD-ROM и DVD-ROM и записывать диски типа CD-R, CD-RW, DVD-R/+R и DVD-RW/+RW (некоторые приводы способны работать с дисками типа DVD-RAM);
2) габаритные размеры накопителя. Они также характеризуются с помощью форм-фактора. Форм-фактор встраиваемого привода компакт-дисков обычно описывается параметрами 5,25" и HH.;
3) фирма изготовитель, модель накопителя. Крупными изготовителями CD/DVD приводов в настоящее являются фирмы Acer, AOpen, Lite-On, LG, Mitsumi, NEC, Panasonic, Philips, Plextor, Pioneer, Sony, Samsung, TEAC, TSST (Toshiba-Samsung). В компьютерах прежних лет выпуска еще работают накопители фирм Quantum, Conner и др.;
4) способ загрузки диска (с помощью кассеты или выдвижной панели);
5) скоростная формула привода. Например, скоростная формула 32/16/48 для привода типа CD-RW означает следующее: данный привод может записывать диски типа CD-R с максимальной скоростью 32х, записывать диски типа CD-RW с максимальной скоростью 16х и читать диски типа CD-ROM с максимальной скоростью 48х. Скорость 1х для приводов CD соответствует скорости передачи данных 150 Кбайт/с. Для приводов DVD скорость 1х соответствует скорости передачи данных 1300 Кбайт/с;
6) тип интерфейса (ATAPI, Serial-ATA, SCSI, USB, FireWire, LPT);
7) емкость буферной памяти (типичные значения 128, 256 и 512 Кбайт, 2 и 8 Мбайт);
8) параметры энергопотребления;
9) параметры быстродействия (среднее время позиционирования оптической головки в миллисекундах, средняя скорость передачи данных в Мбайт/с и др.);
10) параметры надежности (гарантированное количество циклов включения-выключения, наработка на отказ и др.).
Сопряжение приводов CD/DVD с контроллером интерфейса и блоком питания осуществляется такими же кабелями, как для "винчестерских" накопителей.
2.10. Накопители на магнитной ленте
В современных компьютерах типа IBM PC накопители на магнитной ленте почти не применяются, поскольку их функциональные возможности перекрыты возможностями записывающих приводов CD/DVD, а также флэш-дисков.
3. ОБОРУДОВАНИЕ
Системный блок учебного IBM PC/AT-совместимого ПК, содержащий элементы аппаратуры компьютера (корпус, блок питания, системную плату, микропроцессор, модули оперативной памяти, видеоадаптер, сетевой адаптер, модем, накопители на магнитных дисках, привод CD или DVD, соединительные кабели и др.), набор монтажного инструмента (отвертки, пассатижи), пинцет.
4. ЗАДАНИЕ НА РАБОТУ
Задание на лабораторную работу состоит в изучении всех компонентов системного блока лабораторного ПК и составлении подробного технического описания системного блока.
5. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
1. Ознакомиться с теоретическими положениями лабораторной работы, изучить конструктивные особенности и функциональные возможности компьютерных системных плат, ответить на контрольные вопросы, получить у преподавателя индивидуальное задание.
2. Выполнить наружный осмотр системного блока лабораторного компьютера, определить тип корпуса, типы периферийных устройств с наружным доступом.
3. Убедиться, что системный блок отключен от электрической сети, и снять крышку системного блока, воспользовавшись для этого соответствующим инструментом.
4. Изучить внутреннее устройство системного блока. Определить количество и типоразмеры монтажных отсеков корпуса, а также типы периферийных устройств, установленных в монтажных отсеках. При необходимости демонтировать периферийные устройства из монтажных отсеков.
5. Определить тип блока питания и его основные технические параметры. При необходимости демонтировать блок питания из корпуса, предварительно отсоединив провода от системной платы и периферийных устройств.
6. Выполнить осмотр системной платы и установленных на ней компонентов. При необходимости извлечь из системной платы микропроцессор, модули памяти, платы расширения. Определить тип, марку системной платы и ее основные технические характеристики, а также типы модулей памяти и плат расширения.
7. Определить типы интерфейсов и соединительных кабелей, которые используются для соединения периферийных устройств с контроллерами.
8. Установить в корпус все ранее демонтированные компоненты системного блока. Установить крышку корпуса.
9. Подготовить отчет о результатах исследования компонентов системного блока. Защитить отчет перед преподавателем.
Отчет по лабораторной работе выполняется на листах писчей бумаги формата А4. По согласованию с преподавателем отчет может быть оформлен в ученической тетради. Страницы отчета должны быть пронумерованы. Отчет должен содержать:
1) титульный лист, выполненный по общепринятому образцу;
2) текст задания на работу;
3) техническое описание компонентов изучаемого системного блока лабораторного компьютера, включая схемы, рисунки и эскизы, поясняющие устройство системного блока;
4) библиографический список, выполненный по ГОСТ 7.1-84.
По согласованию с преподавателем студент может представить отчет с техническим описанием системного блока своего домашнего компьютера. Для более глубокого изучения аппаратных компонентов персональных компьютеров и микроЭВМ следует воспользоваться литературными источниками, приведенными в библиографическом списке.
6. ПРИМЕР ОПИСАНИЯ СИСТЕМНОГО БЛОКА КОМПЬЮТЕРА
Изучаемый системный блок собран в корпусе типа Midi-tower формата ATX. В корпусе установлен блок питания типа АТХ модели MaxUs PM-230W фирмы Key Mouse Electronics Co. (Китай) с номинальной мощностью 230 Вт. Входное напряжение блока питания – только 230 В. Блок питания соответствует спецификации АТХ версии 2.01 и обеспечивает следующие токи нагрузки: +5 В – 23 А; +3,3 В – 14 А; +12 В – 8 А; –5 В – 0,5 А; –12 В – 0,5 А. Блок питания содержит один 20-контактный разъем для подключения к системной плате, три 4-контактных разъема типа Molex для подключения дисковых накопителей и один 4-контактный разъем для подключения флоппи-дисковода формата 3,5 дюйма.
На передней панели корпуса установлены кнопки включения и аппаратного сброса ("Reset"), а также два светодиодных индикатора активности системного блока и "винчестерского" накопителя.
Корпус содержит три монтажных отсека формата 5,25 дюйма с внешним доступом и два монтажных отсека формата 3,5 дюйма с внешним доступом. Кроме этого, корпус содержит один монтажный отсек формата 3,5 дюйма с внутренним доступом.
В верхнем монтажном отсеке формата 5,25 дюйма установлен привод типа CD-RW модели CW-7586 фирмы Panasonic. Скоростная формула данного привода – 8/4/32. Привод позволяет читать диски типа CD-Audio, CD-ROM, CD-R, CD-RW с максимальной скоростью 32х, записывать диски типа CD-R с максимальной скоростью 8х и диски типа CD-RW с максимальной скоростью 4х. Загрузка дисков в привод производится с помощью выдвижного лотка. Интерфейс данного накопителя – ATAPI, объем буферной памяти – 2 Мбайт, среднее время доступа к диску – 120 мс.
В верхнем монтажном отсеке формата 3,5 дюйма с внешним доступом установлен привод дискеты, а в нижнем монтажном отсеке с внутренним доступом – накопитель на жестком магнитном диске фирмы Fujitsu модели MPG3204AH номинальной емкостью 20 Гбайт. Накопитель имеет форм-фактор 3,5 дюйма. Накопитель содержит два магнитных диска и четыре магнитные головки, частота вращения магнитных дисков – 7200 мин-1. Объем буферной памяти накопителя – 2048 Кбайт. Интерфейс "винчестерского" накопителя – АТА-100 (максимальная скорость передачи информации – 100 Мбайт/с).
В корпусе установлена системная плата синего цвета формата ATX модели GA-6OXT ревизии 1.0 производства фирмы Gigabyte Technology (Тайвань). Системная плата имеет следующие технические характеристики:
1) поддерживаемые микропроцессоры – Pentium III и Celeron с ядром Coppermain или Tualatin с тактовой частотой от 500 до 1400 МГц с конструктивным исполнением корпуса FC-PGA и FC-PGA2;
2) количество процессорных разъемов – 1;
3) тип разъема процессора – Socket-370;
4) чипсет – Intel 815EP;
5) количество разъемов расширения – 5 разъемов PCI белого цвета (32-разрядные), 1 разъем AGP универсального типа спецификации 2.0 коричневого цвета, 1 разъем CNR коричневого цвета;
6) количество разъемов памяти – 3 разъема типа DIMM-168 черного цвета (максимальный объем устанавливаемой оперативной памяти – 512 Мбайт);
7) контроллеры периферийных устройств – один двухканальный контроллер интерфейса ATA-100 (максимальная скорость передачи информации – 100 Мбайт/с, максимальный объем подключаемого дискового накопителя – 128 Гбайт), один контроллер дискетного накопителя;
8) коммуникационные порты – один параллельный LPT-порт, два последовательных COM-порта, один разъем типа PS/2 для подключения клавиатуры, один разъем типа PS/2 для подключения манипулятора "мышь", два порта интерфейса USB типа А спецификации 1.1. Все порты установлены на панели ввода-вывода;
9) 20-контактный двухрядный разъем питания типа АТХ белого цвета;
10) два 3-контактных разъема белого цвета для подключения охлаждающих вентиляторов;
11) элемент питания CMOS-памяти типа Maxell CR2032 с номинальным напряжением 3 В;
12) интегрированные видеоадаптер, звуковой адаптер, сетевой адаптер, модем, игровой порт и иные устройства на системной плате отсутствуют;
13) габаритные размеры системной платы – 180х305 мм.
Чипсет Intel 815EP содержит следующие микросхемы:
1) Intel FW82815EP, которая выполняет функции контроллера системной магистрали, интерфейса AGP и оперативной памяти. Микросхема FW82815EP закрыта охлаждающим радиатором с логотипом фирмы Gigabyte;
2) Intel 82801BA, которая содержит контроллеры интерфейсов ввода-вывода (PCI, IDE/ATA, USB).
На системной плате установлен микропроцессор Intel Pentium III 1000ЕВ со следующими параметрами:
1) условное наименование процессора – Coppermain;
2) технология изготовления ядра процессора – 0,18 мкм;
3) количество транзисторов – 28 млн.;
4) арифметический сопроцессор – встроенный;
5) разрядность регистров общего назначения – 32 бита;
6) разрядность регистров арифметического сопроцессора – 80 бит;
7) разрядность регистров MMX – 64 бита;
8) разрядность регистров XMM – 128 бит;
9) разрядность шины данных – 64 бита;
10) разрядность шины адреса – 36 бит;
11) номинальная тактовая частота – 1000 МГц;
12) номинальное напряжение питания – 1,75 В;
13) объем кэш-памяти первого уровня – 32 Кбайта;
14) объем кэш-памяти второго уровня – 256 Кбайт;
15) внешняя тактовая частота – 133 МГц;
16) коэффициент умножения тактовой частоты – 7,5;
17) тип корпуса – FC-PGA (Flip Chip Pin Grid Array) зеленого цвета.
На микропроцессоре установлен охлаждающий радиатор с вентилятором. Вентилятор оснащен датчиком частоты вращения и подключен трехпроводным кабелем к разъему системной платы "CPU Fan".
На системной плате в разъеме "DIMM-0" установлен один двухсторонний модуль оперативной памяти JM333S643A-75 типа DIMM-168 спецификации PC-133. Модуль содержит 16 микросхем оперативной памяти с обозначением JetRam J28S3AT-75 типа SDRAM (синхронная динамическая оперативная память) с номинальным временем доступа 7,5 нс и общей емкостью 256 Мбайт. Организация микросхем памяти 64Мх64. Модуль памяти имеет микросхему SPD, является небуферизированным, средств контроля не имеет. Номинальное напряжение питания модуля памяти – 3,3 В.
На системной плате установлена одна микросхема ПЗУ типа Flash-ROM (перепрограммируемая постоянная память с электрическим стиранием информации) объемом 2 Мбит (256 Кбайт) производства фирмы Atmel. В это ПЗУ записаны программы BIOS фирмы AWARD. В качестве микросхемы Super I/O используется микросхема ITE IT8712F-A, которая содержит контроллеры клавиатуры, "мыши", дискетных накопителей, последовательных и параллельных коммуникационных портов, также содержит схему аппаратного мониторинга работоспособности системной платы.
На системной плате присутствуют также разъем для подключения инфракрасного коммуникационного порта (IR Port – Infra Red Port) и разъем для подключения разъемов третьего и четвертого портов интерфейса USB.
В разъемах расширения системной платы установлены следующие адаптеры.
1. В разъеме AGP установлен видеоадаптер модели GV-GF1280-32E производства фирмы Gigabyte Technology, выполненный на основе видеоконтроллера GeForce2 MX200 фирмы nVidia. Цвет платы видеоадаптера – синий. На микросхему видеоадаптера установлен ребристый охлаждающий радиатор черного цвета. Видеоконтроллер GeForce2 MX200 характеризуется следующими основными техническими параметрами:
– условное фирменное наименование микросхемы – NV11;
– количество транзисторов – 19 млн.;
– технологический процесс изготовления микросхемы – 0,18 мкм;
– тактовая частота ядра видеоконтроллера – 175 МГц;
– разрядность внутренней шины видеоконтроллера – 256 бит;
– тактовая частота видеопамяти – 166 МГц;
– объем видеопамяти – 16 или 32 Мбайт;
– тип микросхем видеопамяти – SDRAM;
– ширина шины видеопамяти – 64 бита;
– количество пиксельных конвейеров – 2;
– количество модулей обработки текстур (TMU) – по два модуля на конвейер;
– интерфейс с системной платой – AGP 4x;
– тактовая частота RAMDAC – 350 МГц;
– поддержка графических технологий Microsoft DirectX 7.0 и OpenGL.
На плате видеоадаптера присутствуют микросхема ПЗУ объемом 48 Кбайт, предназначенная для хранения программ видео-BIOS, и четыре микросхемы видеопамяти ViGOUR VG5364161PT-6 типа SDRAM с номинальным временем доступа 6 нс с общим объемом 32 Мбайта. На задней стенке видеоадаптера закреплен один 15-контактный разъем типа D-Sub для подключения монитора аналогового типа.
2. В третьем разъеме PCI установлен сетевой адаптер типа Fast Ethernet модели RE100TX-PCI производства фирмы COMPEX (Тайвань), выполненный на основе микросхемы сетевого контроллера модели RTL8139A производства фирмы Realtek (Тайвань). Плата сетевого адаптера имеет зеленый цвет. На плате сетевого адаптера имеется разъем для установки микросхемы загрузочного ПЗУ (BootROM). На задней стенке сетевого адаптера закреплены один разъем типа RJ-45 и один светодиодный индикатор LINK для контроля работоспособности адаптера и сетевого кабеля. Сетевой адаптер предназначен для работы со средой передачи "витая пара" с номинальными скоростями передачи информации 10 или 100 Мбит/с.
3. В пятом разъеме PCI установлен звуковой адаптер, выполненный на основе микросхемы звукового синтезатора YMF 740-V фирмы Yamaha (Япония). Цвет платы звукового адаптера – зеленый. Звуковой адаптер имеет следующие основные технические характеристики:
1) тип процессора – HSP (программная обработка звуковых сигналов);
2) метод синтеза звука – табличный (Wave Table);
3) разрядность АЦП – 16 бит;
4) максимальная частота дискретизации звука – 48 кГц;
5) количество голосов (качество полифонии) – 32;
6) количество входных звуковых каналов – 3 (два линейных входа и микрофонный вход);
7) количество выходных каналов – 2 (стерео);
8) поддержка программных технологий – Plug&Play, General MIDI, Extended General MIDI, DirectMusic, DirectSound3D, Full Duplex;
9) совместим с адаптером Sound Blaster Pro.
Данный звуковой адаптер имеет следующие входы и выходы звуковых сигналов:
– линейный вход звукового сигнала (обозначен как LINE IN);
– вход для подключения микрофона (MIC IN);
– линейный выход для подключения активных акустических систем (SPEAKER);
– два входа для подключения звукового выхода привода CD/DVD (обозначены как CD-ROM IN:1 и CD-ROM IN:2);
– 15-контактный разъем игрового порта и интерфейса MIDI.
К первичному (Primary) порту контроллера интерфейса ATA/IDE (40 выводов, два ряда по 20 выводов) с помощью 80-проводного плоского кабеля подключен "винчестерский" накопитель. К вторичному (Secondary) порту контроллера интерфейса ATA/IDE (40 выводов, два ряда по 20 выводов) с помощью 40-проводного плоского кабеля подключен привод CD-RW. Дискетный накопитель подключен к соответствующему порту контроллера системной платы (34 вывода, два ряда по 17 выводов) посредством 34-проводного плоского кабеля.
Системная плата оснащена системой мониторинга основных критических параметров условий работы системной платы (частоты вращения охлаждающих вентиляторов, температуры корпуса микропроцессора). К системной плате подключены: кнопка включения блока питания, кнопка "Reset", светодиодные индикаторы наличия напряжения питания "Power" (зеленого цвета) и активности "винчестерского" накопителя (оранжевого цвета), динамическая звуковая головка, которая установлена на нижней стенке корпуса системного блока.
7. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Что такое системный блок компьютера?
2. Какие компоненты входят в состав системного блока компьютера?
3. По каким параметрам производится классификация корпусов системных блоков компьютеров?
4. Какие существуют форматы системных плат и корпусов системных блоков?
5. Какие технические особенности имеет корпус типа АТХ по сравнению с корпусом типа АТ?
6. Каким образом в корпус системного блока устанавливаются компоненты компьютера?
7. Каким образом осуществляется установка системной платы в корпус системного блока?
8. Каким образом осуществляется электропитание элементов системного блока?
9. Какие конструктивные исполнения корпусов микропроцессоров Intel и совместимых с ними применяются в настоящее время?
10. Почему на системной плате современного компьютера отсутствует микросхема арифметического сопроцессора?
11. Какой уровень потребляемой мощности имеют современные микропроцессоры и платы расширения?
12. Какие технические особенности имеет блок питания типа АТХ по сравнению с блоком питания типа АТ?
13. Что такое плата расширения?
14. Какие компоненты входят в состав видеоадаптера?
15. Какие интерфейсы используются для сопряжения видеоадаптера с системной платой?
16. Какие интерфейсы используются для подключения монитора к видеоадаптеру?
17. Каковы функциональные возможности звукового адаптера?
18. Какие элементы входят в состав звукового адаптера?
19. Назначение сетевого адаптера? Классификация сетевых адаптеров?
20. Какие компоненты составляют сетевой адаптер?
21. Какие компоненты входят в состав внутреннего модема?
22. Какие интерфейсы предназначены для подключения периферийных устройств?
23. Какие интерфейсы предназначены для подключения устройств дисковой памяти?
24. Каким образом осуществляется охлаждение компонентов системного блока компьютера?
8. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Айден К, Фибельман Х., Крамер М. Аппаратные средства РС. – СПб BHV, 1996. – 544 с.
2. Борзенко А.Е. IBM PC: устройство, ремонт, модернизация. – М.: Компьютер–Пресс, 1996. – 344 с.
3. Вебер Р. Сборка, конфигурирование, настройка, модернизация и разгон ПК: Энциклопедия пользователя. – Киев: DiaSoft, 2001. – 624 с.
4. Ветров С. Компьютерное "железо". – М.: Солон-Р, 2002. – 559 с.
5. Гук М. Аппаратные средства PC: Энциклопедия. – СПб: Питер, 2001. – 928 с.
6. Гук М. Аппаратные интерфейсы ПК. Энциклопедия. – СПб: Питер, 2002. – 528 с.
7. Жаров А. Железо IBM 2004. – М.: МикроАрт, 2004. – 336 с.
8. Ибрагим К.Ф. Устройство и настройка ПК. – М.: БИНОМ, 2004. – 368 с.
9. Колесниченко О.В., Шишигин И.В. Аппаратные средства PC. – СПб: БХВ, 2000. – 1024 с.
10. Минаси М. Ваш ПК: устройство, принцип работы, модернизация, обслуживание и ремонт: Полное руководство. – К.: ВЕК+, 2004. – 1008 с.
11. Мураховский В.И. Железо ПК: Практическое руководство. – М.: ДЕСС-КОМ, 2003. – 688 с.
12. Мюллер С. Модернизация и ремонт ПК. – М.: Вильямс, 2001.– 1184 с.
13. Пилгрим А. Персональный компьютер: модернизация и ремонт – СПб: BHV, 1999. – 528 с.
14. Пресс Б., Пресс М. Ремонт и модернизация ПК. Библия пользователя.– М.: Вильямс, 2000. – 1120 с.
15. Рудометов Е., Рудометов В. Аппаратные средства и мультимедиа. – СПб: Питер, 1999. – 352 с.
16. Рудометов Е., Рудометов В. Материнские платы и чипсеты. – СПб: Питер, 2002. – 352 с.
17. Соломенчук В. Г., Соломенчук П.В. "Железо" ПК 2004. – СПб: БХВ, 2004. – 368 с.
18. Трасковский А. Устройство, модернизация, ремонт IBM PC. – СПб: БХВ, 2003. – 608 с.
19. Фролов И. Компьютерное "железо". Руководство пользователя. – М.: Познавательная книга плюс, 2001. – 352 с.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3