Файл: Устройство персонального компьютера (Системный блок. Пошаговая инструкция по сборке и подключению отдельных частей компьютера в единое целое).pdf

Содержание:

Введение

В современном мире компьютер перестал быть чем-то недосягаемым. В каждом доме и офисе есть персональный компьютер. Более того, если раньше за компьютером могли работать только специально обученные люди, сейчас пользователями могут быть все, начиная от детей до людей зрелого возраста. Данная работа будет актуальна для тех, кто заинтересован в информации об устройстве компонентов персонального компьютера.

Цель данной курсовой работы заключается в:

1. Создании методического пособия для сборки своего компьютера, который будет отвечать конкретным задачам пользователя (работа с графикой, звуком, игровой компьютер, вычислительный и так далее);
2. Систематизации информации об устройстве компьютера и основных характеристиках его компонентов.

Задачи, которые необходимо было решить для достижения поставленной цели:

1. Описать все компоненты, необходимые для полноценной работы компьютера;
2. Дать их функциональную характеристику;
3. Построить последовательное описание схемы подключения всех деталей.

Практическая значимость работы – использование схемы-инструкции по сборке компьютера на практике пользователями.

Моя курсовая работа состоит из введения, в котором находятся ответы на вопросы: какая цель, задачи, актуальность и практическая значимость данной работы; из двух глав: первая глава теоретическая, в ней рассказывается про основные компоненты компьютера и их взаимодействие друг с другом; вторая глава практическая, в ней рассказывается о порядке подключения отдельных частей компьютера в единый целый и работающий механизм, технике безопасности при сборке компьютера, заключения с подведением итогов и выводов по вышеописанной работе, списка литературы.

Для написания теоретической и практической основы этой работы послужили такие учебники как:

1. Скотт М. «Модернизация и ремонт ПК» — 17-е изд. — М.: «Вильямс», 2007г., 367стр.
2. Лапин Е. В. «Подготовка и запись DVD всех типов. Краткое руководство» — М.: «Вильямс», 2006г., 589 стр.
3. Ковтанюк Ю. В. «Библия пользователя ПК» — М.: «Диалектика», 2007г., 1059 стр.
4. Соломенчук В. Г. «Заглянем под крышку компьютера!» — М.: «НТ Пресс», 2007 г., 764 стр.
5. Соломенчук В. Г. «Железо ПК 2009» — М.: «НТ Пресс», 2009г., 415 стр.
6. Семенов Ю. А. «Секреты жестких дисков» БХВ-Петербург, 2011г., 218 стр.
7. Жигарев А. Н. «Основы компьютерной грамотности» - Л.: Машиностроение, 2010г., 894 стр.
8. Нортон П. «Программно-аппаратная организация IBM PC»: Пер с англ. - М.: Радио и связь, 2000г., 349 стр.
9. Кутузов М. А., Преображенский А. П., «Выбор и модернизация компьютера», 2004г., 521 стр.
10. Симоновича С. В., «Информатика. Базовый курс. 2-е издание», СПб.: Питер, 2005г., 640 стр.
11. Коднянко В. А., «Основы информатики: Учебное Пособие», Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2004г., 324 стр.
12. Леонтьев В. П., «Новейшая энциклопедия персонального компьютера», 2006г., 627 стр.

Глава 1. Компоненты персонального компьютера

1.1 Системный блок

Системный блок, внешнее хранилище для аппаратного обеспечения для создания компьютера.

Содержимое системного блока в значительной степени зависит от вычислительной системы в целом, её задач, целей и форм-фактора. В случае рационального использования, системный блок в большей степени соответствует потребностям вычислительной системы. В зависимости от вычислительной системы, в системном блоке могут находиться различные компоненты аппаратного обеспечения^[1].

Системный блок – это оболочка, которая служит для защиты внутренних частей компьютера, и, которая, одновременно объединяет их в себе.

Рассмотрим в более подробном варианте, что входит в состав системного блока и определяющие характеристики данных компонентов.

1.1.1 Жесткий диск

Жесткий диск или, как его еще называют, постоянное запоминающее устройство предназначено для хранения больших объемов информации.

Немного забегая вперед, уточню, что различие жесткого диска от оперативной памяти^[2] заключается в том, что после выключения компьютера вся информация, хранящаяся на этом диске сохраняется.

На жестком диске хранятся такие программы как, операционная система и многие другие программы, установленные на компьютере.

Жесткий диск представляет собой металлическую коробочку небольших размеров, внутри которой расположено несколько очень быстро вращающихся дисков. Информация считывается с дисков и записывается на них с помощью специальных магнитных головок, которые могут перемещаться над поверхностью диска. Внешний вид жесткого диска показан на рис. 1.

(«Жесткий диск» рис. 1)

К основным характеристика жесткого диска относятся:

1. Интерфейс;
2. Емкость – это максимальный объем данных, который можно записать на носитель. Общий объем (емкость) памяти рассчитывается по формуле

V = C*H*S*512(байт), (1.1)

где C – число цилиндров, H – число головок, S – число секторов^[3];

1. Физический размер;
2. Время производительного доступа.

1.1.2 Оперативное запоминающее устройство

Оперативное запоминающее устройство или оперативная память предназначена для временного хранения данных.(Смотри рис.2)

Что это значит? Во время загрузки компьютера все стандартные программы перемещаются с жесткого диска, то есть постоянного своего места пребывания, в оперативную память.

Для чего же это происходит? Дело в том, что благодаря этому переходу данных, время загрузки и открытия программ резко снижается, так как «обратиться» к ним гораздо проще и быстрее, чем, если бы они находились на жестком диске.

Повторим еще раз, оперативная память необходима для работы центрального процессора. Процессор получает всю информацию именно из плат оперативного запоминающего устройства.

Оперативная память используется принцип адресуемости, то есть, каждая часть информации имеет индивидуальный адрес.  От объема оперативной памяти зависит общая производительность персонального компьютера, чем больше информации может одновременно храниться в оперативной памяти, тем больше задач могут быть быстро и одновременно выполняться центральным процессором.

(«Оперативная память» рис.2)

К основным характеристикам оперативной памяти относятся:

1. Объем памяти. Влияет на быстродействие компьютера.
2. Способ хранения информации. У оперативной памяти есть два варианта хранения информации: статическая и динамическая.

• Статическая память – SRAM (Static RAM) имеет маленькую емкость, но работает быстрее, чем динамическая память. Кроме того, данный вид памяти слишком дорогой, по сравнению со своим конкурентом;
• Динамическая память – DRAM (Dinamic RAM) больше подходит для оперативной памяти, использует мало энергии, имеет большую емкость, по сравнению со статической памятью, но работает медленнее, чем она.

1. Интерфейс памяти. Также имеет два вида, асинхронная и синхронная память. Асинхронная память более устаревший вид, может работать только с каждой из задач по очередности. Соответственно, синхронная память может работать в режиме многозадачности или в параллельном режиме.
2. Ширина полосы. Характеристика, которая показывает, какое количество данных может быть пропущено через шину за определенную единицу времени.
3. Скорость срабатывания.

1.1.3 Процессор

Главная задача этой детали заключается в проведении вычислительных операций и управлении потоками данных, для чего используются специальные команды.

Современные процессоры, выполнены в виде отдельных микросхем, реализуют все особенности, которые присущи устройствам данного рода. В современном мире их называют микропроцессорами. (рис.3)

(«Процессор» рис.3)

Большинство нынешних процессоров основаны на версии циклического процесса последовательной обработки информации, изобретённого Джоном фон Нейманом^[4].

Команды, которые выполняет центральный процессор являются самыми нижними по уровню управления компьютером, из этого следует, что выполнение каждой команды «неизбежно и безусловно». Процессор не производит никакой проверки на допустимость выполняемых действий, он не проверяется возможность потери ценных данных. Для того чтобы компьютер выполнил только допустимые действия, команда должна быть соответствующей организации, то есть должна быть представлена в виде необходимой программы.

В дополнение к каждому процессору идет кулер, который нужен для своевременного охлаждения процессора. Для чего нужна эта система охлаждения? Для этого необходимо посмотреть на принцип работы процессора. Сам процессор состоит из огромного количества маленьких электрических проводников, каждому из которых нужна энергия. Та энергия, которую вырабатывает процессор во время своей работы никуда не уходит из проводника - она переходит из электрического в тепловое состояние. Так как в современном процессоре более полумиллиарда транзисторов можно сделать вывод, что с выработанного от них тепла хватит на обогрев небольшого помещения. Самостоятельно рассеять такое количество энергии процессор не может, именно поэтому на него устанавливают кулер.

Между процессором и кулером, в обязательном порядке, должна находиться прослойка из термопасты, специального «крема», который еще больше усиливает принцип работы системы охлаждения.

К основным характеристикам центрального процессора относятся:

1. Количество ядер. Эта характеристика показывает, из скольких частей состоит процессор, которые, в свою очередь, будут выполнять обработку одного протокола команд.
2. Тактовая частота. Показатель количества операций, которые сможет выполнить процессор за одну секунду. Данная характеристика измеряется в герцах. Также в этой характеристики может быть приставка мега и гига, которые обозначают миллион и миллиард выполняемых операций в секунду, соответственно.

1.1.4 Материнская плата

Материнская плата обеспечивает взаимодействие всех компонентов, как единой системы, она управляет их совместной работой. (рис.4)

(«Материнская плата» рис.4)

В самом простом исполнении схема взаимодействия между различными частями компьютера показана на рисунке 5.

(«Схема взаимодействия частей компьютера между собой» рис.5)

Кроме подключений основных компонентов к материнской плате подключаются дополнительные устройства, контролеры и USB-устройства.

У материнской платы есть еще два компонента, которые являются одними из самых важных в функционировании самой материнской платы и всего компьютера в целом, а именно, северный и южный мост. Рассмотрим работу каждого из мостов в отдельности.

• Северный мост необходим для взаимодействия между материнской платой с оперативной памятью, видеокартой и процессором. Помимо взаимодействия, этот чипсет осуществляет и управление скоростью работы всех выше упомянутых комплектующих. 
• Южный мост является функциональным контроллером, который реализует так называемые «медленные» соединения. В данное понятие входят различные шины, USB, система энергообеспечения, BIOS и часы, и это еще не весь перечень. Именно поэтому выход Южного моста из строя приводит к необходимости замены всей материнской платы. Так как этот контроллер взаимодействует напрямую с внешними устройствами, причиной поломки может стать перегрев компьютера, который в свою очередь может быть вызван коротким замыканием.

К основным характеристикам материнской платы относится:

1. Напряжение питания;
2. Скорость вращения кулера подключаемого к ней;
3. Температура процессора и внутри системного блока в целом.

1.1.5 Видеокарта

В компьютере видеокарта может быть представлена в виде отдельного устройства, которое подключается к материнской плате или может быть встроенной в нее то есть иметь вид небольшой микросхемы. (рисунок 6)

(«Видеокарта. В виде отдельного устройства» рис.6)

Видеокарта отвечает за передачу картинки на монитор. Если опустить все сложные алгоритмы, то принцип работы видеокарты будет заключаться в следующем: на видеокарту поступает цифровой сигнал, который она обрабатывает в своем процессоре, и выдает его на монитор. В зависимости от параметров видеокарты данная обработка может происходить с разной скоростью.