Скачать презентацию ТЕМА 4 АППАРАТНАЯ КОНФИГУРАЦИЯ КОМПЬЮТЕРА Введение Персональный Скачать презентацию ТЕМА 4 АППАРАТНАЯ КОНФИГУРАЦИЯ КОМПЬЮТЕРА Введение Персональный

Тема 4.pptx

  • Количество слайдов: 136

ТЕМА 4. АППАРАТНАЯ КОНФИГУРАЦИЯ КОМПЬЮТЕРА ТЕМА 4. АППАРАТНАЯ КОНФИГУРАЦИЯ КОМПЬЮТЕРА

Введение Персональный компьютер — универсальная техническая система. Его конфигурацию (состав оборудования) можно гибко изменять Введение Персональный компьютер — универсальная техническая система. Его конфигурацию (состав оборудования) можно гибко изменять по мере необходимости. Тем не менее, существует понятие базовой конфигурации, которую считают типовой. В таком комплекте компьютер обычно поставляется. Понятие базовой конфигурации может меняться. В настоящее время в базовой конфигурации рассматривают четыре устройства: • системный блок; • монитор; • клавиатуру; • мышь. 2

Системный блок представляет собой основной узел, внутри которого установлены наиболее важные компоненты. Устройства, находящиеся Системный блок представляет собой основной узел, внутри которого установлены наиболее важные компоненты. Устройства, находящиеся внутри системного блока, называют внутренними, а устройства, подключаемые к нему снаружи, называют внешними. Внешние дополнительные устройства, предназначенные для ввода, вывода и длительного хранения данных, также называют периферийными. 3

Корпус системного блока является основным элементом компьютерной системы, на котором крепятся все его устройства. Корпус системного блока является основным элементом компьютерной системы, на котором крепятся все его устройства. Корпуса могут иметь разные формы – вертикальную и горизонтальную. Вертикальная – «башня» (tower) обычно располагается рядом с монитором или ставится под стол. Вертикальные корпуса подразделяются на следующие форматы: mini-tower, midi-tower, bigtower. 4

Корпус системного блока Mini-tower - достаточно невысокий по высоте корпус. Поначалу, в эпоху господства Корпус системного блока Mini-tower - достаточно невысокий по высоте корпус. Поначалу, в эпоху господства системных плат формата Baby АТ, был самым широко распространенным, но сегодня он встречается значительно реже, т. к. с размещением в нем полноразмерных системных плат АТХ могут возникнуть проблемы, остаются лишь малогабаритные платы форматов micro-ATX. Такие корпуса чаще всего используются в компьютерах самых простых конфигураций и применяются в качестве офисных машин или сетевых терминалов. 5

Корпус системного блока Корпусы типа mini-tower 6 Корпус системного блока Корпусы типа mini-tower 6

Корпус системного блока Midi-tower – наиболее распространенный сегодня формат корпуса - midi (middle)-tower АТХ. Корпус системного блока Midi-tower – наиболее распространенный сегодня формат корпуса - midi (middle)-tower АТХ. Он обеспечивает использование большого числа накопителей и практически всех типов системных плат приемлемых габаритных размерах. Данный вид корпуса подходит практически для всех домашних и офисных машин и применяется везде. 7

Корпус системного блока Корпусы midi-tower 8 Корпус системного блока Корпусы midi-tower 8

Корпус системного блока Big-tower – являются самыми крупногабаритными корпусами и обеспечивают расположение системных плат Корпус системного блока Big-tower – являются самыми крупногабаритными корпусами и обеспечивают расположение системных плат любых размеров и самого большого количества устройств формата 5, 25", чаще всего 4 - 6. Помимо того, они чаще всего комплектуются блоками питания повышенной мощности. Основная сфера применения таких корпусов - рабочие станции, небольшие серверы и компьютеры для продвинутых пользователей. 9

Корпус системного блока Корпусы big-tower 10 Корпус системного блока Корпусы big-tower 10

Корпус системного блока Горизонтальная форма корпуса носит название «десктоп» (desktop). Размещается обычно под монитором. Корпус системного блока Горизонтальная форма корпуса носит название «десктоп» (desktop). Размещается обычно под монитором. Выглядит такая конструкция очень изящно. Однако собирать и ремонтировать компьютер на базе «десктопа» не совсем удобно. К тому же объем горизонтального корпуса значительно меньше, а блоки питания отличаются малой мощностью. 11

Корпус системного блока Корпусы desktop 12 Корпус системного блока Корпусы desktop 12

Корпус системного блока На передней панели корпуса располагаются две кнопки, несколько светодиодных индикаторов и Корпус системного блока На передней панели корпуса располагаются две кнопки, несколько светодиодных индикаторов и встроенный динамик. Внутреннее пространство корпуса компьютера условно можно подразделить на три зоны: место под блок питания, место под материнскую плату корзина для дисковых накопителей. 13

Корпус системного блока Корпус ATX 14 Корпус системного блока Корпус ATX 14

Корпус системного блока Говоря о внутренней структуре корпуса, следует сказать, что подразделяются корпуса по Корпус системного блока Говоря о внутренней структуре корпуса, следует сказать, что подразделяются корпуса по формфакторам: ATX и BTX. Форм-фактор ATX является наиболее распространенным, и большинство нынешних системных плат рассчитаны именно под него. Для ATX характерен более легкий доступ к внутренним устройствам компьютера (даже без использования отвертки). Также для ATX характерна улучшенная вентиляция внутри корпуса, имеется возможность установки большего количества полноразмерных плат расширения и расширены возможности по управлению электропитанием. 15

Корпус системного блока Схема охлаждения корпуса с форм-фактором ATX 16 Корпус системного блока Схема охлаждения корпуса с форм-фактором ATX 16

Корпус системного блока Micro. ATX - малогабаритный вариант, хорошо подходящий для компактных «офисных» персональных Корпус системного блока Micro. ATX - малогабаритный вариант, хорошо подходящий для компактных «офисных» персональных компьютеров с минимальным количеством плат расширения (минимальными размерами и доступной ценой). Преимущества, обеспечиваемые ATX - программное выключение, включение по сигналам различных внутренних устройств и т. д. 17

Корпус системного блока Форм-фактор BTX (Balanced Technology Extended) разработан компанией Intel в 2003 году. Корпус системного блока Форм-фактор BTX (Balanced Technology Extended) разработан компанией Intel в 2003 году. В новом стандарте обеспечено более эффективное охлаждение, значительное понижение шума систем охлаждения, а также более удобное расположение внутренних компонентов для сборки. Если сравнивать с форм-фактором ATX, то здесь была изменена общая схема расположения устройств внутри корпуса. К примеру, форм-фактор предполагает использование одного вентилятора, который располагается на блоке питания и который способен в одиночку обеспечить необходимый поток воздуха для охлаждения компонентов системы от передней части корпуса к задней части. 18

Корпус системного блока Схема охлаждения корпуса с форм-фактором BTX 19 Корпус системного блока Схема охлаждения корпуса с форм-фактором BTX 19

Корпус системного блока Корпус с форм-фактором BTX 20 Корпус системного блока Корпус с форм-фактором BTX 20

Корпус системного блока По сравнению с форм-фактором ATX материнская плата в форм-факторе BTX перевернута, Корпус системного блока По сравнению с форм-фактором ATX материнская плата в форм-факторе BTX перевернута, в результате чего кулеры видеокарты подставились под воздушный поток. Форм-фактор BTX в свою очередь подразделяется на три группы: стандартный BTX, micro-BTX , pico-BTX. Эти группы отличаются своими размерами и количеством слотов для плат расширений. 21

Корпус системного блока Расположение материнской платы. Классический вариант установки материнской платы в корпус формата Корпус системного блока Расположение материнской платы. Классический вариант установки материнской платы в корпус формата АТХ предусматривает расположение блока питания в верхней его части, тем самым, поток воздуха от кулера блока питания направлен на процессор и модули оперативной памяти, что обеспечивает их дополнительное охлаждение. Сначала в соответствии со спецификацией АТХ от вентилятора блока питания требовалось нагнетать воздух в корпус, однако внутренние элементы блока питания сами достаточно сильно нагреваются в процессе работы, вследствие чего процессор обдувается струей уже горячего воздуха, тем самым не способствует эффективному его охлаждению. 22

Корпус системного блока В последнее время вентиляторы блока питания вновь стали работать на отсасывание Корпус системного блока В последнее время вентиляторы блока питания вновь стали работать на отсасывание воздуха наружу, что, при наличии дополнительного нагнетающего вентилятора в передней части корпуса, обеспечивает сквозной поток воздуха, охватывающий почти все более или менее нагревающиеся элементы компьютера. 23

Корпус системного блока При всех своих достоинствах корпуса с верхним расположением блоков питания имеют Корпус системного блока При всех своих достоинствах корпуса с верхним расположением блоков питания имеют и один недостаток - большие габаритные размеры, особенно в высоту. С целью их уменьшения в некоторых моделях корпусов midi-tower блок питания был развернут на 90° и расположен параллельно системной плате. Такое решение, при незначительном увеличении ширины системного блока, позволило резко уменьшить его высоту и, сохраняя возможность установки 3 устройств 5, 25 дюймов, свойственную корпусам типа midi, приблизиться к размерам mini. 24

Корпус системного блока Корпус wide midi tower 25 Корпус системного блока Корпус wide midi tower 25

Корпус системного блока Иногда такие корпуса называют wide midi (middle) tower. В этом случае Корпус системного блока Иногда такие корпуса называют wide midi (middle) tower. В этом случае вентилятор блока питания расположен непосредственно над процессором и процесс отвода горячего воздуха от системы охлаждения процессора облегчается. Но и в этой схеме имеется недостаток. Заключается он в малой высоте свободного пространства над системной платой. Второй недостаток такого решения заключается в ухудшении общей циркуляции воздуха в корпусе, т. к. кулер блока питания работает в замкнутом пространстве, отгороженным спереди корзиной с накопителями и шлейфами к ним, а снизу платой видеокарты. 26

Корпус системного блока Более того, уменьшение габаритов корпуса привело к тому, что большинство корпусов Корпус системного блока Более того, уменьшение габаритов корпуса привело к тому, что большинство корпусов wide midi позволяют устанавливать без особых проблем системные платы АТХ размером 305 х 210 -220 мм, а полноразмерные системные платы формата АТХ (размеры 305 х 244 мм) часто не позволяют установить 5, 25 -дюймовые приводы оптических дисков CD/DVD. Правда, большинство современных системных плат укладываются в эти ограничения, но тем не менее, владельцам таких корпусов надо быть внимательным при покупке новой материнской платы. 27

Системная (материнская) плата Системная плата (от англ. Motherboard) – главная печатная многослойная плата, на Системная (материнская) плата Системная плата (от англ. Motherboard) – главная печатная многослойная плата, на которой расположены все основные компоненты компьютера. Системную плату также называют еще и материнской платой или на сленге просто «матерью» . Она является самым важным элементом, обеспечивающая сопряжение и работу всех устройств компьютера, начиная от центрального процессора, заканчивая мышью и клавиатурой. 28

Системная (материнская) плата На материнской плате имеются специальные разъемы и слоты для подключения всех Системная (материнская) плата На материнской плате имеются специальные разъемы и слоты для подключения всех элементов системы: процессора, видеоадаптера, звукового адаптера, жёстких дисков, модулей оперативной памяти и других дополнительных периферийных устройств. Некоторые устройства подсоединяются к гнёздам на задней панели платы, некоторые соединяются с ней интерфейсными кабелями: шлейфами, SATA-кабелями или иными проводами. 29

Системная (материнская) плата Системная плата ASUS A 8 N-E 30 Системная (материнская) плата Системная плата ASUS A 8 N-E 30

Системная (материнская) плата Форм-фактор материнской платы — стандарт, определяющий: размеры материнской платы для ПК; Системная (материнская) плата Форм-фактор материнской платы — стандарт, определяющий: размеры материнской платы для ПК; места ее крепления к корпусу; расположение на ней интерфейсов шин, портов ввода/вывода, сокета центрального процессора и слотов для оперативной памяти; тип разъема для подключения блока питания. В последних версиях форм-фактора определяются и требования и к системе охлаждения компьютера. При выборе комплектующих для ПК необходимо помнить, что корпус компьютера должен поддерживать формфактор материнской платы. 31

Системная (материнская) плата Форм-фактор ATX (Advanced Technology e. Xtended) – форм-фактор, который был предложен Системная (материнская) плата Форм-фактор ATX (Advanced Technology e. Xtended) – форм-фактор, который был предложен еще в 1995 г. компанией Intel и с тех пор по сей день сохраняет огромную популярность. Системные платы форм фактора ATX имеют размеры 30, 5 x 24, 4 см. В настоящее время большинство системных плат, корпусов и блоки питания на базе процессоров Intel и AMD выпускаются в формате ATX. 32

Системная (материнская) плата К особенностям спецификации ATX относится следующее: размещение портов ввода/вывода на системной Системная (материнская) плата К особенностям спецификации ATX относится следующее: размещение портов ввода/вывода на системной плате; встроенный разъем типа PS/2 для клавиатуры и мыши; расположение разъемов IDE и FDD ближе к самим устройствам; размещение сокета процессора в задней части платы, рядом с блоком питания; использование единого 20 -контактного или 24 контактного разъемов питания. 33

Системная (материнская) плата На данный момент рекомендуется приобретать платы с форм-фактором ATX, т. к. Системная (материнская) плата На данный момент рекомендуется приобретать платы с форм-фактором ATX, т. к. они заметно больше по габаритам и, соответственно имеют, большее количество слотов расширения, удобное их расположение, а также расположение чипсета и других разъёмов. 34

Системная (материнская) плата m. ATX (micro ATX) – уменьшенный стандарт ATX. Он используется в Системная (материнская) плата m. ATX (micro ATX) – уменьшенный стандарт ATX. Он используется в основном в офисных машинах, где не требуется много слотов для наращивания конфигурации. Стандарт m. ATX имеет размеры 24. 4 x 24. 4 см и поддерживает 4 слота расширения. Материнская плата стандарта m. ATX имеет основной разъем для подключения блока питания, содержащий 20 или 24 контакта. Практически все новые модели, начиная с 2003 г. имеют 24 -контактный разъем. 35

Системная (материнская) плата Системные платы с форм-фактором micro. ATX 36 Системная (материнская) плата Системные платы с форм-фактором micro. ATX 36

Системная (материнская) плата EATX (Extended ATX) – основное отличие от ATX - это размеры Системная (материнская) плата EATX (Extended ATX) – основное отличие от ATX - это размеры (30. 5 x 33. 0 см). Основная сфера их применения - серверы. Материнская плата ASUS Maximus IV Extreme-Z 37

Системная (материнская) плата BTX (Balanced Technology Extended) – новый стандарт, разработанный с целью эффективного Системная (материнская) плата BTX (Balanced Technology Extended) – новый стандарт, разработанный с целью эффективного охлаждения внутренних компонентов системного блока. BTX имеет сравнительно небольшие размеры и подходит для построения миниатюрных компьютеров. Платы BTX имеют размеры 26. 7 х 32. 5 см и имеют 7 слотов расширения. 38

Системная (материнская) плата Системная плата с форм-фактором BTX 39 Системная (материнская) плата Системная плата с форм-фактором BTX 39

Системная (материнская) плата m. BTX (micro BTX) – уменьшенный вариант BTX, поддерживающий 3 -4 Системная (материнская) плата m. BTX (micro BTX) – уменьшенный вариант BTX, поддерживающий 3 -4 слота расширения. m. BTX имеют размеры 26. 7 х 26. 4 см. 40

Системная (материнская) плата pico. BTX – самый компактный вариант BTX, поддерживающий всего 1 слот Системная (материнская) плата pico. BTX – самый компактный вариант BTX, поддерживающий всего 1 слот расширения. pico. BTX – имеют размеры 26. 7 х 20. 3 см. 41

Системная (материнская) плата mini-ITX – стандарт электрически и механически совместимые с форм-фактором ATX. Форм-фактор Системная (материнская) плата mini-ITX – стандарт электрически и механически совместимые с форм-фактором ATX. Форм-фактор mini. ITX разработан компанией VIA Technologies и имеет небольшие размеры (17 х 17 см). SSI EEB (Server Standards Infrastructure Entry Electronics Bay) – данный форм-фактор материнской платы в основном применяется для построения серверов и имеет размеры 30. 5 x 33. 0 см. Основной разъем для подключения блока питания имеет 24+8 контактов. SSI CEB (SSI Compact Electronics Bay) – данный формфактор также применяется для построения серверов и имеет основной разъем электропитания 24+8 контактов. Габариты таких плат - 30. 5 x 25. 9 см. 42

Системная (материнская) плата Устаревшие стандарты: Baby-AT; Mini-ATX; полноразмерная плата AT; LPX. Современные стандарты: АТХ; Системная (материнская) плата Устаревшие стандарты: Baby-AT; Mini-ATX; полноразмерная плата AT; LPX. Современные стандарты: АТХ; micro. ATX; Flex. АТХ; NLX; WTX, CEB. Внедряемые стандарты: Mini-ITX и Nano-ITX; Pico-ITX; BTX, Micro. BTX и Pico. BTX. 43

Устройства системной платы 1. Чипсет (набор микросхем системной логики) – наиболее значимый элемент системной Устройства системной платы 1. Чипсет (набор микросхем системной логики) – наиболее значимый элемент системной платы, состоящий из двух частей – северного (Northbridge) и южного (Southbridge) мостов. Северный и южный мосты располагаются в двух отдельных микросхемах. Именно они определяют особенности материнской платы и то, какие устройства могут быть к ней подключены. 44

Устройства системной платы Северный мост - работает напрямую с процессором и осуществляет поддержку оперативной Устройства системной платы Северный мост - работает напрямую с процессором и осуществляет поддержку оперативной памяти и видеокарты. От него также зависит частота системной шины, максимальный объем и тип оперативной памяти. Также через северный мост происходит связь вышеперечисленных компонентов с южным мостом. 45

Устройства системной платы Южный мост – это микросхема, посредством которой обеспечивается связь центрального процессора Устройства системной платы Южный мост – это микросхема, посредством которой обеспечивается связь центрального процессора с другими компонентами: жестких дисков и портов для подключения оптических приводов, карт расширения, интерфейсов SATA, USB и др. Южный мост, в отличие от северного, подключается не напрямую к процессору, поэтому они расположены на разных микросхемах. 46

Устройства системной платы 2. Сокет – разъем на материнской плате для подключения центрального процессора. Устройства системной платы 2. Сокет – разъем на материнской плате для подключения центрального процессора. 47

Устройства системной платы Чипсет и форма разъема микропроцессора (сокета) определяют, какой тип процессоров может Устройства системной платы Чипсет и форма разъема микропроцессора (сокета) определяют, какой тип процессоров может быть установлен в данную материнскую плату. Для процессоров разных производителей требуются разные сокеты: INTEL AMD LGA 775 (Socket T) Socket-AM 3 LGA 1155 (Socket H 2) Socket-AM 3+ LGA 1156 (Socket H) Socket-FM 2 LGA 1150 (Socket H 3) LGA 2011 (Socket R) 48

Устройства системной платы 3. BIOS (Basic Input-Output System — базовая система ввода-вывода) — набор Устройства системной платы 3. BIOS (Basic Input-Output System — базовая система ввода-вывода) — набор микросхем, отвечающих за выполнение базовых функций компьютера и самопроверку системы каждый раз во время ее запуска. Современные материнские платы обычно оборудуются двумя микросхемами BIOS (Dual BIOS), вторая дублирует первую основную и служит для ее восстановления в случае непредвиденного сбоя, например, при неудачной прошивке. 49

Устройства системной платы 4. Интегрированные устройства. В настоящее время в состав материнских плат стали Устройства системной платы 4. Интегрированные устройства. В настоящее время в состав материнских плат стали входить устройства, которые раньше были в виде отдельных схем. Это создает ряд удобств для пользователя. Ведь, покупая одну системную плату, пользователь приобретает несколько интегрированных устройств. Как правило, большинство таких устройств представлено на системной плате в виде контроллеров и кодеков – небольших специализированных микросхем, входящих в состав чипсета. 50

Устройства системной платы Звуковой контроллер уже давно считается обязательным компонентом, входящим в состав материнской Устройства системной платы Звуковой контроллер уже давно считается обязательным компонентом, входящим в состав материнской платы. Чаще всего обработкой звука занимается небольшая микросхема-кодек, берущая часть работы по преобразованию цифровых данных в аналоговый сигнал и наоборот. Почему только часть? Потому что большая часть ложится на центральный процессор. Существует несколько вариантов встроенных кодеков: AC 97 – кодек старого образца; HDА (High Definition Audio) – новый, улучшенный кодек; Creative , CIC, C-Media и другие полноценные микросхемы для работы со звуком. Как правило, они дают некоторые улучшения звучания и некоторые другие 51

Устройства системной платы Сетевой контроллер – встроенный контроллер, который давно занял место модема. Чаще Устройства системной платы Сетевой контроллер – встроенный контроллер, который давно занял место модема. Чаще всего на материнской плате бывает контроллер с скоростью передачи данных 100/1000 Мбит/с. Он подходит для работы в нынешних сетях. Видеоадаптер. В некоторых системных платах имеется встроенная видеокарта, которая не уступает по мощности отдельным видеокартам низшего ценового уровня. Данные системные платы предназначены для офисных компьютеров, где игровые возможности не так важны. Контроллер RAID – специальный контроллер, позволяющий объединить несколько жестких дисков в единый «массив» . Он не является стандартным и не стоит беспокоиться, если ваша системная плата им не оснащена. 52

Устройства системной платы Задняя панель материнской платы со встроенными контроллерами: видео, аудио и сетевым: Устройства системной платы Задняя панель материнской платы со встроенными контроллерами: видео, аудио и сетевым: 53

Устройства системной платы 5. Слоты расширения. Слоты стандарта PCI – это стандарт не только Устройства системной платы 5. Слоты расширения. Слоты стандарта PCI – это стандарт не только слота, но и самой шины (канала, по которому передается информация между устройствами компьютера). Уже долгое время слоты PCI служат для подключения достаточно «медленных» внешних устройств (звуковая плата, сетевая карта и др. контроллеры). Слотов PCI на современных платах 34. Их найти очень легко – они самые короткие и обычно белого цвета, разделенные перемычкой на две неравные части. Сегодня слоты PCI сочетаются с новыми слотами PCI-Express. 54

Устройства системной платы Слоты стандарта PCI Express (PCI-Е). В 2004 году компанией Intel была Устройства системной платы Слоты стандарта PCI Express (PCI-Е). В 2004 году компанией Intel была разработана последовательная шина PCI-Express с пропускной способностью около 4 Гб/с. Каждому устройству, подключенному к этой шине отводится собственный канал со скоростным показателем 250 Мб/с. При этом можно использовать сразу несколько каналов, например, при передаче данных к видеокарте. Также к плюсам данной шины можно отнести «горячую замену» любого подключенного к ней устройства, даже не выключая питания системного блока. 55

Устройства системной платы PCI-Express имеет два типа слотов для подключения дополнительных плат: Короткие PCI-Express Устройства системной платы PCI-Express имеет два типа слотов для подключения дополнительных плат: Короткие PCI-Express x 1 (скорость передачи данных – 250 Мб/с) Длинные PCI-Express x 16 (до 4 Гб/с) – для подсоединения видеокарты. 56

Устройства системной платы 6. Слоты для установки оперативной памяти – их легко различить среди Устройства системной платы 6. Слоты для установки оперативной памяти – их легко различить среди всех разъемов, они снабжены специальными замками-защелками. Их может быть на плате от двух до восьми, что на современных системных платах позволяет установить до 32 Гб оперативной памяти. Следует напомнить, что слоты жестко привязаны к типу оперативной памяти, т. е. в слот, предназначенный для памяти DDR нельзя вставить память типа DDR 3. На сегодняшний день используются типы памяти DDR 2 и DDR 3, т. к. память типа DDR уже давно устарела. 57

Устройства системной платы Слоты для установки оперативной памяти 58 Устройства системной платы Слоты для установки оперативной памяти 58

Устройства системной платы При покупке материной платы всегда следует обратить внимание на то, какую Устройства системной платы При покупке материной платы всегда следует обратить внимание на то, какую частоту поддерживает оперативная память. Память DDR 2 работает с частотами 800, 1066 и 1200 МГц. DDR 3 – 1066, 1333, 1600, 1866, 2133 и 2400, МГц. Например, модули ОЗУ с частотой 1066 МГц могут работать на системных платах, поддерживающих память на 800 МГц, но частота работы ОЗУ будет ограничена максимум 800 МГц, т. е. частота ОЗУ снижается до отметки, максимально поддерживаемой материнской платой. В целом же система также может работать нестабильно. Следует отметить, что память типа DDR 3 не будет работать на плате, поддерживающей только DDR 2, и вполне возможно обратное. 59

Устройства системной платы 7. Контроллеры - устройства для подключения к плате внешних устройств и Устройства системной платы 7. Контроллеры - устройства для подключения к плате внешних устройств и управления ими. Таких контроллеров на плате много, но мы рассмотрим только некоторые из них. 60

Устройства системной платы Контроллеры IDE (ATA, PATA) – предназначены для подключения к материнской плате Устройства системной платы Контроллеры IDE (ATA, PATA) – предназначены для подключения к материнской плате устройств хранения и чтения информации – жестких дисков, CD/DVDприводов и т. д. Контроллеры IDE в настоящее время является устаревшим. На материнских платах, где встречается контроллер IDE, их установлено два и к каждому можно подключить до двух устройств – ведущее (Master) и ведомое (Slave). По умолчания первым ведущим всегда ставится жесткий диск, именно с него производится загрузка системы. Вторым ведущим ставится, как правило, CD/DVD-привод. Если вы покупаете компьютер или отдельно материнскую плату, то вам следует отказаться от IDE в пользу нового стандарта Serial ATA (SATA). 61

Устройства системной платы Разъемы для подключения устройств IDE 62 Устройства системной платы Разъемы для подключения устройств IDE 62

Устройства системной платы Serial. ATA (SATA) – новый стандарт интерфейса жестких дисков. К каждому Устройства системной платы Serial. ATA (SATA) – новый стандарт интерфейса жестких дисков. К каждому разъему SATA подключается только одно устройство, и привычная схема Master/Slave уходит в прошлое. Интерфейс SATA 3 позволяет передавать данные с гораздо большей скоростью, чем традиционный ATA (до 6 Гбит/с). Но у SATA-контроллера есть недостаток – разъемов на системной плате может не хватить. Поэтому при покупке системной платы следует обратить внимание на количество SATA-разъемов, их должно быть как можно больше. 63

Устройства системной платы Контроллер USB. На современных материнских платах обязательно присутствует контроллер шины USB Устройства системной платы Контроллер USB. На современных материнских платах обязательно присутствует контроллер шины USB (ю-эс-би, англ. Universal Serial Bus — «универсальная последовательная шина» ) — последовательный интерфейс передачи данных для среднескоростных и низкоскоростных периферийных устройств в вычислительной технике. Для подключения периферийных устройств к шине USB используется четырёхпроводный кабель, при этом два провода (витая пара) используются для приёма и передачи данных, а два провода — для питания периферийного устройства. Благодаря встроенным линиям питания USB позволяет подключать периферийные устройства без собственного источника питания. Контроллеры современных материнских обеспечивают поддержку более 10 портов USB. 64

Устройства системной платы Скорость передачи данных интерфейсов USB: USB 1. 1 – 12 Мбит/с Устройства системной платы Скорость передачи данных интерфейсов USB: USB 1. 1 – 12 Мбит/с USB 2. 0 – 480 Мбит/с USB 3. 0 – 5 Гбит/с 65

Устройства системной платы Быстродействие и возможности системной платы зависят не только от чипсета, но Устройства системной платы Быстродействие и возможности системной платы зависят не только от чипсета, но и также еще и от производителя. У каждого производителя имеются свои особенности: ASUSTe. K – отличаются отличным оснащением и стабильностью работы; MSI – отличаются расширенными возможностями разгона; Gigabyte – имеют запасную микросхему BIOS, в случае повреждения которой можно легко восстановить; ASRock – оптимальное соотношение «ценакачество» . 66

Центральный процессор ПК – это основной компонент компьютера. Он выполняет все логические и арифметические Центральный процессор ПК – это основной компонент компьютера. Он выполняет все логические и арифметические операции, которые задает программа. Кроме этого, он выполняет управление всеми устройствами компьютера. 67

Центральный процессор Сегодня процессоры изготавливаются в виде микропроцессоров. Визуально микропроцессор – это тонкая пластинка Центральный процессор Сегодня процессоры изготавливаются в виде микропроцессоров. Визуально микропроцессор – это тонкая пластинка кристаллического кремния в форме прямоугольника. Площадь пластины – несколько квадратных миллиметров, на ней расположены схемы, которые обеспечивают функциональность процессора ПК. Как правило, пластинка защищена керамическим или пластмассовым плоским корпусом, к которому подсоединена посредством золотых проводов с металлическими наконечниками. Такая конструкция позволяет подсоединить процессор к системной плате компьютера. 68

Центральный процессор 69 Центральный процессор 69

Центральный процессор Процессор состоит из: шины адресов и шины данных; арифметико-логического устройства; регистров; кэш-памяти Центральный процессор Процессор состоит из: шины адресов и шины данных; арифметико-логического устройства; регистров; кэш-памяти (сверхбыстрая память небольшого объема 64 Кб – 16 Мб); счетчиков команд; математического сопроцессора. 70

Центральный процессор 71 Центральный процессор 71

Центральный процессор Архитектура процессора С точки зрения программистов архитектура процессора – это способность процессора Центральный процессор Архитектура процессора С точки зрения программистов архитектура процессора – это способность процессора выполнять набор машинных кодов. Но разработчики компьютерных составляющих придерживаются другой трактовки понятия «архитектура процессора» . По их мнению, архитектура процессора – это отражение основных принципов внутренней организации определенных типов процессоров. Примеры архитектур процессоров Intel: P 5, P 6, Tualatin, Northwood, Prescott, Cedar Mill, Alendale, Conroe и т. д. AMD: K 6, K 7, K 8. 72

Центральный процессор Ядро процессора Термин «ядро микропроцессора» (англ. processor core) не имеет чёткого определения Центральный процессор Ядро процессора Термин «ядро микропроцессора» (англ. processor core) не имеет чёткого определения и в зависимости от контекста употребления может обозначать: часть микропроцессора, содержащую основные функциональные блоки. набор параметров, характеризующих микропроцессор. кристалл микропроцессора (CPU или GPU), чаще всего, открытый. часть процессора, осуществляющая выполнение одного потока команд. 73

Центральный процессор Ядро процессора Многоядерные процессоры имеют несколько ядер и поэтому способны осуществлять независимое Центральный процессор Ядро процессора Многоядерные процессоры имеют несколько ядер и поэтому способны осуществлять независимое параллельное выполнение нескольких потоков команд одновременно. Ядро микропроцессора обычно имеет собственное кодовое обозначение (например, K 7) или имя (например, Conroe-L, Haswell, Ivy Bridge, Sandy Bridge, Regor, Vishera, Richland, Trinity, Wolfdale, Zambezi). 74

Центральный процессор Ядро процессора Даже процессоры с одинаковой архитектурой могут существенно отличаться друг от Центральный процессор Ядро процессора Даже процессоры с одинаковой архитектурой могут существенно отличаться друг от друга. Эти различия обусловлены разнообразием процессорных ядер, которые обладают определенным набором характеристик. Наиболее частым отличием является различные частоты системной шины, а также размеры кэша первого и второго уровня и технологическим характеристикам, по которым изготовлены процессоры. 75

Центральный процессор Ядро процессора Очень часто, смена ядра в процессорах из одного и того Центральный процессор Ядро процессора Очень часто, смена ядра в процессорах из одного и того же семейства, требует также замены процессорного разъема. А это влечет за собой проблемы с совместимостью материнских плат. Но производители постоянно совершенствуют ядра и вносят постоянные, но не значительные изменения в ядре. Такие нововведения называют ревизией ядер и, как правило, обозначают цифробуквенными комбинациями. 76

Центральный процессор Системная шина Системная или процессорная шина (FSB – Front Side Bus) – Центральный процессор Системная шина Системная или процессорная шина (FSB – Front Side Bus) – это совокупность сигнальных линий, которые объединены по назначению (адреса, данные и т. д. ). Каждая линия имеет определенный протокол передачи информации и электрическую характеристику. То есть системная шина – это связующее звено, которое соединяет сам процессор и все остальные устройства ПК (жесткий диск, видеокарта, память и многое другое). 77

Центральный процессор Системная шина К самой системной шине подключается только CPU, все остальные устройства Центральный процессор Системная шина К самой системной шине подключается только CPU, все остальные устройства подключаются через контроллеры, которые находятся в северном мосте набора системной логики (чипсете) материнской платы. Однако в некоторых процессорах контролер памяти подключен непосредственно к процессору, что обеспечивает более эффективный интерфейс памяти CPU. Современные системные шины имеют частоту до 2000 МГц и пропускную способность до 16000 МБит/с. 78

Центральный процессор Кэш процессора Кэш или сверхбыстрая память – это обязательная составляющая всех современных Центральный процессор Кэш процессора Кэш или сверхбыстрая память – это обязательная составляющая всех современных процессоров. Кэш является буфером между процессором и контроллером достаточно медленной системной памяти. В буфере хранятся блоки данных, отрабатываемых в данный момент, и процессору не нужно постоянно обращаться к медленной системной памяти. Естественно, это значительно увеличивает общую производительность самого процессора. 79

Центральный процессор В процессорах, используемых сегодня, кэш поделен на несколько уровней. Самый быстрый – Центральный процессор В процессорах, используемых сегодня, кэш поделен на несколько уровней. Самый быстрый – первый уровень L 1, который производит работу с ядром процессора. Он обычно разделен на две части – это кэш данных и кэш команд. С L 1 взаимодействует L 2 – кэш второго уровня. Он намного больше по объему и не разделен на кэш команд и кэш данных. У некоторых процессоров существует L 3 – третий уровень, он еще больше второго уровня, но на порядок медленнее, так как шина между вторым и третьим уровнем уже, чем между первым и вторым. Тем не менее, скорость третьего уровня все равно гораздо выше, нежели скорость оперативной памяти. 80

Центральный процессор Сравнительные характеристики современных процессоров Модель AMD Athlon II X 4 750 К Центральный процессор Сравнительные характеристики современных процессоров Модель AMD Athlon II X 4 750 К AMD FX-8350 Intel Core i 33220 Intel Core Extreme i 7 -3970 X Линейка AMD Athlon II X 4 AMD FX Intel Core i 3 Intel Core i 7 Extreme Edition Тип сокета Socket FM 2 Socket AM 3+ Socket H 2 (LGA 1155) Socket R (LGA 2011) Тактовая частота 3400 МГц 4000 МГц 3300 МГц 3500 МГц Тип ядра Trinity Vishera Ivy Bridge Sandy Bridge-E Кол-во ядер 4 8 2 6 Объем кэш-памяти L 1 – 128 Кбайт L 2 – 4096 Кбайт L 1 – 256 Кбайт L 2 – 8192 Кбайт L 3 – 8192 Кбайт L 1 – 64 Кбайт L 2 – 512 Кбайт L 3 – 3072 Кбайт L 1 – 64 Кбайт L 2 – 1536 Кбайт L 3 – 15360 Кбайт Цена 2 690 руб. 7 750 руб. 4 750 руб. 38 990 руб. 81

Оперативная память ПК (также оперативное запоминающее устройство, ОЗУ) - часть системы памяти компьютера, в Оперативная память ПК (также оперативное запоминающее устройство, ОЗУ) - часть системы памяти компьютера, в которой временно хранятся данные и команды, необходимые центральному процессору для осуществления операций. Информация в процессор передается либо непосредственно, либо через кэш-память. У каждой ячейки ОЗУ есть свой индивидуальный адрес. Так как оперативная память - это временное хранилище информации, то после выключения или перезагрузки компьютера, все данные, находящиеся в ней, будут стерты. 82

Оперативная память Тип оперативной памяти Первым делом необходимо определить тип оперативной памяти, поддерживаемый материнской Оперативная память Тип оперативной памяти Первым делом необходимо определить тип оперативной памяти, поддерживаемый материнской платой вашего компьютера. Модули одного типа нельзя вставить в разъемы, предназначенные для другого! Во избежание недоразумений, которые могут привести к повреждению системной платы или самих модулей, модули выполнены в разных форм-факторах, т. е. имеют различные размеры и форму. 83

Оперативная память Тип оперативной памяти SDRAM (PC-133) - устаревший тип оперативной памяти и встречается Оперативная память Тип оперативной памяти SDRAM (PC-133) - устаревший тип оперативной памяти и встречается крайне редко, да и стоит недешево. Компьютеры с таким типом памяти лучше не модернизировать. 84

Оперативная память Тип оперативной памяти DDR SDRAM или просто DDR (double data rate — Оперативная память Тип оперативной памяти DDR SDRAM или просто DDR (double data rate — двойная скорость передачи данных) (PC 200, PC 400) — также устаревший вид памяти, используется крайне редко. Такой модуль выполнен в виде платы со 184 -мя контактами. Для него стандартное напряжение 2, 5 В. 85

Оперативная память Тип оперативной памяти DDR 2 – довольно распространенный на сегодняшний день тип Оперативная память Тип оперативной памяти DDR 2 – довольно распространенный на сегодняшний день тип памяти. DDR 2 может делать выборку сразу 4 битов данных за один такт, тогда как DDR всего 2 бита, т. е. способна передать при каждом такте работы процессора в два раза больше бит информации из ячеек микросхемы памяти. Этот модуль имеет по 120 контактов с каждой стороны, а стандартное напряжение для него 1, 8 В. 86

Оперативная память Тип оперативной памяти DDR 3 – самый новый тип памяти, который позволяет Оперативная память Тип оперативной памяти DDR 3 – самый новый тип памяти, который позволяет делать выборку уже 8 бит данных за такт. Выполнен также в виде 240 -контактной платы, однако энергопотребление на 40% меньше, чем у DDR 2, а рабочее напряжение всего 1, 5 В. Относительно низкое энергопотребление особенно важно для ноутбуков и мобильных систем. 87

Оперативная память Пропускная способность памяти Оптимальным для быстродействия системы будет вариант, когда пропускная способность Оперативная память Пропускная способность памяти Оптимальным для быстродействия системы будет вариант, когда пропускная способность шины памяти совпадает с той же характеристикой системной шины. Например, если система имеет некий процессор с шиной FSB частотой 1333 МГц, пропускная способность которой 10600 Мб/с, то для обеспечения максимально благоприятных условий для быстродействия системы можно поставить 2 модуля памяти PC 5300 с пропускной способностью 5300 Мб/с каждая, что в сумме даст нам 10600 Мб/с (но только если материнская плата поддерживает двухканальный режим работы памяти – Dual Mode). Для такого режима модули памяти обязательно должны быть идентичны по типу, объему памяти и частоте, а также рекомендуется, чтобы они были выпущены одним 88 производителем.

Оперативная память Объем оперативной памяти Самые популярные модули памяти в настоящее время с объемом Оперативная память Объем оперативной памяти Самые популярные модули памяти в настоящее время с объемом 1024 Мб, 2048 Мб и 4096 Мб. Необходимый объем оперативной памяти зависит от установленной операционной системы и целей, для которых используется ПК. Как правило, если установлена Windows XP и компьютер используется для серфинга в интернете и работы с приложениями, то достаточно 512 Мб — 1 Гб. Для геймеров и людей, работающих с графикой необходимо как минимум 2 Гб. Если вы используете Windows Vista или Seven, требования к объему памяти можно смело удваивать. 89

Оперативная память Производители оперативной памяти Самые популярные производители памяти в настоящее время: Samsung, Corsair, Оперативная память Производители оперативной памяти Самые популярные производители памяти в настоящее время: Samsung, Corsair, Hynix, Transcend, Kingston. 90

Видеоадаптер (видеокарта) Работа с графикой – одна из сложных задач, выполняемым персональным компьютером. Видеокарта Видеоадаптер (видеокарта) Работа с графикой – одна из сложных задач, выполняемым персональным компьютером. Видеокарта – это сложное многофункциональное звено из всех компонентов компьютера. Ее также еще называют видеоплата, видеоадаптер. Видеокарта решает такие задачи, как обработка и вывод на экран монитора изображения. Видеокарта обладает собственной оперативной памятью и не зависит от основной. В последнее время многие системные платы идут с встроенным видеоадаптером и, исходя из этого, покупать отдельно видеокарту нет необходимости. 91

Видеоадаптер (видеокарта) Видеоадаптер ASUS Ge. Force GTX 780 стоимостью 22990 руб. 92 Видеоадаптер (видеокарта) Видеоадаптер ASUS Ge. Force GTX 780 стоимостью 22990 руб. 92

Видеоадаптер (видеокарта) Современная видеокарта состоит из следующих блоков: Графический процессор (Graphics processing unit, GPU, Видеоадаптер (видеокарта) Современная видеокарта состоит из следующих блоков: Графический процессор (Graphics processing unit, GPU, графическое процессорное устройство) занимается расчётами выводимого изображения, освобождая от этой обязанности центральный процессор, производит расчёты для обработки команд трёхмерной графики. GPU является основой графической платы, именно от него зависят быстродействие и возможности всего устройства. 93

Видеоадаптер (видеокарта) Графический процессор NVIDIA Ge. Force 8700 GT 94 Видеоадаптер (видеокарта) Графический процессор NVIDIA Ge. Force 8700 GT 94

Видеоадаптер (видеокарта) Современные графические процессоры по сложности мало чем уступают центральному процессору компьютера, и Видеоадаптер (видеокарта) Современные графические процессоры по сложности мало чем уступают центральному процессору компьютера, и зачастую превосходят его как по числу транзисторов, так и по вычислительной мощности, благодаря большому числу универсальных вычислительных блоков. Архитектура GPU обычно предполагает наличие нескольких блоков обработки информации, а именно: блок обработки 2 D-графики, блок обработки 3 Dграфики, в свою очередь, обычно разделяющийся на геометрическое ядро (плюс кэш вершин) и блок растеризации (плюс кэш текстур) и др. 95

Видеоадаптер (видеокарта) Видеоконтроллер отвечает за: формирование изображения в видеопамяти даёт команды цифро-аналоговому преобразователю (RAMDAC) Видеоадаптер (видеокарта) Видеоконтроллер отвечает за: формирование изображения в видеопамяти даёт команды цифро-аналоговому преобразователю (RAMDAC) на формирование сигналов развёртки для монитора и осуществляет обработку запросов центрального процессора. Кроме этого, на видеокарте обычно присутствуют контроллер внешней шины данных (например, PCI-Е или AGP), контроллер внутренней шины данных и контроллер видеопамяти. Ширина внутренней шины и шины видеопамяти обычно больше, чем внешней (64, 128 или 256 разрядов против 16 или 32), во многие видеоконтроллеры встраивается ещё и RAMDAC. 96

Видеоадаптер (видеокарта) Современные видеоадаптеры (AMD, n. Vidia) обычно имеют не менее двух видеоконтроллеров, работающих Видеоадаптер (видеокарта) Современные видеоадаптеры (AMD, n. Vidia) обычно имеют не менее двух видеоконтроллеров, работающих независимо друг от друга и управляющих одновременно одним или несколькими дисплеями каждый. 97

Видеоадаптер (видеокарта) Видео-ПЗУ (Video ROM) — постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), в которое записаны BIOS Видеоадаптер (видеокарта) Видео-ПЗУ (Video ROM) — постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), в которое записаны BIOS видеокарты, экранные шрифты, служебные таблицы и т. п. ПЗУ не используется видеоконтроллером напрямую — к нему обращается только центральный процессор. 98

Видеоадаптер (видеокарта) Видео-BIOS обеспечивает инициализацию и работу видеокарты до загрузки основной операционной системы, задаёт Видеоадаптер (видеокарта) Видео-BIOS обеспечивает инициализацию и работу видеокарты до загрузки основной операционной системы, задаёт все низкоуровневые параметры видеокарты, в том числе рабочие частоты и питающие напряжения графического процессора и видеопамяти, тайминги памяти. Также, видео-BIOS содержит системные данные, которые могут читаться и интерпретироваться видеодрайвером в процессе работы (в зависимости от применяемого метода разделения ответственности между драйвером и BIOS). На многих современных картах устанавливаются перепрограммируемые ПЗУ (EEPROM, Flash ROM), допускающие перезапись видео-BIOS самим пользователем при помощи специальной программы. 99

Видеоадаптер (видеокарта) Видеопамять выполняет роль буфера, в котором хранится изображение, генерируемое и постоянно изменяемое Видеоадаптер (видеокарта) Видеопамять выполняет роль буфера, в котором хранится изображение, генерируемое и постоянно изменяемое графическим процессором и выводимое на экран монитора (или нескольких мониторов). В видеопамяти хранятся также промежуточные невидимые на экране элементы изображения и другие данные. 100

Видеоадаптер (видеокарта) Видеопамять бывает нескольких типов, различающихся по скорости доступа и рабочей частоте. Современные Видеоадаптер (видеокарта) Видеопамять бывает нескольких типов, различающихся по скорости доступа и рабочей частоте. Современные видеокарты комплектуются памятью типа DDR, GDDR 2, GDDR 3, GDDR 4 и GDDR 5. Следует также иметь в виду, что помимо видеопамяти, находящейся на видеокарте, современные графические процессоры обычно используют в своей работе часть общей системной памяти компьютера, прямой доступ к которой организуется драйвером видеоадаптера через шину AGP или PCI-E. 101

Видеоадаптер (видеокарта) Тип графической памяти Эффективная частота памяти, МГц Пиковая скорость передачи данных (пропускная Видеоадаптер (видеокарта) Тип графической памяти Эффективная частота памяти, МГц Пиковая скорость передачи данных (пропускная способность), ГБ/с DDR 166 — 950 1. 2 — 30. 4 DDR 2 400 — 2400 3, 2 — 9, 6 GDDR 3 700 — 2400 5. 6 — 156. 6 GDDR 4 2000 — 3600 128 — 200 GDDR 5 900 — 5700 130 — 320 102

Видеоадаптер (видеокарта) Цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП; RAMDAC — Random Access Memory Digital-to-Analog Converter) служит для Видеоадаптер (видеокарта) Цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП; RAMDAC — Random Access Memory Digital-to-Analog Converter) служит для преобразования изображения, формируемого видеоконтроллером, в уровни интенсивности цвета, подаваемые на аналоговый монитор. Возможный диапазон цветности изображения определяется только параметрами RAMDAC. Чаще всего RAMDAC имеет четыре основных блока: три цифроаналоговых преобразователя, по одному на каждый цветовой канал (красный, зелёный, синий - RGB), и SRAM для хранения данных о гамма-коррекции. 103

Видеоадаптер (видеокарта) Большинство ЦАП имеют разрядность 8 бит на канал — получается по 256 Видеоадаптер (видеокарта) Большинство ЦАП имеют разрядность 8 бит на канал — получается по 256 уровней яркости на каждый основной цвет, что в сумме дает 16, 7 млн цветов (а за счёт гамма-коррекции есть возможность отображать исходные 16, 7 млн цветов в гораздо большее цветовое пространство). Для поддержки второго монитора часто устанавливают второй ЦАП. Стоит отметить, что мониторы и видеопроекторы, подключаемые к цифровому DVI выходу видеокарты, для преобразования потока цифровых данных используют собственные цифроаналоговые преобразователи и от характеристик ЦАП видеокарты не зависят. 104

Видеоадаптер (видеокарта) Тип коннектора. Видеоадаптеры VGA и более поздние обычно имели всего один разъём Видеоадаптер (видеокарта) Тип коннектора. Видеоадаптеры VGA и более поздние обычно имели всего один разъём VGA (15 -контактный D-Sub). В настоящее время платы оснащают разъёмами DVI или HDMI, либо Display Port в количестве от одного до трёх). 105

Дисковые накопители Первые вычислительные устройства не могли хранить информацию на внешних и внутренних устройствах. Дисковые накопители Первые вычислительные устройства не могли хранить информацию на внешних и внутренних устройствах. Далее с развитием прогресса появилась сначала перфолента (бумажная лента с пробитыми отверстиями), а после нее - первая магнитная запись (тонкая пленка, которая могла хранить в себе гигабайты информации). 106

Дисковые накопители Конечно, первые магнитные накопители не могли содержать в себе гигабайты, с начала Дисковые накопители Конечно, первые магнитные накопители не могли содержать в себе гигабайты, с начала 70 -х годов они имели емкость до нескольких десятков килобайт. В 1973 году компания IBM выпустила 3340 model disc drive, имевший два разделенных шпинделя, по 30 Мб каждый. Этот диск получил название « 30 -30» , отсюда и название «винчестер» , названный в честь известной марки винтовки «Винчестер 30 -30» . Поначалу, диск объемом 60 Мб казался большим и пользователи даже не знали, чем его заполнить, ведь в те времена все необходимое программное обеспечение умещалось в 2 -3 Мб. Сегодня производители жестких дисков вышли на такой уровень, что появились винчестеры с объемом 1 -4 Тб. 107

Дисковые накопители IBM 3340 Model Drive Seagate 7200 Constellation ES. 2 108 Дисковые накопители IBM 3340 Model Drive Seagate 7200 Constellation ES. 2 108

Дисковые накопители Устройство жесткого диска включает в себя следующие компоненты: магнитные пластины, на которые Дисковые накопители Устройство жесткого диска включает в себя следующие компоненты: магнитные пластины, на которые записывается информация; головки чтения/записи; двигатели, которые заставляют вращаться пластины на высокой скорости блок электроники. 109

Дисковые накопители В связи с этим устройство жесткого диска можно разбить на три блока. Дисковые накопители В связи с этим устройство жесткого диска можно разбить на три блока. Первый блок – хранилище информации, состоящее из одного или нескольких стеклянных/металлических дисков, покрытых с двух сторон магнитным слоем, на которые и записываются данные. Магнитная поверхность дисков разделена на концентрические дорожки, которые в свою очередь делятся на секторы. Имеется еще одно деление – цилиндры. Цилиндры – это сумма всех совпадающих друг с другом дорожек по вертикали, по всем рабочим поверхностям. 110

Дисковые накопители 111 Дисковые накопители 111

Дисковые накопители Второй блок – это механическая часть, отвечающая за вращение дисков первого блока, Дисковые накопители Второй блок – это механическая часть, отвечающая за вращение дисков первого блока, а также четкое позиционирование считывающих/записывающих головок. Каждой поверхности диска назначается своя головка, и располагаются они по вертикали точным столбиком. Таким образом, в любой момент времени все головки находятся на дорожках с одинаковым номером и работают в пределах одного цилиндра. В качестве технологических параметров жесткого диска указывается число считывающих головок, а не количество рабочих поверхностей. 112

Дисковые накопители Головка жесткого диска - это крошечный объект, который «парит» на расстоянии, равном Дисковые накопители Головка жесткого диска - это крошечный объект, который «парит» на расстоянии, равном 40 атомам над магнитной поверхностью диска. Она состоит из двух частей (не видно невооруженным глазом) – головки чтения и головки записи. Работа головки чтения заключается в определении изменений магнитного потока, которые модулируют нулевой и единичный биты. Головка чтения изготавливается из магниторезистивного материала - его электрическое сопротивление меняется как функция проходящего сквозь него магнитного поля. Головка записи имеет более сложную конструкцию, поскольку ей нужно создавать магнитное поле, достаточно сильное, чтобы менять ориентацию магнитных доменов в пластине. 113

Дисковые накопители Головка жесткого диска 114 Дисковые накопители Головка жесткого диска 114

Дисковые накопители Третий блок – это блок электроники, включающий в себя микросхемы, ответственные за Дисковые накопители Третий блок – это блок электроники, включающий в себя микросхемы, ответственные за обработку данных, коррекцию возможных ошибок и управление механической памятью, а также микросхемы кэшпамяти. 115

Дисковые накопители Характеристики жестких дисков. Тип интерфейса. Для внутренних жестких дисков персональных компьютеров используются Дисковые накопители Характеристики жестких дисков. Тип интерфейса. Для внутренних жестких дисков персональных компьютеров используются три интерфейса: Parallel ATA, Serial ATA и SCSI. До середины 2000 -х годов большинство винчестеров поддерживали последовательный интерфейс IDE (Parallel ATA). К каждому IDEконтроллеру можно было подключить два накопителя, находящиеся на одном кабеле и деливших между собой пропускную способность. Один накопитель был главным, другой второстепенным (master и slave). 116

Дисковые накопители Характеристики жестких дисков. В начале 2003 года появились накопители с интерфейсом Serial Дисковые накопители Характеристики жестких дисков. В начале 2003 года появились накопители с интерфейсом Serial ATA (SATA). Каждый накопитель в системе получил свои права и свой индивидуальный контроллер. В интерфейсе SATA уже нет понятия master и slave — диски теперь равноправны, и не требуется установки перемычек (jumper) в нужное положение. Изменились и кабели — они стали тоньше и занимают гораздо меньше места в системном блоке, улучшая циркуляцию воздуха для охлаждения компонентов компьютера. 117

Дисковые накопители Характеристики жестких дисков. Сегодня накопители стандарта SATA-3 - лучший выбор, они способны Дисковые накопители Характеристики жестких дисков. Сегодня накопители стандарта SATA-3 - лучший выбор, они способны передавать данные со скоростью 600 Мб/с, а также поддерживать технологию NCQ – замена диска, даже без выключения питания компьютера. Диски с интерфейсом SCSI слишком дороги для применения в домашних компьютерах, поэтому пока широкого распространения не получили. На современных материнских платах можно еще встретить IDE-контроллер, т. к. многие оптические приводы работают еще по старой технологии. 118

Дисковые накопители Характеристики жестких дисков. Объем диска. Емкость - это вопрос номер один при Дисковые накопители Характеристики жестких дисков. Объем диска. Емкость - это вопрос номер один при выборе жесткого диска. Совсем недавно емкость жестких дисков измеряли в мегабайтах, а сегодня эти объемы возросли в тысячи раз – гигабайты и терабайты. Здесь работает такой закон «чем больше есть, тем больше хочется» . Сегодня жесткие диски объемом меньше 250 Гб уже никто не покупает, тем более цена отличается несущественно между разными объемами дисков, например, жесткий диск объемом 500 Гб может не сильно отличаться по цене с жестким диском объемом 1 Тб. Объем современных жестких дисков - от 250 Гб до 4 Тб. 119

Дисковые накопители Характеристики жестких дисков. Скорость (частота) вращения диска. Данный показатель напрямую влияет на Дисковые накопители Характеристики жестких дисков. Скорость (частота) вращения диска. Данный показатель напрямую влияет на скорость чтения данных. Существуют винчестеры со скоростями 5400 об/мин, 7200 об/мин и 10000 об/мин. Сейчас покупать винчестеры со скоростью вращения 5400 об/мин не имеет смысла. Для большинства пользователей подойдет частота 7200 об/мин, а если 10000 об/мин, то это будет просто идеально. Правда, есть мнение, что чрезмерно высокая частота вращения диска приводит к ненадежности хранения данных и быстрому износу винчестера. 120

Дисковые накопители Характеристики жестких дисков. Размер кэш-памяти. Кэш-память - это промежуточная быстрая память, в Дисковые накопители Характеристики жестких дисков. Размер кэш-памяти. Кэш-память - это промежуточная быстрая память, в которой винчестер хранит наиболее часто используемые данные. Ее размер составляет от 8 до 64 Мб. И, естественно, чем больше объем памяти, тем быстрее передаются данные в обоих направлениях. При покупке жесткого диска рекомендуется обратить внимание на этот параметр. 121

Дисковые накопители Характеристики жестких дисков. Массивы жестких дисков (RAID). В каждый компьютер можно установить Дисковые накопители Характеристики жестких дисков. Массивы жестких дисков (RAID). В каждый компьютер можно установить несколько жестких дисков и работать они могут независимо друг от друга. При использовании технологии RAID они будут работать по одной схеме. В персональных компьютерах в основном используются две схемы: RAID 0 – позволяет объединить от двух до четырех жестких дисков и воспринимаются они компьютером как единое дисковое пространство. Все данные, которые поступают на жесткий диск, RAID-массив разбивает на части, каждая из которых может быть записана на любую часть массива. Но здесь есть риск потерять все данные при выходе из строя одного из дисков. Однако большие объемы и высокие скорости компенсируют этот недостаток. 122

Дисковые накопители Характеристики жестких дисков. RAID 1 – противоречит первой схеме и ориентирован не Дисковые накопители Характеристики жестких дисков. RAID 1 – противоречит первой схеме и ориентирован не на скорость, а на надежность. По данной схеме на компьютере устанавливаются по одной или по две пары жестких дисков одинаковой модели и одинакового объема. Данные, сохраняемые на одном диске, тут же дублируются на другом, создавая тем самым «зеркальную» копию. Это значит, что при поломке одного диска информация сохранится в целости и сохранности. Данная схема применяется в основном пользователями, записывающими на компьютер данные, которые во много раз дороже самого компьютера. В других случаях эта схема абсолютна бесполезна. Достаточно все данные записать на DVD-диск или сделать резервную копию. 123

Дисковые накопители Характеристики жестких дисков. Форм-фактор для жестких дисков. Для настольных стационарных компьютеров используются Дисковые накопители Характеристики жестких дисков. Форм-фактор для жестких дисков. Для настольных стационарных компьютеров используются 3, 5 -дюймовые накопители, а для ноутбуков — 2, 5 -дюймовые. Однако в последнее время огромную популярность приобрели внешние жесткие диски с интерфейсом USB. 124

Дисковые накопители SSD-накопители. Твердотельный накопитель (SSD, solid-state drive) — компьютерное немеханическое запоминающее устройство на Дисковые накопители SSD-накопители. Твердотельный накопитель (SSD, solid-state drive) — компьютерное немеханическое запоминающее устройство на основе микросхем памяти. Кроме них, SSD содержит управляющий контроллер. Различают два вида твердотельных накопителей: основанных на оперативной памяти и основанных на флэш-памяти. 125

Дисковые накопители SSD-накопители. В настоящее время твердотельные накопители используются в компактных устройствах: ноутбуках, нетбуках, Дисковые накопители SSD-накопители. В настоящее время твердотельные накопители используются в компактных устройствах: ноутбуках, нетбуках, коммуникаторах и смартфонах, но могут быть использованы и в стационарных компьютерах для повышения производительности. Некоторые известные производители переключились на выпуск твердотельных накопителей уже полностью, например, компания Samsung продала бизнес по производству таких жёстких дисков компании Seagate. 126

Дисковые накопители SSD-накопители. Преимущества SSD перед жёсткими дисками: Очень высокая скорость чтения блоков данных, Дисковые накопители SSD-накопители. Преимущества SSD перед жёсткими дисками: Очень высокая скорость чтения блоков данных, которая фактически ограничивается только пропускной способностью интерфейса (контроллера). Низкое энергопотребление. Бесшумность при работе. Отсутствие механических частей, что ведёт к меньшему числу возможных поломок. Малые габаритные размеры. Высокая температуростойкость. 127

Дисковые накопители SSD-накопители. Недостатки SSD: Ограниченное число циклов перезаписи ячеек памяти (от 10 000 Дисковые накопители SSD-накопители. Недостатки SSD: Ограниченное число циклов перезаписи ячеек памяти (от 10 000 до 100 000 раз). По достижении лимита ваш накопитель просто перестанет работать. Высокая цена. По сравнению с ценой HDD за 1 Гб (около 3 руб. /Гб у HDD объёмом 1 Тб против 30 -40 руб. /Гб у SSD объёмом 128 Гб). Невысокий объём диска по сравнению с HDD. Проблема совместимости с некоторыми версиями операционных систем (некоторые ОС попросту не учитывают специфику работы твёрдотельных накопителей, что приводит к очень быстрому износу носителя). 128

Дисковые накопители У многих пользователей пользуются успехом некоторые мифы, которые не имеют ничего общего Дисковые накопители У многих пользователей пользуются успехом некоторые мифы, которые не имеют ничего общего с реальностью. Рассмотрим эти мифы подробнее и постараемся их развенчать. 1. Жесткие диски вредно часто форматировать На самом деле форматирование не приносит никакого вреда жесткому диску. Форматируйте хоть каждый день. Никаких сбойных секторов не появляется, и износа головок при этом не происходит. 129

Дисковые накопители 2. Для повышения производительности диска нужно форматировать жесткий диск как можно чаще Дисковые накопители 2. Для повышения производительности диска нужно форматировать жесткий диск как можно чаще Это противоположная крайность. Частое форматирование не улучшает производительность диска. Если вы почувствовали, что диск стал работать медленнее, то это может быть вызвано фрагментацией данных на диске. Из-за необходимости искать различные части одного и того же файла в разных разделах диска и происходит падение производительности. 130

Дисковые накопители 3. Дефрагментация также вредна для жесткого диска В этом утверждении есть доля Дисковые накопители 3. Дефрагментация также вредна для жесткого диска В этом утверждении есть доля правды. При дефрагментации головка жесткого диска совершает большую работу по распределению данных. Но, с другой стороны, после дефрагментации файлы находятся в упорядоченном состоянии, а значит, уменьшается количество передвижений головки при работе с данными. 131

Дисковые накопители 4. Постоянное скачивание из Интернета и установка программ на жесткий диск уменьшает Дисковые накопители 4. Постоянное скачивание из Интернета и установка программ на жесткий диск уменьшает продолжительность жизни накопителя Никакого существенного влияния на жесткий диск установка программ не имеет. Жесткий диск вращается практически постоянно, вне зависимости от установки программ или чтения данных с диска. Для диска это стандартная ситуация, и на продолжительность жизни влияет не установка программ, а общее число оборотов диска, которые приводят к износу деталей. 132

Дисковые накопители 5. Перебои с питанием приводят к появлению сбойных секторов на жестком диске Дисковые накопители 5. Перебои с питанием приводят к появлению сбойных секторов на жестком диске Перебои с напряжением в сети не приводят к образованию сбойных секторов, так как при отсутствии напряжения происходит автоматическая парковка головок, что предохраняет повреждение пластин диска. 6. Жесткий диск вращается только при чтении или записи данных, а в режиме ожидания диск не вращается В действительности пластины диска вращаются постоянно. 133

Дисковые накопители 7. Жесткий диск можно устанавливать только в горизонтальном положении На самом деле, Дисковые накопители 7. Жесткий диск можно устанавливать только в горизонтальном положении На самом деле, диски можно устанавливать в любом положении. 8. Некоторые сбойные участки диска можно исправить форматированием На самом деле, сбойный участок диска уже не пригоден к записи или чтению. Форматирование или другой программный способ не восстанавливает сбойный сектор. 134

Дисковые накопители 9. Низкоуровневое форматирование может восстановить сбойные секторы Подобное низкоуровневое форматирование может заменить Дисковые накопители 9. Низкоуровневое форматирование может восстановить сбойные секторы Подобное низкоуровневое форматирование может заменить сбойные секторы секторами с резервных дорожек, но не восстановить поврежденные сектора. При такой замене уменьшается производительность, поскольку головки диска будут искать секторы на резервных дорожках. Появление сбойных секторов — это сигнал к тревоге. Возможно, произошло образование сколов, мелких осколков пластин или повреждение головки, что может стать причиной появления новых повреждений. Если у вас на жестком диске хранятся важные данные, то пора задуматься о создании резервной копии и замене диска. 135

Благодарю за внимание! 136 Благодарю за внимание! 136