Характеристики блоков ПК.

Визуально пользователю видны только системный блок, монитор, компьютерная мышь, клавиатура и другие внешние устройства. Рассмотрим подробнее основные составные части персонального компьютера.

В состав системного блока входят:

1. Центральный процессор (ЦП) – микропроцессор (МП);

2. Вентилятор центрального процессора;

3. Системная плата («материнская»);

4. Оперативная память;

5. Жёсткий диск;

6. Видеокарта;

7. Дисковод компакт-дисков;

8. Корпус с блоком питания;

9. Вентилятор корпуса;

10. Звуковая карта;

11. Сетевая карта;

12. Модем;

13. Плата USB;

14. Плата 1394.

К системному блоку подключаются:

15. Клавиатура;

16. Мышь;

17. Монитор.

Кроме этого, подключаются внешние устройства различного назначения:

18. Принтер;

19. Сканер;

20. Устройство графического ввода;

21. Устройство Wi-Fi;

22. Устройство Bluetooth;

23. Устройство считывания различных карт памяти;

24. Цифровой фотоаппарат.

Первые 14 устройств, входящие в системный блок, являются обязательными. Без них функционирование ПК на сегодняшний день невозможно. Поэтому многие из них, такие как звуковая карта, сетевая карта, модем, плата USB, плата 1394 сегодня помещаются непосредственно на системную плату в виде больших интегральных схем (БИС). Подключаемые устройства 15 – 17 также необходимы для работы компьютера. Остальные ВУ (внешние устройства) можно считать дополнительными функциональными устройствами.

Микропроцессор (Центральный процессор) – это главный блок ПК, предназначенный для управления работой всех блоков и для выполнения арифметических и логических операций. От его свойств во многом зависят все характеристики вычислительной системы. Исторически около двух десятков фирм открывало собственное проектирование и производство процессоров. Большинство из них (такие как Motorola, Zilog и др.) остаются известными производителями электроники, но глобальное производство процессоров для ПК осталось у 2-х традиционных производителей: Intel и AMD (Advanced Micro Devices). Это давно образовавшиеся научно-производственные корпорации с полным циклом производства, маркетинга и сбыта продукции.

В своей основе эти два конкурирующих процессора имеют различные научные школы проектирования вычислительной техники и, как результат, процессоры различной архитектуры. На одном кристалле сосредоточены миллионы транзисторов, соединённых в блоки вычислений, передачи данных, формирования сигналов для взаимодействия с другими частями компьютера, временного хранения промежуточных данных, вычисления оптимального программного пути в серии микрокоманд, работа с шиной данных.

ЦП имеет множество параметров – порядка 80 – 100 или более. Мы из всего числа выберем несколько, по которым упрощённо, но эффективно можно сравнить и выбрать процессор в обычных условиях. Об остальных характеристиках скажем, что они очень интересны сами по себе, но в реальных условиях работы инженера мы не сможем их корректно сравнить без проведения специализированных тестов, применения дорогостоящего оборудования и огромных трудозатрат.

Итак, перечислим некоторые основные характеристики процессоров.

Частота ядра – частота, на которой работают внутренние элементы процессора: внутренняя шина, арифметическо-логическое устройство (АЛУ), внутренняя память процессора. Например – 2,4 ГГц, 4,8 ГГц.

Частота и поддерживаемый тип системной шины – шины для передачи адресов и данных на системной плате. Например – 400 МГц FSB (Front Side Bus).

Двоичная совместимость – с приложениями, написанными для предыдущих моделей процессора. Например – полная двоичная совместимость.

Тип сокета – тип монтажного разъёма, в который вставляется процессор при сборке ПК. Например – 423, 478 и т.д.

Тип технологического процесса – обычно указывается ширина дорожки проводника на кристалле. Например – 0,13 мкм, 90 нм, 45 нм.

Поддержка новых технологий внутренней работы процессора – архитектуры, наборов команд. Например – Hyper Threading, Net Burst, SSE3.

От правильного выбора этих параметров будет зависеть не только производительность компьютера сегодня, но и возможность его модернизации («апгрейд») через год, два и более.

Система охлаждения. Вентиляторы МП и корпуса являются необходимыми элементами создания правильного температурного режима работы процессора и всех компонентов, находящихся внутри закрытого пространства корпуса. Это критично также и для системной платы, жёсткого диска и видеокарты.

Системная плата («материнская») коммутирует все отдельные платы и компоненты ПК: микропроцессор, оперативную память, жёсткий диск и от ее характеристик во многом зависит работа ПК. В IBM-совместимых ПК системная плата выполняет минимально необходимые (базовые) функции, а остальным занимаются присоединенные к ней платы расширения. Большая часть устройств системной платы помещена в одну или несколько СБИС (сверхбольших микросхем), называемых набором микросхем (chipset). От этого набора в значительной степени зависят характеристики системной платы и всего ПК. Говорят, что свойства системной платы не могут быть лучше свойств «чипсета», на котором она изготовлена. Из многих производителей чипсетов можно отметить (кроме самих производителей процессоров – Intel и AMD) фирмы ATI и MSI. Они же изготавливают и хорошие системные платы для всех видов ПК. Для серверов высоким качеством отмечена продукция фирмы Tyan.

Из множества характеристик плат укажем лишь практически применимые:

тип применяемого процессора - все системные платы ориентированы на конкретные типы микропроцессоров;

качество изготовления самой платы – применение высококачественного стеклотекстолита, который не деформируется в течение времени под воздействием непредсказуемого градиента температур, слабых, но продолжительных механических нагрузок, кратковременных ударов при монтаже, сохранение свойств платы при попадании на неё элементов пыли, жидкости, теплопроводящей пасты, применяемой при монтаже процессора. Например – качественные платы из красного стеклотекстолита фирмы MSI;

гибкость конфигурации – наличие перспективного сокета под процессор, наличие достаточного количества разъёмов для расширения памяти, подключения внутренних дополнительных плат и внешних устройств как в первоначальном варианте, так и с течением времени, когда задачи и потребности пользователя могут измениться. Например – перспективный сокет, имеющий 4 линейки ОЗУ, 2 разъёма для подключения жёстких дисков по протоколу SATA, 2 разъёма для подключения жёстких дисков по протоколу SATA II и т.д.;

форм-фактор системной платы – геометрический стандарт изготовления, который определит типы корпусов, в которые плата может быть размещена. Например – MicroVAX, которая войдёт в маленький аккуратный корпус типа Tower.

Оперативная памятьили RAM (Random Access Memory) выполняется в виде прямоугольной пластины из стеклотекстолита в виде линейки, на которой расположен набор микросхем динамической памяти, которая адресуется произвольно (Random), имеет минимальное время доступа в сравнении со всеми остальными видами памяти, но сохраняет информацию только до момента выключения питания. Технологические требования плотности расположения элементов на кристалле БИС достаточно специфичны. По этой причине список производителей микросхем RAM весьма ограничен. Это Micron и Samsung, а также Hyundai, Infineon, Win bond. Лидером разработки микросхем и выпуска качественных модулей остаётся американская корпорация Micron. Цена её быстрых и качественных модулей выше средней, поэтому найти новый «родной» Micron на нашем рынке достаточно сложно. Также можно отметить американскую марку Transcend.

Для сравнения оперативной памяти в качестве основных параметров стоит рассматривать следующие:

частота шины памяти – допустимая частота внешнего обмена данными. Например – 166 МГц, 200 МГц;

тип протокола обмена – почти все производители RAM перешли на DDR (Double Data Rate), когда обмен происходит по каждому фронту тактового импульса. Например – DDR2, DDR3;

архитектура модуля, количество корпусов БИС – внутреннее построение модуля, его разбиение на банки данных с соответствующими особенностями адресации и шириной внутренней шины. Например – 1 ГБ, 2 банка по 512 МБ или 4 банка по 256 МБ;

наличие SPD – Serial Presents Detect показывает при загрузке и работе серийный номер, производителя модуля памяти и некоторые его характеристики.

Жесткий диск – сложное энергонезависимое ЗУ, объединяющее в себе электронику (контроллер диска), магнитные материалы (сам диск и его поверхность), физику твёрдого тела (вращение) и аэродинамику (полёт головок над быстро вращающейся поверхностью). Диск с магнитной поверхностью вращается на шпинделе, над диском располагаются магнитные головки, которые производят запись-считывание информации с поверхности вращающегося диска. Сложнейшее устройство хранения информации традиционно выпускалось технологическими лидерами IBM, Hitachi, Seagate, Maxtor, Western Digital. Сегодня лидирующие позиции выдерживают WD и Seagate.

Как и у остальных устройств, выделим часть параметров в качестве основных.

Тип интерфейса – тип обмена данных между диском и системной платой. Например – АТА-6 133 МБ/с, SАТА-II 300 МБ/с.

Ёмкость жёсткого диска – 80 ГБ, 160 ГБ.

Количество дисков – физическое количество вращающихся пластин. Например – 1 диск, 2 диска.

Скорость вращения шпинделя – 7,5 тыс. об/мин, 5,4 тыс. об/мин (RPM).

Среднее ожидание сектора – среднее время подвода головки к заданному сектору (Average Latency).