Глава 1. Характеристики элементов вычислительной машины

Для достижения цели курсовой работы были подобраны элементы вычислительной машины.

Процессор:

Центрамльный процемссор (ЦП; также центрамльное процемссорное устромйство - ЦПУ) - электронный блок либо интегральная схема (микропроцессор), исполняющая машинные инструкции (код программ), главная часть аппаратного обеспечения компьютера или программируемого логического контроллера. Иногда называют микропроцессором или просто процессором.

Основные характеристики процессора являются тактовая частота и производительность.

Тактовая частота - это промежуток времени между двумя последовательными импульсами, которые подаёт "генератор тактовых частот". Тактовую частоту измеряют в мега (МГц) и гигагерцах (ГГц), 1МГц равен 1000000 тактов в сек., а 1ГГц равен тысяче МГц. Может быть, в скором времени появятся процессоры в 1 ТГц (терагерц - 1000 ГГц). Каждая производимая операция занимает какое-то количество тактов. Поэтому чем выше тактовая частота процессора, тем быстрее он выполняет задачу или задачи.

FLOPS - внесистемная единица, используемая для измерения производительности компьютеров, показывающая, сколько операций с плавающей запятой в секунду выполняет данная вычислительная система.

Системная плата:

Системная плата - важнейший элемент компьютера. Она служит для соединения всех компонентов системного блока, а также устройств, подключаемых к ПК, в единое целое.

Форм-фактор системной платы - стандарт, определяющий размеры материнской платы для компьютера, места её крепления к шасси; расположение на ней интерфейсов шин, портов ввода-вывода, разъёма процессора, слотов для оперативной памяти, а также тип разъема для подключения блока питания.

Чипсет материнской платы - это блоки микросхем (дословно чип сет, то есть набор чипов), отвечающих за работу всех остальных компьютерных комплектующих. От него также зависит производительность и скорость работы ПК.

Основной характеристикой производительности чипсета в этой архитектуре является шина данных (System Bus), предназначенная для обмена информацией между различными составляющими компьютер частями. Все компоненты работают с чипсетом через шины, причем каждый со своей скоростью. Это наглядно видно на схеме чипсетов

Производительность же всего ПК зависит именно от скорости той шины, которая связывает его с самим чипсетом. В терминологии чипсетов Интел эта шина обозначается как FSB (Front Side Bus).

В описании материнской платы она именуется "частотой шины" или "пропускной способностью" шины. Разберем подробнее эти характеристики шины данных. Она определяется двумя показателями - частотой и шириной.

Частота - это скорость передачи данных, которая измеряется в мегагерцах (МГц, MHz) или гигагерцах (ГГц, GHz). Чем выше этот показатель, тем выше производительность всей системы в целом (например, 3 ГГц).

Ширина - количество байт, которое шина имеет возможность передать за один раз в байтах (например, 2 Бт). Чем больше ширина, тем большее количество информации шина сможет передать за определенный промежуток времени. При умножении двух этих величин мы получаем третью, которая как раз и указывается на схемах - пропускная способность, которая измеряется в гигабайтах в секунду (Гб/с, Gb/s). Из нашего примера производим умножение 3 ГГц на 2 Байта и получаем 6 Гб/с.

Система охлаждения:

RPM - число оборотов в минуту. Чем оно больше, тем выше производительность вентилятора (см. ниже), и тем сильнее он сможет охладить радиатор. Но и тем шумнее он будет.

CFM - производительность вентилятора (количество подаваемого воздуха, кубических футов в минуту). Вентилятор размером 40х40 миллиметров имеет производительность до 7 CFM, 50х50 - до 10 CFM, 60х60 - до 15 и больше CFM.1 кубический метр равен 35,3 кубического фута.

dB - уровень шума (децибел). Мощные кулеры с большими вентиляторами шумят сильнее. Приемлемым уровнем шума считается 25-30 dB, но 30 dB - уже довольно-таки сильный шум, и те, кто приобретает кулеры с таким уровнем шума, должны быть готовы потерпеть ради достижения своей цели.

Тип подшипника. В подавляющем большинстве случаев это либо подшипник качения (Ball Bearing), либо подшипник скольжения (Sleeve Bearing). Вентиляторы на подшипнике качения имеют целый ряд преимуществ - меньшие потери на трение, большая долговечность, большая развиваемая скорость вращения. Но у его оппонента есть преимущества - дешевизна, простота изготовления, малая восприимчивость к механическим воздействиям и меньший уровень шума. Стандартом сейчас становятся вентиляторы на подшипнике качения из-за лучших эксплуатационных качеств.

Разъем подключения. Сейчас используются 3 типа разъёмов для подключения кулеров - расположенные на материнских платах 4-pin c PWM-регулировкой скорости вращения и 3-pin c регулировкой путём изменения напряжения, а также для этого может использоваться стандартный 4-pin разъём блока питания.

Конструкция. Здесь значимыми параметрами будут площадь поверхности ребер и материал радиатора. С площадью все ясно - чем больше, тем лучше (при грамотном проектировании, конечно). Материал чаще всего используется самый простой - алюминиевые сплавы, однако наиболее совершенные радиаторы изготавливаются с медным основанием, либо целиком из меди, что позволяет добиться лучшего теплоотвода от поверхности процессора. При выборе медного радиатора следует обращать внимание на способ крепления ребер к основанию. Если ребра приклеены термоклеем, то этот радиатор будет проигрывать по эффективности тому, у которого ребра припаяны.

Оперативно запоминающее устройство:

Оператимвная паммять (оперативное запоминающее устройство (ОЗУ)) - энергозависимая часть системы компьютерной памяти, в которой во время работы компьютера хранится выполняемый машинный код (программы), а также входные, выходные и промежуточные данные, обрабатываемые процессором.

Объем - характеристика, которая указывает на физический объем памяти ОЗУ для архива данных. Измеряется в Мб.

Тип памяти - на рынке имеются: DDR, DDR2, DDR3. Но последний практически полностью вытеснил остальные. Тип ОЗУ, должен совмещаться с типом, поддерживающий материнской платой, и также он должен быть в списке производителей.

Рабочее напряжение - величина, показывающая номинальное напряжение на ОЗУ. Все напряжения стандартны для определенного типа памяти (они прописаны в материнской плате в BIOS). Если оперативная память имеет несходное от стандартного напряжение, то нужно записать данный параметр ручным методом, изменяя отвечающую строку в меню BIOS. Напряжения для типов памяти (по умолчанию): DDR - до 2.2 Вольт, DDR2 - до 1.8 Вольт, DDR3 - до 1.65 Вольт.

Блок питания:

Компьютерный блок питания (БП) - это вторичный источник электропитания, то есть устройство преобразующее электричество, поставляемое сетью, в приемлемое для снабжения энергией различных узлов компьютера. Качественные блоки питания также выполняют функцию стабилизации и защиты от помех питающего напряжения. Как правило, берется переменный ток из сети с напряжением 170-240В (обычная электросеть), и преобразуется в постоянный ток с напряжением до 12В.

Мощность. Данная характеристика является ключевой при выборе блока питания. Определяет насколько "сильным" будет ваш БП, то есть как много и насколько производительных комплектующих можно будет установить на вашем компьютере. Характеристика измеряется в Ваттах.

Мощность рассчитывается исходя из характеристик каждого комплектующего подключаемого к данному блоку питания. В частности, можно указать (примерно) минимальную мощность, которую потребляют компоненты системного блока: материнская плата с процессором - 50-60W, CD-ROM - 30W, жесткий диск - 30W, карты расширения - 20-25W каждая, память - 10-15W, устройство FDD - 3W.