Урок по специализации: Сборка и разборка ПК

Тема урока: Сборка и разборка ПК

Учебно-воспитательные задачи: 1) Формирование умений и навыков. Контроль знаний.

                                                        2) Эстетическое воспитание: стремление к красоте

                                                        3) Развитие интеллекта: практическая значимость полученных

                                                             знаний.

Цель: Сформировать основные понятия по сборке и разборке ПК.

Тип урока: Лекция

Наглядные пособия: Методические указания

План урока:  1) Организационный момент

                        2) Актуализация

                        3) Сообщение новых знаний

                        4) Домашнее задание

Ход урока

1. Организационный момент
2. Проверка домашнего задания
3. Актуализация

Срок «жизни» современного компьютера совсем не долог. Появление новых операционных систем, обновлений для программного обеспечения и трехмерных игр, обладающих повышенными требованиями к производительности ПК, способны превратить любой быстродействующий компьютер в «медленную черепаху». Безусловно, стандартные офисные ПК, используемые преимущественно для работы с текстовыми редакторами или простыми электронными таблицами, модернизировать не обязательно - они и так будут выполнять свои несложные функции. Но стоит лишь попробовать расширить их возможности, как вы столкнетесь с массой препятствий. Может оказаться, что модернизации этот компьютер уже не подлежит, и остается лишь приобрести совершенно новую систему.

Уровень развития компьютерных технологий заставляет многих пользователей приобретать новые ПК каждые 18÷36 месяцев. Даже если для этого нет финансовых преград, какие гарантии, что текущие программы будут без проблем работать на новой системе? Если же речь идет о серверах, дела обстоят еще хуже. Фирменные (так называемые «brand name») ПК крупных производителей, например HP, Compaq и Dell, часто нельзя модернизировать, поскольку в них используются фирменные компоненты. Конечно, компания-производитель ПК всегда пойдет на встречу клиентам и предложит приобрести у нее новое аппаратное обеспечение, цена которого будет «зашкаливать». Именно по этой причине предпочитают – собирать ПК из общедоступных на компьютерном рынке компонентов.

Скорость развития информационных технологий такова, что новые процессоры, модули памяти и программное обеспечение устаревает чуть ли не быстрее, чем оказывается у конечных потребителей. Не успели вы обрадоваться новенькому быстродействующему процессору, как буквально через месяц выйдет его более мощная версия или даже совсем новый процессор, не совместимый с предыдущими и требующий приобретения новой системной платы с другим набором микросхем. В контексте программного обеспечения ситуация точно такая же - вместо тщательной низкоуровневой оптимизации своих программных продуктов, разработчики попросту наделяют их новыми, очень ресурсоемкими (и не обязательно крайне необходимыми) функциями, для нормальной работы которых требуется более мощный компьютер.

4. Сообщение новых знаний

Сборка ПК своими силами позволит не только серьезно сэкономить, но и обеспечить возможность его модернизации и эффективного ремонта в будущем. При этом результат будет более чем убедительный - такой ПК продемонстрирует, в зависимости от типа комплектующих, отличную производительность, не уступающую фирменным ПК.

ПК состоит из нескольких компонентов, одни из которых может быть вам знакомы, в то время как другие - нет. Хотя задача сборки ПК может показаться слишком сложной, это не соответствует действительности. Для сборки и использования ПК вовсе не обязательно досконально разбираться в принципах работы всех аппаратных и программных компонентов - достаточно знать основные их особенности и общий принцип сборки.

Теперь посмотрим на основные компоненты ПК (в скобках предлагаются возможные варианты!):

*     корпус Middle или Big Tower с блоком питания мощностью не менее 450 Вт;

*     системная плата;

*     процессор (например, Pentium 4 или Athlon 64);

*     модули оперативной памяти ((1024 Мбайт и выше);

*     видеоадаптер (например, встроенный в системную Nvdia GeForce);

*     жесткий диск (объемом, например, 300 Гбайт);

*     дисковод DVD (или DVD+-RW);

*     вентиляторы охлаждения;

*     различные кабели и аксессуары

*     сетевая плата;

*     ЭЛТ или ЖК-монитор.

Выбор корпуса

В настоящее время стандартным форм-фактором компьютерных корпусов и, соответственно, расположенных в них системных плат, является стандарт АТХ. Этим стандартом был вытеснен устаревший стандарт AT, в котором, в отличие от АТХ, системная плата размещалась горизонтально. За счет вертикального расположения системной платы в корпусах АТХ есть больше свободного места для установки различных компонентов. В приведенном выше списке компонентов сервера указаны типы корпуса Middle и Big Tower, однако особое внимание стоит уделить первому типу - он идеально подходит для сборки сервера небольшой компании. В корпусе Middle Tower находится 6 отсеков для дисковых и оптических накопителей, поэтому в нем можно разместить, к примеру, накопители CD-ROM и DVD, накопитель на магнитной ленте, дисковод на гибких дисках, шесть плат расширения (на системной плате) и до трех жестких дисков. Учитывая емкость современных жестких дисков, превышающую 750 Гбайт на один диск, трех жестких дисков более чем хватит для сервера начального и даже среднего уровня. В отличие от стандартного корпуса настольных ПК, корпус Big Tower более высокий и за счет этого - вместительный.

Блок питания

Как уже говорилось ранее, поскольку современные комплектующие отличаются высоким энергопотреблением, лучше брать корпус с блоком питания (БП) мощностью не менее 450 Вт или же приобрести такой блок отдельно. Мощность блоков питания, подходящих для ПК, варьируется от 150 Вт для корпусов с системной платой micro-ATX до 600 Вт и более для многопроцессорных серверов (в розничной продаже уже есть блоки питания мощностью 1 кВт). Кроме мощности, особое внимание следует уделять вентилятору блока питания, который должен отличаться относительной (насколько это возможно) бесшумностью и эффективностью обдува не только платы самого блока питания, но и зоны размещения системной платы с процессором.

Очень важно не ошибиться при выборе блока питания. На рынке представлены разнообразные модели БП как известных, так и «безымянных» производителей. Последние зачастую становятся источником различных проблем, начиная от отказа в работе вентилятора и заканчивая даже самовозгоранием. Более того, многие китайские производители дешевых БП неверно указывают их характеристики, поэтому БП мощностью 300 ВТ может иметь фактическую мощность всего 250 Вт. В результате одному или нескольким компонентам ПК попросту не хватит питания.

Системная плата

Системная плата (часто в обиходе называемая «материнской» платой) содержит набор микросхем системной логики, порты ввода-вывода и множество других компонентов. Идентификационные и конфигурационные сведения обычно нанесены на поверхность платы трафаретным способом. Основным форм-фактором системных плат является стандарт АТХ (и его уменьшенный вариант, micro-ATX). Далее перечислены основные компоненты системной платы:

*     гнездо (сокет) процессора;

*     слоты для установки модулей оперативной памяти;

*     микросхема BIOS;

*     разъемы расширения (PCI, PCI-Express и AGP);

*     порты ввода-вывода (USB, PS/2, LPT и другие);

*     перемычки;

*     батарея CMOS (обеспечивает энергосбережение для BIOS).

За счет уменьшенного размера плата micro-ATX содержит меньше слотов расширения и ограниченные, по сравнению со стандартной платой АТХ, возможности.

На материнской плате имеются боковые разъемы различных системных плат АТХ. Как правило, это порты встроенных видео- (если есть) и аудиоадаптеров; только аудиоадаптера, если используется внешний видеоадаптер; и обычные порты ввода-вывода (USB, PS/2, COM и LPT), если видео- и аудиоадаптер являются внешними адаптерами.

Разъемы расширения

Современные системные платы содержат два основных разъема расширения (рис. 1.6).

*          Слот шины AGP (Accelerated Graphics Port). Эта производительная шина данных предназначена для обеспечения взаимодействия центрального процессора и оперативной памяти с видеоадаптером. Требуется для работы приложений, интенсивно использующих видео и двух/трехмерную графику.

*          Слот шины PCI (Peripheral Component Interconnect). Самая распространенная шина данных, используется для подключе­ния к системной плате сетевых адаптеров, модемов, аудио- и видеоадаптеров (последних в том случае, если у системной платы отсутствуют шина AGP или встроенный видеоадаптер), а также контроллеров для подключения дополнительных жестких дисков. Быстродействие шины AGP на порядок выше PCI за счет использования вдвое большей частоты — 66 МГц в отличие от 33 МГц шины PCI.

*          Новым типом шины данных, получившим широкое распространение, является шина PCI Express. Эта многоканальная шина, обладающая сверхвысоким быстродействием на один канал, предназначена для замены обеих шин PCI и AGP, которые постепенно уходят в прошлое. В то же время преимущества новой шины, особенно в рамках ее использования для подключения видеоадаптера, будут очевидны только при наличии приложений, которым требуется подобная скорость передачи данных. Тем не менее дни PCI и AGP фактически уже сочтены, хотя системные платы с соответствующими разъемами еще будут выпускаться в течение нескольких лет.

Процессор

Для работы любого компьютера крайне важен центральный процессор (Central Processing Unit — CPU). Чем выше частота процессора, тем лучше, хотя, когда речь идет о частоте выше 3,6 ГГц (для процессоров Pentium 4), следует ориентироваться на объем встроенной кеш-памяти и частоту внутренней шины процессора (FSB). Шина FSB обеспечивает взаимодействие процессора с оперативной памятью. Само собой, чем выше все указанные характеристики, тем дороже будет этот процессор.

Лидирующее положение на рынке занимает компания Intel, выпускающая процессоры Pentium 4 и Pentium D, Celeron D, Core 2 Duo, Хеоn и Itanium. Единственным достойным конкурентом Intel является компания AMD, известная такими процессорами, как Athlon 64/X2, Opteron и аналогом Celeron - процессором Sempron. Кроме того, процессоры, отличающиеся пониженным энергопотреблением и малым быстродействием, выпускает и компания VIA (модели СЗ и Eden).

Процессоры устанавливаются в гнезда на системной плате, именуемые «сокетами» (от английского слова «socket» - разъем). Далее перечислены основные гнезда, используемые для установки современных процессоров.

*          Для процессоров Pentium 4 и Celeron D используются гнезда Socket 423 (устаревший, не рекомендуется для использования), 478 и новое гнездо LGA 775.

*          Устаревшие процессоры Athlon XP устанавливаются в гнездо Socket А, процессоры Athlon 64 и Sempron - в гнезда Socket 754 и 939.

*          Процессоры СЗ компании VIA предназначены для гнезда Socket 370, процессоры серии Eden — для гнезд EBGA и nanoBGA.

Основное внимание уделено процессорам Intel Pentium 4 и AMD Athlon 64, на базе которых можно собрать ПК с наилучшими характеристиками цена/производительность. Однако не стоит забывать, что процессор приобретается для выполнения четко обусловленной задачи. Прежде чем идти в магазин - задумайтесь, для какой цели собирается ПК. Если его основная функция будет заключаться в хранении множества файлов (и, таким образом, работе в качестве файлового ПК), то можно не гнаться за новейшими технологиями и процессорами, хватит и Pentium III. Для файлового ПК критичным является объем жесткого диска, их количество и быстродействие, а также тип используемого дискового массива RAID. Если же ПК предназначен для работы со сложными бизнес-приложениями и корпоративными базами данных, будь то 1С или MS SQL Server 2005, не говоря уже об Oracle, то быстродействие процессора и объем оперативной памяти имеют решающее значение. При этом не забывайте, что быстродействие процессора выражается не только в его рабочей частоте, но и частоте шины FSB и шины системной платы, а также объеме встроенной в процессор кеш-памяти первого и второго уровней. Использование многопроцессорных или многоядерных систем необходимо для обеспечения работы приложений, особо требовательных к вычислительной мощности компьютера. К таковым относятся корпоративные базы данных, обрабатывающие сотни тысяч транзакций в секунду, программы обработки трехмерной графики и анимации, приложения для видеоконференций. Обязательным дополнением к двухпроцессорному компьютеру будут жесткие диски стандарта SCSI. Конечно, цену двухпроцессорной системы низкой не назовешь - она будет выше аналогичной цены однопроцессорного компьютера. Однако стоимость двухъядерных процессоров зачастую даже ниже, чем одноядерных.

Таким образом, преимущества двухпроцессорной или двухъядерной системы вовсе не обязательно будут очевидными для, например, бухгалтера, составляющего квартальный отчет. Для того чтобы оценить предлагаемое мощным многопроцессорным ПК быстродействие, выполняемые на ПК программы должны поддерживать многопоточный режим работы, иначе различия между одно- и двухпроцессорным компьютером можно и не заметить.

Оперативная память

Существуют различные типы модулей оперативной памяти. Модули SDRAM с 168-контактами в настоящее время устарели, и их применение не рекомендуется, для ПК, предназначенных для работы с базами данных. Наибольшую популярность и распространение получили 184-контактные модули памяти стандарта DDR и DDR2, обладающие на данный момент отличной производительностью и невысокой ценой. Совсем старые модули памяти SIMM (30- и 72-контактные) давно не выпускаются, и их применения желательно избегать.

Выходом из ситуации может стать приобретение двухъядерного процессора. Это один процессор, в корпусе которого размещены два процессорных ядра. Другими словами, такой процессор является практически полным аналогом по производительности двухпроцессорной системы, причем за меньшую цену. Многоядерная технология позволяет увеличить быстродействие процессора и одновременно уменьшить рост энергопотребления, неизбежный при повышении тактовой частоты. Ярким примером двухъядерных систем служат процессоры Pentium D от Intel и Athlon 64 Х2 от AMD.

Для оперативной памяти подходят такие высказывания, как «Чем больше, тем лучше» и «Много памяти не бывает». И действительно, объем установленной оперативной памяти кардинально сказывается на общем быстродействии компьютера. В целом, объем должен быть не менее 512 Мбайт. Кроме объема, значение имеет и тип памяти. В частности, существуют типы модулей памяти DDR 266/333/400/ 533 и модули стандарта DDR2 400/533/667/800, обладающие большим быстродействием, чем модули DDR. При этом цена модулей DDR2 постепенно уменьшается до уровня DDR. Еще два важных параметра модулей памяти - контроль четности и код коррекции ошибок (ЕСС). Эти параметры имеют особое значение при выборе памяти для сервера, на котором будут установлены приложения с повышенными требованиями к надежности работы аппаратных и программных компонентов.

Модули памяти отличаются быстродействием, выражаемым в объеме данных, переданных за секунду центральному процессору. Например, память стандарта DDR 400 передает данные со скоростью 3 200 Мбайт/с. Перед покупкой модулей памяти следует убедиться, что они поддерживаются соответствующей системной платой.

Видеоадаптер

Видеоадаптеры бывают встроенными в системную плату или устанавливаемыми в качестве отдельных плат расширения. Первые обеспечивают достаточную производительность для стандартных графических приложений, вторые - повышенное быстродействие, требуемое для работы с видео и качественного отображения графики. Кроме того, внешний видеоадаптер требуется для организации потоковой передачи аудио/видеоданных, например, для проведения корпоративных видеоконференций с помощью Web-сервера.

Имеются различные типы видеоадаптеров, позволяющие подключать, например, два монитора и видеооборудование, а также обеспечивающие высокоскоростную обработку трехмерных данных в компьютерных играх и программах трехмерного моделирования. Подумайте, нужны ли все эти функции для ПК? Стоит ли приобретать, скажем, видеоадаптер на базе новейшего графического процессора NVidia GeForce 7 или вполне хватит GeForce 4 440 MX, а может, и вовсе устаревшего с точки зрения любителя компьютерных игр видеоадаптера GeForce 2?

В целом, возможностей стандартного видеоадаптера, встроенного в системную плату, более чем достаточно для обеспечения работы ПК. При этом желательно, чтобы объем памяти видеоадаптера составлял не менее 16 Мбайт. Кроме самых известных производителей видеоадаптеров - NVidia и ATI - не стоит забывать и о компании Matrox, видеоадаптеры которой славятся великолепным качеством двухмерных изображений.

Жесткий диск

В современных компьютерных системах используется несколько основных типов накопителей - жесткие диски (самый распространенный и обязательный компонент любого ПК), оптические накопители DVD-ROM/CD-ROM, дисководы на гибких дисках и накопители на магнитной ленте.

Наибольшую популярность, особенно в среде настольных компьютеров, получили жесткие диски, поддерживающие индустриальный стандарт ATA/SATA. Данный интерфейс используется для обеспечения взаимодействия между системной платой компьютера и, собственно, накопителем (будь то жесткий диск или накопитель CD-ROM).

В качестве второго варианта (в основном используются для сервера) рассматриваются диски интерфейса SCSI. Максимальная частота оборотов стандартного жесткого диска АТА/ IDE, считывающего или передающего данные, составляет 7 200 оборотов в минуту. В то же время частота вращения дисков SCSI составляет 10 000 и даже 15 000 оборотов в минуту, что обеспечивает большее быстродействие, необходимое для высокоуровневых корпоративных серверов и производительных рабочих станций. В последнее время достойным соперником SCSI в отношении скорости передачи данных стал новый интерфейс Serial ATA (SATA), пришедший на смену старому ATA/IDE. Поэтому все чаще в серверах начального и среднего уровня устанавливаются жесткие диски, оснащенные данным интерфейсом. Обладая сопоставимым быстродействием, накопители Serial ATA проще в установке и обслуживании.

В настоящее время, учитывая постоянно снижающиеся цены, средним следует считать объем жесткого диска, равный 200 Гбайт. Для создания дисковой подсистемы большого объема следует воспользоваться технологией RAID, позволяющей задействовать несколько дисков в различных конфигурациях. Одни из них предназначены для достижения большей производительности, другие - надежного резервирования данных.

Сетевой адаптер

Сетевой адаптер Ethernet со скоростью передачи данных 10/100 Мбит/с обычно предназначен для установки в разъем PCI. Адаптер используется для обеспечения взаимодействия компьютера с другими системами в локальной сети (LAN), например с другими офисными ПК или в глобальной сети (WAN), - т.е. для работы в Интернет. Операционные системы Windows Server 2000/2003 позволяют установить несколько сетевых адаптеров в одном компьютере. Для сервера, выступающего в качестве Интернет-шлюза, требуется сетевой LAN-адаптер для взаимодействия с компьютерами в локальной сети и модем (будь то аналоговый или xDSL) для доступа к Интернет. Если же доступ к провайдеру Интернет реализован посредством Ethernet-адаптера, тогда в сервере следует установить два сетевых адаптера, один для локальной сети и второй - для провайдера соответственно.

Сменные носители

Рассмотрим основные типы сменных носителей данных используемые в настоящее время.

Дисковод на гибких дисках

Много лет подряд самым популярным типом сменных носителей были гибкие диски, по-прежнему используемые в качестве средства «аварийной» загрузки для большинства компьютеров. Если компьютер «зависает» или же операционная система не загружается по той или иной причине, то именно аварийная дискета поможет вернуть ПК в работоспособное состояние. Кроме того, с помощью дискет можно обновить BIOS. Тем не менее следует учитывать, что дискеты и дисководы на гибких дисках безнадежно устарели, и описанные выше сферы их применения доступны благодаря современным компакт-дискам. Однако, учитывая исключительно низкую цену дисководов, такой дисковод можно приобрести «про запас» — на всякий случай, тем более что соответствующий отсек есть практически в каждом корпусе.

В большинстве современных системных плат представлено два адаптера с поддержкой Gigabit Ethernet, за счет чего исчезает необходимость в приобретении отдельных сетевых адаптеров.

Накопители CD-ROM/DVD-ROM        

Безусловно, накопители CD-ROM являются самыми популярными устройствами для работы со сменными носителями.

Упаковку в 100 шт. однократно записываемых (CD-R) дисков можно приобрести за 15 долл. и меньше. Объем хранимой на компакт-диске информации составляет 650÷880 Мбайт, поэтому практически все программное обеспечение поставляется именно на таких дисках. В свою очередь, еще большим объемом обладают диски DVD, а именно, 4,7 Гбайт. Речь идет об односторонних однослойных дисках, поскольку объем двусторонних/двухслойных дисков достигает 17 Гбайт, хотя такие диски и не получили широкого распространения.

Перезаписываемые носители

На стандартных компакт-дисках (CD) поставляется программное обеспечение, перезапись которого невозможна. Для обеспечения перезаписи следует приобрести диски CD-R для однократной записи данных или же диски CD-RW, допускающие многократную запись любых данных. При этом емкость дисков CD-R/CD-RW аналогична емкости стандартных CD (максимум 800 Мбайт). Для записи дисков требуется накопитель CD-R/RW. Быстродействие современных накопителей с возможностью перезаписи составляет, к примеру, 52Х/24Х/52Х. Это значит, что диски CD-R записываются со скоростью 52Х, запись дисков CD-RW происходит со скоростью 24Х, а чтение дисков CD-R/RW - также со скоростью 52Х. При этом под показателем 1X подразумевается скорость передачи данных, составляющая 153 Кбайт/с, следовательно, быстродействие накопителя со скоростью считывания 52Х составляет 52x153 = 7956 Кбайт/с. Стоимость дисков CD-RW несколько выше дисков CD-R, что следует учитывать перед их приобретением.

В отличие от накопителей CD-ROM, накопители DVD с возможностью перезаписи обладают многократно большим быстродействием. Скорость 1X накопителя DVD-ROM (1,35Мбит/с) равнозначна показателю быстродействия 9Х для CD-ROM. Поэтому быстродействие современных накопителей DVD-ROM 20X соответствует скорости 180Х накопителей CD-ROM (27 Мбит/с).

Несмотря на очевидные преимущества – скорость чтения-записи и емкость носителей, существует и определенная проблема, заключающаяся в несовместимости различных стандартов перезаписываемых DVD. Существует два основных стандарта DVD+R/RW и DVD-R/RW. Накопитель DVD+R/RW не позволяет использовать диски DVD-R/RW и наоборот. Тем не менее существует и решение данной проблемы - использование многоформатного накопителя, стоимость которого не намного выше цены обычных накопителей DVD+-R/RW. Такой накопитель позволяет работать с перезаписываемыми дисками DVD обоих форматов.

Аудио-адаптеры

Большинство современных системных плат поставляется со встроенной микросхемой аудио-адаптера, поэтому в приобретении платы расширения для шины PCI нет необходимости. Если все же оказалось, что аудио-адаптер в системной плате отсутствует, внешнюю плату аудио-адаптера можно приобрести. Для работы аудио-адаптера может понадобиться отдельный драйвер, поставляемый вместе с платой адаптера, или же будет достаточно стандартного драйвера Windows.

Устройства охлаждения

Центральный процессор, микросхемы системной платы, жесткие диски и другие компоненты современных ПК генерируют немало тепловой энергии. Это обусловливает необходимость использования надежных и высокопроизводительных устройств охлаждения - активных радиаторов с вентиляторами. Основное внимание следует уделить охлаждению центрального процессора, поскольку повышение температуры кристалла процессора может привести к «зависанию» системы, а при дальнейшем повышении - к полному выходу процессора из строя. На рынке предлагается множество различных моделей активных радиаторов. Стоит присмотреться к моделям таких компаний, как Zalman, CoolerMaster, Thermaltake или GlacialTech. Чем выше рабочая частота центрального процессора, тем больше выделяется тепла и возрастает необходимость в установке производительного теплоотвода, например, с массивным медным основанием и вентилятором, делающим 5÷7 тысяч оборотов в минуту.

Кроме центрального процессора, вентиляторы охлаждения часто встраиваются в переднюю и/или заднюю панели корпуса для обеспечения более эффективного охлаждения всех компонентов компьютера. Кроме того, такой же вентилятор встроен в блок питания. Отказ в работе любого из перечисленных вентиляторов может привести к появлению серьезных проблем в работе ПК.

Монитор

ЭЛТ-монитор с диагональю не менее 17 дюймов

Вопросы для самопроверки

1.    Из каких основных компонентов состоит ПК?'

2.    Что такое «сокет» процессора?

3.    Нужен ли ПК дорогой видеоадаптер?

4.    Каков оптимальный объем жесткого диска?

5.    Какой монитор может потребоваться для ПК?

Подведем итог и вкратце рассмотрим, как выглядит сборка ПК.

1.    Установка блока питания (для корпусов, приобретенных без БП).

2.    Установка системной платы.

3.    Установка процессора и активного радиатора.

4.    Установка плат расширения PCI, AGP, PCI-E (если требуется).

5.    Установка оптических накопителей.

6.    Установка жестких дисков и других накопителей.

7.    Установка вентиляторов охлаждения.

8.    Подключение всех необходимых устройств к блоку питания.

9.    Подключение вентиляторов охлаждения к разъемам на системной плате, блоку питания.

10.Закрепление всех кабелей.

11.Завершение сборки корпуса.

5. Домашнее задание: Сообщение на тему «Разборка ПК, техника безопасности»