Преподаватель который помогает студентам и школьникам в учёбе.

Архитектура современных компьютеров

Введение

Персональные компьютеры(ПК) в наше время являются одной из самых современных и экономически целесообразных технологий, которые позволяют выполнять функции:

офисных рабочих станций;
игровых машин;
мультимедийных станций;
обеспечение выхода в интернет.

Персональный компьютер (англ. personal computer) — компьютер, предназначенный для эксплуатации одним пользователем, то есть для личного использования. К ПК условно можно отнести также и любой другой компьютер, используемый конкретным человеком в качестве своего личного компьютера. Подавляющее большинство людей используют в качестве ПК настольные и различные переносные компьютеры.

Для каждого случая существуют различные конфигурации персональных компьютеров, например в офисах для достижения конкретных целей пытаются подобрать компьютеры так что бы их цена была не высокой, а производительность сильно не страдала. А вот к игровым ПК другой подход в современном мире, производители игр пытаются угодить пользователям и все совершенствуют игры с целью их улучшения, что за собой ведет к повышению системных требований к ПК, следовательно и цена этих компьютеров повышается.

Актуальность выбранной темы связана с тем, что современный рынок компьютерной техники столь разнообразен, что довольно не просто определить конфигурацию ПК с требуемыми характеристиками. В современном мире почти не что не происходит без ПК, даже на заводах производств, т.е. на станках, уже компьютеризировано.

Цель курсового проекта

Целью курсового проекта является описание современной архитектуры ПК путем раскрытия тем:

рассмотрение основных компонентов архитектуры современного ПК и их предназначения;
компоненты современного персонального компьютера и их характеристики;
рассмотрение периферийных устройств и их предназначения;

Глава 1. Архитектура современного ПК

Под архитектурой компьютера понимается его логическая организация, структура и ресурсы, т.е. средства вычислительной системы, которые могут быть выделены процессу обработки данных на определенный интервал времени.

1.1 Комплектующие персонального компьютера [3]

Основная компоновка частей компьютера и связь между ними называется архитектурой. При описании архитектуры компьютера определяется состав входящих в него компонент, принципы их взаимодействия, а также их функции и характеристики.

Конкретный набор компонент, входящих в данный компьютер, называется его конфигурацией. Минимальная конфигурация ПК необходимая для его работы включает в себя системный блок (там находятся МП, ОП, ПЗУ, НЖМД, НГМД), клавиатуру (как устройство ввода информации) и монитор (как устройство вывода информации).

Основные компоненты ПК:

Процессор CPU ;

Рисунок 1. Процессор Intel® Core™ i7-6700K

Материнская плата;

Рисунок 2. Материнская плата GIGABYTE GA-Z170X-Gaming 3

Блок питания;

Рисунок 3. Блок питания Aerocool 775W HERO 775

Оперативная память;

Рисунок 4. Память SO-DIMM DDR4 4Gb (pc-17000) 2133MHz Kingston S8

Видеокарта;

Рисунок 5. Видеокарта 8Gb <PCI-E> GIGABYTE GV-N1080G1 GAMING-8GD

Звуковая карта;

Рисунок 6. Звуковая карта Creative Sound Blaster Z

Жесткий диск;

Рисунок 7. Жесткий диск 8Tb Western Digital WD8002FRYZ

Оптические приводы;

Рисунок 8. Оптический накопитель DVD±RW Samsung SH-224FB/BEBE

Контроллеры;

Рисунок 9. Контроллер Orient XWT-PE2S

Система охлаждения.

Рисунок 10. Кулер Noctua NH-U14S

Рассмотрим устройства подробнее.

1.1.1 Процессор [1]

Основная часть системной платы — микропроцессор (МП) или CPU (Central Processing Unit), он управляет работой всех узлов ПК и программой, описывающей алгоритм решаемой задачи. МП имеет сложную структуру в виде электронных логических схем. В качестве его компонент можно выделить:

A). АЛУ - арифметико-логическое устройство, предназначенное для выполнения арифметических и логических операций над данными и адресами памяти;

Б). Регистры или микропроцессорная память — сверхоперативная память, работающая со скоростью процессора, АЛУ работает именно с ними;

B). УУ - устройство управления - управление работой всех узлов МП посредством выработки и передачи другим его компонентам управляющих импульсов, поступающих от кварцевого тактового генератора, который при включении ПК начинает вибрировать с постоянной частотой (100 МГц, 200-400 МГц). Эти колебания и задают темп работы всей системной платы;

Г). СПр - система прерываний - специальный регистр, описывающий состояние МП, позволяющий прерывать работу МП в любой момент времени для немедленной обработки некоторого поступившего запроса, или постановки его в очередь; после обработки запроса СПр обеспечивает восстановление прерванного процесса;

Д). Устройство управления общей шиной — интерфейсная система.

Для расширения возможностей ПК и повышения функциональных характеристик микропроцессора дополнительно может поставляться математический сопроцессор, служащий для расширения набора команд МП. Например, математический сопроцессор IBM-совместимых ПК расширяет возможности МП для вычислений с плавающей точкой; сопроцессор в локальных сетях (LAN-процессор) расширяет функции МП в локальных сетях.

Характеристики процессора:

быстродействие (производительность, тактовая частота) — количество операций, выполняемых в секунду.

разрядность — максимальное количество разрядов двоичного числа, над которыми одновременно может выполняться машинная операция.

Пример. Первый процессор был 4-разрядным, то есть работал с числами, представляемыми 4 двоичными разрядами - 2'*= 16 чисел, 16 адресов.

16-разрядный процессор одновременно может работать с 2¹⁶=б5536 числами и адресами. 32-разрядный - 2³²=4 294 967 296.чисел.

При тактовой частоте 33 МГц обеспечивается выполнение 7 млн. коротких машинных операций (+,*, пересылка информации); при частоте 100 МГц -20 млн. аналогичных операций.

1.1.2 Интерфейсная система [1]

Интерфейсная система - это:

-шина управления (ШУ) - предназначена для передачи управляющий импульсов и синхронизации сигналов ко всем устройствам ПК;

-шина адреса (ША) - предназначена для передачи кода адреса ячейки памяти или порта ввода/вывода внешнего устройства;

-шина данных (ШД) - предназначена для параллельной передачи всех разрядов числового кода;

-шина питания - для подключения всех блоков ПК к системе электропитания.

Интерфейсная система обеспечивает три направления передачи информации:

- между МП и оперативной памятью;

- между МП и портами ввода/вывода внешних устройств;

- между оперативной памятью и портами ввода/вывода внешних устройств. Обмен информацией между устройствами и системной шиной происходит с помощью кодов ASCII.

1.1.3 Память [1]

Память - устройство для хранения информации в виде данных и программ. Память делится прежде всего на внутреннюю (расположенную на системной плате) и внешнюю (размещенную на разнообразных внешних носителях информации).

Внутренняя память в свою очередь подразделяется на:

- ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) или ROM (read only memory), которое содержит - постоянную информацию, сохраняемую даже при отключенном питании, которая служит для тестирования памяти и оборудования компьютера, начальной загрузки ПК при включении. Запись на специальную кассету ПЗУ происходит на заводе фирмы-изготовителя ПК и несет черты его индивидуальности. Объем ПЗУ относительно невелик - от 64 до 256 Кб.

- ОЗУ (оперативное запоминающее устройство, ОП — оперативная память) или RAM (random access memory), служит для оперативного хранения программ и данных, сохраняемых только на период работы ПК. Она энергозависима, при отключении питания информация теряется. ОП выделяется особыми функциями и спецификой доступа:

(1) ОП хранит не только данные, но и выполняемую программу;

(2) МП имеет возможность прямого доступа в ОП, минуя систему ввода/вывода.

Логическая организация памяти — адресация, размещение данных определяется ПО, установленным на ПК, а именно ОС.

Объем ОП колеблется в пределах от 64 Кб до 64 Мб и выше, как правило, ОП имеет модульную структуру и может расширяться за счет добавления новых микросхем.

Кэш-память - имеет малое время доступа, служит для временного хранения промежуточных результатов и содержимого наиболее часто используемых ячеек ОП и регистров МП.

Объем кэш-памяти зависит от модели ПК и составляет обычно 256 Кб.

Внешняя память. Устройства внешней памяти весьма разнообразны. Предлагаемая классификация учитывает тип носителя, т.е. материального объекта, способного хранить информацию.

(1) Накопители на магнитной ленте исторически появились раньше, чем накопители на магнитном диске. Бобинные накопители используются в суперЭВМ и mainframe. Ленточные накопители называются стримерами, они предназначены для создания резервных копий программ и документов, представляющих ценность. Запись может производиться на обычную видеокассету или на специальную кассету. Емкость такой кассеты до 1700 Мб, длина ленты 120 м, ширина 3.81 мм (2 - 4 дорожки). Скорость считывания информации-до 100 Кб/сек.

(2) Диски относятся к носителям информации с прямым доступом, т.е. ПК может обратиться к дорожке, на которой начинается участок с искомой информацией или куда нужно записать новую информацию, непосредственно.

Магнитные диски (МД)— в качестве запоминающей среды используются магнитные материалы со специальными свойствами, позволяющими фиксировать два направления намагниченности. Каждому из этих состояний ставятся в соответствие двоичные цифры — 0 и 1. Информация на МД записывается и считывается магнитными головками вдоль концентрических окружностей - дорожек. Каждая дорожка разбита на сектора (1 сектор = 512 б). Обмен между дисками и ОП происходит целым числом секторов. Кластер — минимальная единица размещения информации на диске, он может содержать один и более смежных секторов дорожки. При записи и чтении МД вращается вокруг своей оси, а механизм управления магнитной головкой подводит ее к выбранной для записи или чтения дорожке.

Данные на дисках хранятся в файлах — именованных областях внешней памяти, выделенных для хранения массива данных. Кластеры, выделяемые файлу, могут находиться в любом свободном месте дисковой памяти и необязательно являются смежными. Вся информация о том, где именно записаны кусочки файла, хранится в таблице размещения файлов FAT (file allocation table). Для пакетов МД (это диски, установленные на одной оси) и для двусторонних дисков вводится понятие цилиндр - совокупность дорожек МД, находящихся на одинаковом расстоянии от центра.

На ГМД магнитный слой наносится на гибкую основу. Диаметр ГМД: 5,25" и 3,5". Емкость ГМД от 180 Кб до 2,88 Мб. Число дорожек на одной поверхности - 80. Скорость вращения от 3000 до 7200 об/мин. Среднее время доступа 65 - 100 мс.

Каждая новая дискета перед работой должна быть отформатирована, т.е. создана структура записи информации на ее поверхности: разметка дорожек, секторов, записи маркеров, таблицы FAT. Дискеты нужно хранить аккуратно, беречь от пыли, механических повреждений, воздействия магнитных полей, растворителей. Это основной недостаток этого вида накопителей.

НЖМД или «винчестеры» изготовлены из сплавов алюминия или из керамики и покрыты ферролаком, вместе с блоком магнитных головок помещены в герметически закрытый корпус. Емкость накопителей за счет чрезвычайно плотной записи достигает нескольких гигабайт, быстродействие также выше, чем у съемных дисков (за счет увеличения скорости вращения, т.к. диск жестко закреплен на оси вращения). Первая модель появилась на фирме IBM в 1973 г. Она имела емкость 16 Кб и 30 дорожек/30 секторов, что случайно совпало с калибром популярного ружья 30'730" «винчестер».

Диаметр ЖМД: 3,5" (есть 1,8" и 5,25"). Скорость вращения 7200 об/мин, время доступа — 6 мс.

Каждым ЖМД проходит процедуру низкоуровневого форматирования — на носитель записывается служебная информация, которая определяет разметку цилиндров диска на сектора и нумерует их, маркируются дефектные сектора для исключения их из процесса эксплуатации диска. В ПК имеется один или два накопителя. Один ЖД можно разбить при помощи специальной программы на несколько логических дисков и работать с ними как с разными ЖД.

Дисковые массивы RAID - применяются в машинах-серверах БД и в суперЭВМ, они представляют собой матрицу с резервируемыми независимыми дисками, несколько НЖМД объединены в один логический диск. Можно объединить до 48 физических дисков любой емкости, формирующих до 120 логических дисков (RAID7). Емкость таких дисков составляет до 5Т6 (терабайт=1012).

НОД (накопители на оптических дисках) делятся на:

не перезаписываемые лазерно-оптические диски или компакт-диски (CD-ROM). Поставляются фирмой-изготовителем с уже записанной на них информацией. Запись на них возможна в лабораторных условиях лазерным лучом большой мощности. В оптическом дисководе ПК эта дорожка читается лазерным лучом меньшей мощности. Ввиду чрезвычайно плотной записи CD-ROM имеют емкость до 1,5 Гб, время доступа от 30 до 300 мс, скорость считывания данных от 150 до 1500 Кб/сек;

перезаписываемые CD-диски имеют возможность записывать информацию прямо с ПК, но для этого необходимо специальное устройство.

Магнитооптические диски (ZIP) — запись на такой диск производится под высокой температурой намагничиванием активного слоя, а считывание — лучом лазера. Эти диски удобны для хранения информации, но оборудование стоит дорого. Емкость такого диска до 20,8 Мб, время доступа от 15 до 150 мс, скорость считывания информации до 2000 Кб/сек.

1.1.4 Контроллеры [1]

Контроллеры служат для обеспечения прямой связи с ОП, минуя МП, они используются для устройств быстрого обмена данными с ОП - НГМД, НЖД, дисплей и др., обеспечения работы в групповом или сетевом режиме. Клавиатура, дисплей, мышь являются медленными устройствами, поэтому они связаны с системной платой контроллерами и имеют в ОП свои отведенные участки памяти.

1.1.5 Порты [1]

Порты бывают входными и выходными, универсальными (ввод - вывод), они служат для обеспечения обмена информацией ПК с внешними, не очень быстрыми устройствами. Информация, поступающая через порт, направляется в МП, а потом в ОП. Выделяют два вида портов:

последовательный — обеспечивает побитный обмен информацией, обычно к такому порту подключают модем;

параллельный — обеспечивает побайтный обмен информацией, к такому порту подключают принтер. Современные ПК обычно оборудованы 1 параллельным и 2 последовательными портами.

1.1.6 Материнская плата [2]

Материнская плата (англ. motherboard, MB; также mainboard, сленг. мама, мамка, мать, материнка) — сложная многослойная печатная плата, являющаяся основой построения вычислительной системы (компьютера).

В некоторых сложных электронных приборах и устройствах (например, сотовый телефон, телевизор) основная (наибольшая, наиболее значимая) плата устройства также может называться материнской или системной.

В качестве основных (несъёмных) частей материнская плата имеет:

разъём процессора (ЦПУ),

разъёмы оперативной памяти (ОЗУ),

микросхемы чипсета (подробнее см. северный мост, южный мост),

загрузочное ПЗУ,

контроллеры шин и их слоты расширения,

контроллеры и интерфейсы периферийных устройств.

Материнская плата с сопряженными устройствами монтируется внутри корпуса с блоком питания и системой охлаждения, формируя в совокупности системный блок компьютера.

Рисунок 11. Схема материнской платы IBM PC совместимого компьютера.

1.1.7 Видеокарта [2]

Видеока́рта (также видео ка́рта, видеоада́птер, графический ада́птер, графи́ческая пла́та, графи́ческая ка́рта, графи́ческий ускори́тель, 3D-ка́рта) — устройство, преобразующее графический образ, хранящийся как содержимое памяти компьютера (или самого адаптера), в форму, пригодную для дальнейшего вывода на экран монитора. Первые мониторы, построенные на электронно-лучевых трубках, работали по телевизионному принципу сканирования экрана электронным лучом, и для отображения требовался видеосигнал, генерируемый видеокартой.

Однако эта базовая функция, оставаясь нужной и востребованной, ушла в тень, перестав определять уровень возможностей формирования изображения — качество видеосигнала (чёткость изображения) очень мало связано с ценой и техническим уровнем современной видеокарты. В первую очередь, сейчас под графическим адаптером понимают устройство с графическим процессором — графический ускоритель, который и занимается формированием самого графического образа. Современные видеокарты не ограничиваются простым выводом изображения, они имеют встроенный графический процессор, который может производить дополнительную обработку, снимая эту задачу с центрального процессора компьютера. Например, все современные видеокарты Nvidia и AMD (ATi) осуществляют рендеринг графического конвейера OpenGL и DirectX на аппаратном уровне. В последнее время также имеет место тенденция использовать вычислительные возможности графического процессора для решения неграфических задач.

Обычно видеокарта выполнена в виде печатной платы (плата расширения) и вставляется в разъём расширения, универсальный либо специализированный (AGP, PCI Express). Также широко распространены и встроенные (интегрированные) в системную плату видеокарты — как в виде отдельного чипа, так и в качестве составляющей части северного моста чипсета или ЦПУ; в этом случае устройство, строго говоря, не может быть названо видеокартой.

Современная видеокарта состоит из следующих частей:

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. Является основой графической платы, именно от него зависят быстродействие и возможности всего устройства.
Видеоконтроллер отвечает за формирование изображения в видеопамяти, даёт команды RAMDAC на формирование сигналов развёртки для монитора и осуществляет обработку запросов центрального процессора.
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.
Видео-ОЗУ. Видеопамять выполняет функцию кадрового 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. Видеопамять бывает нескольких типов, различающихся по скорости доступа и рабочей частоте.
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.
TMDS (Transition-minimized differential signaling — дифференциальная передача сигналов с минимизацией перепадов уровней) передатчик цифрового сигнала без ЦАП-преобразований. Используется при DVI-D, HDMI, DisplayPort подключениях.
Коннектор.

Видеоадаптеры MDA, Hercules, EGA и CGA оснащались 9-контактным разъёмом типа D-Sub. Изредка также присутствовал коаксиальный разъём Composite Video, позволяющий вывести черно-белое изображение на телевизионный приёмник или монитор, оснащённый НЧ-видеовходом.

Видеоадаптеры VGA и более поздние обычно имели всего один разъём VGA (15-контактный D-Sub). Изредка ранние версии VGA-адаптеров имели также разъём предыдущего поколения (9-контактный) для совместимости со старыми мониторами. Выбор рабочего выхода задавался переключателями на плате видеоадаптера.

В настоящее время платы оснащают разъёмами DVI или HDMI, либо DisplayPort в количестве от одного до трёх (некоторые видеокарты ATi последнего поколения оснащаются шестью коннекторами).

Порты DVI и HDMI являются эволюционными стадиями развития стандарта передачи видеосигнала, поэтому для соединения устройств с этими типами портов возможно использование переходников (разъём DVI к гнезду D-Sub — аналоговый сигнал, разъём HDMI к гнезду DVI-D — цифровой сигнал, который не поддерживает технические средства защиты авторских прав (англ. High Bandwidth Digital Copy Protection, HDCP), поэтому без возможности передачи многоканального звука и высококачественного изображения). Порт DVI-I также включает аналоговые сигналы, позволяющие подключить монитор через переходник на старый разъём D-SUB (DVI-D не позволяет этого сделать).

Также на видеокарте могут быть размещены композитный и компонентный S-Video видеовыход; также видеовход (обозначаются, как ViVo)

Рисунок 12. Порты на видео карте

Система охлаждения предназначена для сохранения температурного режима видеопроцессора и (зачастую) видеопамяти в допустимых пределах.

1.1.8 Звуковая карта [2]

Звуковая карта (звуковая плата, аудиокарта; англ. sound card) — дополнительное оборудование персонального компьютера, позволяющее обрабатывать звук (выводить на акустические системы и/или записывать). На момент появления звуковые платы представляли собой отдельные карты расширения, устанавливаемые в соответствующий слот. В современных материнских платах представлены в виде интегрированного в материнскую плату аппаратного кодека (согласно спецификации Intel AC’97 или Intel HD Audio).

1.1.9 Оптический привод [2]

Опти́ческий при́вод — устройство, имеющее механическую составляющую, управляемую электронной схемой и предназначенное для считывания и (в большинстве современных моделей) записи информации с оптических носителей информации в виде пластикового диска с отверстием в центре (компакт-диск, DVD и т. д.); процесс считывания/записи информации с диска осуществляется при помощи лазера.

Разработанный в конце 1970-х первоначально для чтения компакт-дисков, для абстрагирования от формата и типа диска, в обиходе называется обобщающим названием дисковод, по принципу чтения информации с носителя.

Сам по себе оптический привод может быть в виде составляющей конструкции в составе более сложного оборудования (например, бытового DVD-проигрывателя) либо выпускаться в виде независимого устройства со стандартным интерфейсом подключения (PATA, SATA, USB), например, для установки в компьютер.

1.1.10 Система охлаждения [2]

Система охлаждения компьютера — набор средств для отвода тепла от нагревающихся в процессе работы компьютерных компонентов.

Тепло в конечном итоге может утилизироваться:

В атмосферу (радиаторные системы охлаждения):
Пассивное охлаждение (отвод тепла от радиатора осуществляется излучением тепла и естественной конвекцией)
Активное охлаждение (отвод тепла от радиатора осуществляется излучением (радиацией) тепла и принудительной конвекцией (обдув вентиляторами))
Вместе с теплоносителем (системы жидкостного охлаждения)
За счет фазового перехода теплоносителя (системы открытого испарения)

По способу отвода тепла от нагревающихся элементов системы охлаждения делятся на:

Системы воздушного (аэрогенного) охлаждения
Системы жидкостного охлаждения
Фреоновая установка
Системы открытого испарения

Также существуют комбинированные системы охлаждения, сочетающие элементы систем различных типов:

Ватерчиллер
Системы с использованием элементов Пельтье

1.2 Конфигурация современного ПК

После ознакомления с основными внутренними компонентами ПК соберем современный компьютер.

Современные компьютерные технологии не стоят на месте они усовершенствуются год за годом. На данный момент 2016 года современными конфигурациями компьютера можно привести:

- Процессор Intel® Core™ i7-670

Характеристики процессора

Модель	Core™ i7-6700K
Ядро	Skylake
Тип разъема	Socket 1151
Тактовая частота	4.00 ГГц
Технология изготовления	14 нм
Частота системной шины	МГц
Число ядер	4
Кэш L1	4 x 32 Кб
Кэш L2	4 x 256 Кб
Кэш L3	8192 Кб
Поддерживаемая память	DDR3L/DDR4
Частота поддерживаемой памяти	pc - 17000 (2133 МГц)
Технологии, команды и инструкции	SSE4.1/4.2, AVX 2.0
Тепловыделение (TDP)	91 Вт
Дополнительно	Встроенное графическое ядро HD Graphics 530

- Материнская плата GIGABYTE GA-Z170X-Gaming 3

Характеристики материнской платы

Тип разъема процессора	Socket 1151
Поддерживаемые процессоры	Процессоры 6-е поколение Intel® Core™ i7 / i5 / i3 / Pentium® / Celeron® LGA1151
Чипсет	Intel Z170
Оперативная память	4 x DDR4 DIMM SDRAM 288-pin 1.2В Максимальный объем памяти: 64 Гб Максимальный стандарт: PC4-17000 (DDR4-2133) Поддерживаются ECC UDIMM 1Rx8/2Rx8 Поддерживаются non-ECC UDIMM 1Rx8/2Rx8/1Rx16 Поддержка Extreme Memory Profile (XMP) Поддерживается двухканальная архитектура памяти В режиме Overclocking поддержка памяти DDR4 3466/ 3400/ 3333/ 3300/ 3200/ 3100/ 3000/ 2933/ 2800/ 2666/ 2400
Видео	Графическое ядро интегрировано в центральный процессор
Звук	7.1-канальный Realtek® ALC1150 кодек
Сеть	Killer E2201 LAN chip (10/100/1000 Mbit)
Слоты расширения	PCI - отсутствует 3 x PCI-E x1 3 x PCI-E x16 Один PCI-E x16 работает в режиме х8 / Один PCI-E x16 работает в режиме х4 Три слота PCI-E x16 поддерживают стандарт PCI Express 3.0 Поддержка ATI CrossFireX (3-Way) / NVIDIA SLI (2-Way)
Интерфейсы устройств	Floppy отсутствует UltraDMA (IDE) отсутствует SATA II - Отсутствуют 6 x SATA III RAID: 0, 1, 5, 10
mSATA	mSATA - Отсутствует
M.2 PCIe	2 x Есть
SATA Express	3 x Есть
Разъемы USB	6 x USB 2.0 Всего (2 разъема USB 2.0 на панели I/O) 7 x USB 3.0 Всего (3 разъема USB 3.0 на панели I/O) 2 x USB 3.1 Всего (2 разъема USB 3.1 на панели I/O)
Видеоразъемы	VGA DVI HDMI Display Port - Отсутствует
Разъемы на панели I/O	1 x Разъём RJ-45 Порт eSATA отсутствует Разъём COM отсутствует Разъём LPT отсутствует Разъем IEEE1394a отсутствует 1 x Один оптический разъём S/PDIF 5 аудиоразъемов
Разъемы на материнской плате	Коннектор IEEE1394а отсутствует Один коннектор SPDIF out 1 x Один коннектор последовательного порта (COM) Коннектор параллельного порта (LPT) отсутствует 1 x Thunderbolt™ add-in card connector
Разъем питания	24-pin+8-pin
Поддержка Wi-Fi	Отсутствует
Форм-фактор	ATX

- Память SO-DIMM DDR4 4Gb (pc-17000) 2133MHz Kingston S8

Характеристики оперативной памяти

Тип памяти	260-pin 1.2В SO-DIMM DDR4
Стандарт памяти	pc4-17000
Объем	4 Гб
Частота работы	2133 МГц
Пропускная способность	17000 Мб/с
Латентность	CL15
Тайминги	15-15-15
Проверка и коррекция ошибок	Отсутствует
Буферизация	Отсутствует
Напряжение питания	1.2 В

- Блок питания Aerocool 775W Retail HERO 775

Характеристики блока питания

Тип	ATX 12В 2.3
Мощность	775 Вт
Модульный	Нет
Коррекция фактора мощности (PFC)	Активная
Разъемы	Питание материнской платы (24-pin): разборный 24-pin коннектор, 4 контакта отдельно Питание центрального процессора (4/8-pin): один 8-pin (разборный, 4+4-pin) коннектор Питание видеоплаты (6/8-pin): четыре 8-pin (разборный, 2 контакта отдельно) коннектора SATA (15-pin): шесть коннекторов Molex (4-pin): четыре коннектора Floppy (4-pin): один коннектор
Сертификат 80 PLUS	Bronze
Нагрузка шины	Шина +3.3 В - 22 А Шина +5 В - 22 А Шина +12 В - 58 А Шина -12 В - 0.4 А Шина +5 Вsb - 2.5 А
Размер вентилятора	120 мм
Комбинированная нагрузка	Шины +3.3 В, +5 В - 140 Вт Две линии +12 В - 696 Вт
Защита	От превышения силы тока, превышения/понижения напряжения, перегрузки выхода, короткого замыкания

- Видеокарта 8Gb <PCI-E> GIGABYTE GV-N1080G1 GAMING-8GD

Характеристики видеокарты

Графический процессор	NVIDIA GeForce GTX1080
Ядро	GP104 Pascal
Универсальных конвейеров	2560
Тип оперативной памяти	GDDR5X
Размер оперативной памяти	8192 МБ
Частота чипа	1695 МГц
Частота чипа в режиме BoostClock	1835 МГц
Частота памяти	10010 МГц
Частота RAMDAC	400 МГц
Шина памяти	256 бит
Интерфейс	PCI-E x16 3.x/2.x
Максимальное разрешение	7680 x 4320
Охлаждение	Система охлаждения WINDFORCE 3X (Радиатор + 3 вентилятора)
Рекомендованная мощность блока питания	500 Вт
Разъемы	1 x DVI 1 x HDMI VGA — Отсутствует 3 x DisplayPort
Разъемы дополнительного питания	Один 6-pin, один 8-pin

Дополнительно	Поддержка DirectX 12 Поддержка OpenGL 4.5 Nvidia G-SYNC VR Ready

- Жесткий диск 8Tb Western Digital WD8002FRYZ

Характеристики жесткого диска

Тип	Жесткий диск (HDD)
Серия	WD Gold
Тип подключения	Внутренний
Емкость	8000 ГБ
Интерфейс	SATA III
Размер буфера	128 Мб
Скорость вращения шпинделя	7200 об/мин.
Форм-фактор	3.5 ''
Скорость чтения до	205 Мб/с
Скорость записи до	205 Мб/с
Шум	До 36 дБ
Дополнительно	Поддержка NCQ Поддержка секторов размером 4 Кб

- Оптический накопитель DVD±RW Samsung SH-224FB/BEBE

Характеристики оптического накопителя

Тип	Перезаписывающий DVD/CD дисковод
Тип подключения	Внутренний
Интерфейс	SATA
Цвет	Черный
Максимальная скорость записи	24x - DVD 48x - CD
Скорость записи	DVD±R: 24x DVD-RW: 6x DVD+RW: 8x DVD-R DL: 12x DVD+R DL: 16x DVD-RAM: 12x CD-R: 48x CD-RW: 24x
Скорость чтения	DVD: 16x CD: 40x
Ориентация дисковода	Горизонтальная + вертикальная
Метод загрузки диска	Выдвижной лоток

На данный момент стоимость всех запчастей составит примерно 150 тыс. рублей. Данный компьютер для офиса не подходит, пока что на него высокая цена, но для дома вполне хватит его на несколько лет в перед.

Для работы на ПК так же требуется и периферийное оборудование.

Глава 2. Архитектура периферийного оборудования

2.1. Периферийное оборудование

В состав периферийного оборудования входят:

Видеомонитор;

Принтер;

Сканер;

Манипуляторы;

и другие устройства.

Рассмотрим устройства подробнее.

2.2 Видеомонитор [1]

Видеомониторы — устройства, предназначенные для вывода информации от ПК пользователю. Мониторы бывают монохромные (зеленое или янтарное изображение, большая разрешающая способность) и цветные. Самые качественные RGB-мониторы, обладают высокой разрешающей способностью для графики и цвета. Используется тот же принцип электронной лучевой трубки как у телевизора. В портативных ПК используют электролюминесцентные или жидкокристаллические панели. Мониторы могут работать в текстовом и графическом режимах. В текстовом режиме изображение состоит из знакомест — специальных знаков, хранимых в видеопамяти дисплея, а в графическом изображение состоит из точек определенной яркости и цвета. Основные характеристики видеомониторов - разрешающая способность (от 600х350 до 1024х768 точек), число цветов (для цветных) -от 16 до 256, частота кадров фиксированная 60 Гц.

2.3 Принтер [1]

Принтеры — это устройства вывода данных из ЭВМ, преобразовывающие информационные ASCII-коды в соответствующие им графические символы и фиксирующие эти символы на бумаге. Принтеры - наиболее развитая группа внешних устройств, насчитывается более 1000 модификаций.

Принтеры бывают черно-белые или цветные по способу печати они делятся на:

матричные — в этих принтерах изображение формируется из точек ударным способом, игольчатая печатающая головка перемещается в горизонтальном направлении, каждая иголочка управляется электромагнитом и ударяет бумагу через красящую ленту. Количество игл определяет качество печати (от 9 до 24), скорость печати 100-300 символов/сек, разрешающая способность 5 точек на мм;

струйные — в печатающей головке имеются вместо иголок тонкие трубочки - сопла, через которые на бумагу выбрасываются мельчайшие капельки чернил (12 - 64 сопла), скорость печати до 500 символов/сек, разрешающая способность - 20 точек на мм;

термографические — матричные принтеры, оснащенные вместо игольчатой печатающей головки головкой с термоматрицей, при печати используется специальная термобумага;

лазерные — используется электрографический способ формирования изображений, лазер служит для создания сверхтонкого светового луча, вычерчивающего на поверхности светочувствительного барабана контуры невидимого точечного электронного изображения. После проявления изображения порошком красителя (тонера), налипающего на разряженные участки, выполняется печать - перенос тонера на бумагу и закрепление изображения на бумаге при помощи высокой температуры. Разрешение у таких принтеров до 50 точек/мм, скорость печати - 1000 символов/сек.

2.4 Сканер [1]

Сканеры - устройства ввода в ЭВМ информации непосредственно с бумажного документа. Можно вводить тексты, схемы, рисунки, графики, фотографии и другую информацию. Файл, создаваемый сканером в памяти ЭВМ называется битовой картой. Существует два формата представления графической информации в ЭВМ:

растровый — изображение запоминается в виде мозаичного набора множества точек на экране монитора, редактировать такие изображения с помощью текстовых редакторов нельзя, эти изображения редактируют в Corel Draw, Adobe PhotoShop;

текстовый — информация идентифицируется характеристиками шрифтов, кодами символов, абзацев, стандартные текстовые процессоры предназначены для работы именно с таким представлением информации.

Битовая карта требует большого объема памяти, поэтому после сканирования битовые карты упаковывают с помощью специальных программ (PCX, GIF). Сканер подключается к параллельному порту. Сканеры бывают:

черно-белые и цветные (число передаваемых цветов от 256 до 65 536);

ручные перемещаются по изображению вручную, за один проход вводится небольшое количество информации (до 105 мм), скорость считывания - 5-50 мм/сек;

планшетные — сканирующая головка перемещается относительно оригинала автоматически, скорость сканирования -2-10 сек на страницу;

роликовые — оригинал автоматически перемещается относительно сканирующей головки;

проекционные - напоминают фотоувеличитель, внизу -сканируемый документ, сверху - сканирующая головка;

штрих-сканеры — устройства для считывания штрих-кодов на товарах в магазинах.

Разрешающая способность сканеров от 75 до 1600 точек/дюйм.

2.5 Манипуляторы [1]

Манипуляторы - компьютерные устройства, управляемые руками оператора:

мышь — устройство для определения относительных координат (смещения относительно предыдущего положения или направления) движения руки оператора. Относительные координаты передаются в компьютер и при помощи специальной программы могут вызывать перемещения курсора на экране. Для отслеживания перемещения мыши используются различные виды датчиков. Самый распространенный - механический (шарик, к которому прикасаются несколько валиков), существует еще оптический датчик, обеспечивающий более высокую точность считывания координат;

джойстик — рычажный указатель - устройство для ввода направления движения руки оператора, их чаще используют для игр на компьютере;

дигитайзер или оцифровывающий планшет — устройство для точного ввода графической информации (чертежей, графиков, карт) в компьютер. Он состоит из плоской панели (планшета) и связанного с ней ручного устройства - пера. Оператор ведет вдоль графика перо, при этом абсолютные координаты поступают в компьютер.

Клавиатура — устройство для ввода информации в память компьютера. Внутри расположена микросхема, клавиатура связана с системной платой, нажатие любой клавиши продуцирует сигнал (код символа в системе ASCII -16-ричный порядковый номер символа в таблице), в памяти ЭВМ специальная программа по коду восстанавливает внешний вид нажатого символа и передает его изображение на монитор.

Заключение

Были рассмотрены:

- основные компоненты архитектуры современного ПК и их предназначения;
- периферийные устройства и их предназначения.

Подобраны комплектующие для современного персонального компьютера и приведены их характеристики.

Активное развитие микроэлектроники, появление и постоянное совершенствование микроминиатюрных интегральных электронных элементов создали основу для развития и совершенствования персональных компьютеров. Производительность их взросла на три порядка, при этом, что очень важно цена практически не изменилась. ПК стал доступен массовому потребителю, и теперь в развитых странах мира компьютер имеется на большинстве рабочих мест и в большинстве семей.

Сейчас ПК особенно популярны, т.к. они компактны, не требуют специальных условий эксплуатации, дешевы, благодаря дружественному интерфейсу с пользователем не требует специальной профессиональной подготовки при выполнении большей части работ. Все это обусловливается хорошо развитой и усовершенствованной архитектурой ПК, позволяющей активно, качественно, рационально и легко использовать ресурсы ЭВМ при информационно-вычислительных процессах. Так как в информационном обществе главным ресурсом является информация, именно на основе владения информацией о самых различных процессах и явлениях можно эффективно и оптимально строить любую деятельность. А эффективная работа компьютера обеспечивается взаимодействием всех его важнейших деталей и компонентов, образующих его архитектуру. Поэтому невозможно представить современные производственные процессы в мировом информационном сообществе без использования ПК с хорошо разработанной архитектурой.

Процесс усовершенствования ПК продолжается, разрабатываются и испытываются новейшие технологии в получении, обработке, хранении и передаче информации, изменяются и развиваются структурные элементы ПК, его работа становится все более производительной и качественной, а использование все более простым и понятным. Все это усиливает роль ПК как главного компонента при решении сложнейших задач и делает его незаменимым предметом в современной информационной эпохе.

Список литературы

http://imcs.dvfu.ru/lib/eastprog/architecture.html
https://ru.wikipedia.org/wiki
http://www.oldi.ru/
http://www.intel.ru/
http://www.gigabyte.ru/
www.kingston.com
www.aerocool-russia.ru
www.westerndigital.com
www.samsung.ru