Дипломная работа: Формирование самостоятельной деятельности учащихся в процессе изучения основ аппаратных средств компьютера в курсе информатики основной школы

При выборе материнской платы необходимо обращать внимание на:

l  форм-фактор (стандарт размера материнской платы, который должен совпадать с таким же стандартом корпуса)

l  тип поддерживаемого процессора (фирма, максимальные характеристики и сокет (слот для процессора)

l  количество слотов для видеокарт и наличие поддержки технологии распределения обработки изображения на экране между несколькими видеокартами (SLI или CrossFire)

l  максимальное количество поддерживаемой оперативной памяти и ее тип

l  количество встроенных сетевых карт

l  качество встроенной звуковой карты

Тип поддерживаемого материнской платой процессора необходимо определять после того, как вы определились с выбором самого процессора и видеокарты.

1.3.4 Видеокарта

Видеокарта (видеоадаптер) — устройство с помещенным на нем процессором и некоторым объемом оперативной памяти, которое предназначено для обработки графической информации.

Фирмы-изготовители

Основные фирмы-изготовители: ATI (приобретена фирмой AMD в 2006 г.), nVidia, Intel.

Обычно видеокарта является платой расширения и вставляется в разъём расширения, универсальный - PCI-Express или специализированный (AGP), но бывает и встроенной (интегрированной). Встроенная видеокарта не имеет отдельной оперативной памяти, она использует оперативную память ПК. Мощность ее, как правило, очень невелика, ее не хватит для серьезной работы с графикой или для современных игр, но вполне достаточна для домашнего или офисного ПК. Для графической станции или игрового ПК необходима отдельная видеокарта. Для таких на материнской плате отведены специальные слоты типа PCI-E.

Параметры, которые определяет видеокарта:

l  Количество цветов

Любая современная видеокарта обеспечит вам количество цветов от 16 (однако вряд ли такая блеклая картинка вас порадует) до нескольких десятков миллионов, вплотную приближаясь к границе чувствительности человеческого глаза. Как правило, говорят о трех цветовых конфигурациях (или же режимах глубины цвета):

1) Low Color (или 8-разрядный цвет) — режим 256 цветов

2) High Color (или 16-разрядный цвет)— режим «высококачественного цвета» (65 тысяч цветов)

3) True Color (или 32-разрядный цвет) — режим «реального цвета» (16 миллионов цветов)

l  Тип интерфейса с монитором

l  Частота дискретизации

Характеристики:

l  Ширина шины памяти

Измеряется в битах — количество бит информации, передаваемой за такт. Важный параметр в производительности карты.

l  Объём видеопамяти

Измеряется в мегабайтах — объём встроенной оперативной памяти видеокарты.

l  Частоты ядра и памяти

Измеряются в мегагерцах. Чем больше, тем быстрее видеокарта будет обрабатывать информацию.

l  Выводы карты (интерфейсы)

VGA, DVI, HDMI, SVIDIA, Display Port

Видеопамять

Так как пропускной способности шины памяти в современных компьютерах катастрофически не хватает для обеспечения нормального функционирования высокопроизводительных видеокарт, то большинство из них оснащены собственной памятью, используемой для хранения необходимых в процессе работы данных. Исходя из этого, можно сделать вывод - чем больше у видеокарты объем памяти, тем больше ее производительность (как любят утверждать маркетологи). Но это не всегда верно. Например, большинство массовых игр ограничивает требования определенным объемом памяти, и превышение этого объема не приведет к увеличению производительности. Гораздо более важными параметрами видеопамяти являются ее производительность, то есть рабочая частота и ширина шины.

Существует множество видов видеопамяти, используемой в видеокартах, таких, как: SDRAM, DDR SDRAM, SGRAM, MDRAM, RDRAM. Старая SDR-память практически нигде не встречается, да и сменившая ее DDR (с удвоенной относительно SDR производительностью) если и встречается, так только в самых дешевых бюджетных решениях. В массовых видеокартах наиболее распространена видеопамять типа DDR2 (и ее несколько улучшенный вариант GDDR3). Наиболее производительные видеокарты комплектуются видеопамятью GDDR4, которая помимо того, что работает в два раза быстрее, чем GDDR3, отличается пониженным напряжением питания, и, следовательно, уменьшенным энергопотреблением.

При подборке видеокарты касательно видеопамяти нас будет интересовать только ее объем. Как правило, в настоящее время видеокарты имеют память 128 Мб и более, чего вполне достаточно для комфортной работы с любыми офисными приложениями, а также для просмотра видео. Больший объем видеопамяти требуется лишь в 3D-играх, а также при работе с профессиональными графическими пакетами.

Тактовая частота графического процессора

Определяет максимальный объем работы, который процессор может выполнить в единицу времени. Чем больше тактовая частота, тем выше производительность видеокарты. На данный момент современные видеоадаптеры имеют частоту графического процессора от 500+ до 1000+ МГц.

Ширина шины памяти

Ширина шины памяти, наряду с тактовой частотой, является важнейшим параметром, определяющим производительность видеопамяти. Большая ширина позволяет передавать большее количество информации в единицу времени из видеопамяти в GPU и обратно, что, естественно, обеспечивает большую производительность видеокарты (при прочих равных условиях).

В современных видеокартах ширина шины памяти составляет:

l  для бюджетных видеокарт - 64 или 128 бит;

l  для карт среднего уровня - 128 или 256 бит;

l  для самых дорогих High-End видеокарт - от 256 до 512 бит.

Выводы (интерфейсы, внешние разъемы) видеокарты

Для подключения внешних видеоустройств на видеокартах, могут использоваться аналоговые интерфейсы VGA, S-Video и цифровые - DVI и HDMI. Первоначально видеоадаптер имел всего один разъём типа VGA. В настоящее время платы оснащают одним или двумя разъёмами DVI или HDMI, либо Display Port. Порты DVI и HDMI являются эволюционными стадиями развития стандарта передачи видеосигнала, поэтому для соединения устройств с этими типами портов возможно использование переходников.

До последнего времени основным интерфейсом для вывода изображения на ЭЛТ и ЖК-мониторы являлся аналоговый VGA-выход. Аналоговый разъем S-Video (или S-VHS) применяется в основном для вывода компьютерного изображения на бытовые телевизоры и другую домашнюю видеотехнику. Существенным недостатком этого интерфейса является то, что в современных видеокартах могут использоваться несколько вариантов разъема S-Video, с разным количеством контактов и не всегда совместимых друг с другом

Современные ЖК-мониторы, проекторы, телевизоры и плазменные панели могут подключаться к видеокартам по цифровому видеоинтерфейсу DVI (Digital Visual Interface). DVI обеспечивает неискаженную передачу изображения, особенно заметную в высоких разрешениях. Интерфейс DVI может быть как исключительно цифровой DVI-D, так и комбинированный DVI-I, в котором наряду с цифровыми линиями имеются и аналоговые (VGA). Монитор с аналоговым VGA-разъемом подключается к DVI-I через специальный переходник.

Мультимедийный интерфейс HDMI (High Definition Multimedia Interface) присутствует в некоторых новых видеокартах, телевизорах и других домашних мультимедийных устройствах. Главная особенность HDMI - возможность передавать по одному кабелю на расстояние до 10 м наряду с цифровым видеосигналом еще и аудио без потери качества. Благодаря этому количество соединительных проводов (настоящий бич современных мультимедийных систем) существенно уменьшается.

Dispay Port позволяет подключать до четырёх устройств, в том числе акустические системы и иные устройства ввода-вывода.

При выборе видеокарты необходимо определиться с тем, какие интерфейсы вам будут необходимы. Для ПК типа «домашний» или «офисный», как уже говорилось выше, достаточно встроенной видеокарты с VGA интерфейсом. Для ПК типа «графическая станция» или «игровой» желательно иметь видеокарту как минимум с поддержкой DVI или HDMI.

Технологии поддержки многокарточности

На сегодняшний момент времени разработаны две наиболее перспективные технологии поддержки многокарточности, которые объединяют ресурсы 2 или 4 видеокарт и существенно повышают их производительность – SLI и CrossFire.

SLI (Scalable Link Interface - масштабируемый объединительный интерфейс) - программно-аппаратная технология NVIDIA, обеспечивающая установку и совместную работу двух видеокарт. Нагрузка между ними распределяется динамически, что позволяет значительно увеличить производительность видеосистемы и получить высокое качество отображения трехмерной графики. Для нормальной работы видеокарт в SLI-режиме, необходима материнская плата (пока только на чипсетах NVIDIA) с двумя графическими слотами, допускающими установку видеокарт с интерфейсом PCI-Express (обе видеокарты должны быть построены на одинаковых GPU (центральных процессорах). Для обмена информацией между ними, чаще всего используется специальный SLI - коннектор, хотя в отдельных случаях возможна связь через интерфейс PCI-E.

CrossFire является ответом компании ATI на инновацию NVIDIA SLI и также позволяет использовать две видеокарты для увеличения производительности видеосистемы. Для нормальной работы всей системы совсем не обязательно, чтобы обе карты были выполнены на схожих чипах (как в случае NVIDIA SLI), спецификации CrossFire подразумевают гибкое динамическое распределение нагрузки ATI CrossFire Editon под любую комбинацию видеокарт ATI, поддерживающих CrossFire.

Обе данные технологии хорошо подойдут к ПК типа «графическая станция» и «игровой». Какую из них предпочесть, определяется личным вкусом каждого – доверяете ли вы больше фирме nVidia или ATI. А также возможностями вашей материнской платы.

Размер видеокарты

Не последнюю роль играет размер видеокарты. Если вы уже выбрали материнскую плату, необходимо подобрать такую видеокарту, которая без лишних трудностей помещалась бы в разъем и не мешала бы подсоединению остальных устройств. При выборе материнской платы со встроенной видеокартой проблемы размета перед вами стоять не будет.

Тип охлаждения

На данный момент существует 2 типа охлаждения устройств ПК: пассивное и активное.

Пассивные системы были первыми охлаждающими устройствами в эволюции холодильного оборудования для компьютеров. Свое название они получили из-за отсутствия движущихся механизмов и источников питания. Обычный радиатор – самая распространенная пассивная система охлаждения, работающая на принципах теплообмена с окружающим воздухом (горячий воздух поднимается, холодный - опускается). Эффективность работы радиатора зависит от двух факторов: площади поверхности и материала изготовления. Современные радиаторы изготавливают из меди.

В современных компьютерах из-за высокого тепловыделения компонентов охлаждение только с помощью пассивных систем невозможно. Поэтому пассивные системы охлаждения являются неизменными спутниками активных систем и в качестве автономного охладителя выступают только в наименее горячих местах.

Активные системы охлаждения

Воздушное охлаждение до сих пор остается самым популярным способом борьбы с температурными излишками. Суть этого метода сводится к организации правильного воздушного потока - горячий воздух должен эффективно выводиться за пределы системного блока. Сейчас каждая видеокарта имеет как пассивное, так и активное охлаждение. Существуют такие типы охлаждения, которые занимают сосдений слот PCI-E, и такие видеокарты будут занимать не 1, а 2 слота на материнской плате.

При выборе видеокарты необходимо обращать внимание на имеющуюся у нее систему охлаждения, ее эффективность, рациональность и удобство расположения.

Пример:

PCI-E 1024mb ASUS ENGTX285 / HTDP (GeForce GTX285)

l  Графический процессор       NVIDIA GeForce GTX 285

l  Частота процессора     648 МГц

l  Объем памяти     1024 Мб DDR3

l  PCI-Express        PCI Express 2.0

l  Сайт производителя    www.asuscom.ru

l  Максимальное разрешение  2560 x 1600

l  Разрядность памяти    512 бит

l  Частота памяти   2.484 ГГц ( 1.242 ГГц DDR3 )

l  DVI  2 выхода DVI-I

l  TV out       HDTV Output (YPbPr)

l  Вид   Видеокарта

l  D-Sub Output     Yes x 1 (via DVI to D-Sub adaptor x 1 )

1.3.5. Звуковая карта

Звуковая карта — устройство, предназначенное для обработки звука. В настоящее время звуковые карты бывают как встроенными в материнскую плату, так и отдельными платами расширения аналогично видеокартам.

Фирмы-изготовители

Creative Labs, Diamond Multimedia System, Inc., ESS Technology, KYE Systems (Genius), Turtle Beach Systems, Yamaha Media Technology.

Как правило, звуковая карта имеет следующие интерфейсы: линейный выход или микрофонный выход, линейный вход / микрофонный вход / цифровой вход/выход, дополнительный аудио вход.

Интерфейс подключения – стандартный PCI или PCI-E.

Характеристики:

l  объем цифрового преобразователя

l  частота дискретизации

l  диапазон воспроизводимых частот

l  отношение сигнал/шум

l  интерфейс подключения и интерфейсы выхода

При выборе хорошей звуковой карты следует также руководиться принципом: чем больше каждая из характеристик, тем лучше. Как правило, качественные звуковые карты стоят довольно дорого и необходимы только тем, кто занимается профессиональной обработкой звука. При выборе ПК типа «графическая станция», или «офисный» достаточно встроенной видеокарты.

Игры, такие как Unreal Tournament, Quake3: Arena и Messiah, могут достаточно "нагрузить" ваш ПК. Если у вас стоит не самый быстрый процессор, то при попытке поставить наиболее реалистичное качество звука, нагрузка на ваш процессор будет увеличена. Хотя на сегодняшний момент выбор звуковых карт для тех, кто хочет добиться большего реализма в играх достаточно широк.

При выборе ПК типа «домашний» будет правильно подобрать хорошую звуковую карту, которая обеспечит высокое качество звука например, при просмотре видео.

Минимальные требования к такой карте:

l  поддержка четырех колонок

l  цифровая совместимость

l  разъемы для CD, видео, а так же дополнительные разъемы

1.3.6 Оперативная память

Оперативная память (ОЗУ) – устройство, предназначенное для временного хранения данных, с которыми ПК работает в данный момент. Это отличительная особенность оперативной памяти. Оперативная память является самой быстрой памятью в компьютере, но у нее есть и недостатки. В частности – вся информация в ней существует, пока к этому устройству подается электрический ток (грубо говоря, пока ваш ПК включен).

Характеристики ОЗУ:

l  объем

l  тип

Объем ОЗУ измеряется в мегабайтах. Существует минимальный объем памяти, меньше которого иметь нельзя. Он зависит от операционной системы, которую вы собираетесь использовать. Если Вы будете работать в Windows 98, необходимо, как минимум, 16Mb. Для Windows NT потребуется 32Mb. Чем больше памяти, тем лучше производительность ПК. Оперативная память влияет на производительность ПЦ в целом не меньше, чем ЦП. Если вы выбрали довольно мощный ЦП, но не рассчитываете обеспечить свой ПК большим количеством оперативной памяти, то ЦП будет работать вхолостую. Также и наоборот – большое количество оперативной памяти при маломощном ЦП не обеспечит хорошую производительность компьютеру. Технически максимальный объем памяти ограничивается возможностями материнской платы и операционной системы. Операционная система Windows XP, одна из самых популярных на данный момент, не позволяет иметь оперативной памяти больше, чем 4 Гб в целом, а использует при этом только до 3Гб. Следующее поколение операционных систем Windows – Windows Vista позволяет использовать много большее количество оперативной памяти. Соответственно, при определении количества объема оперативной памяти на вашем ПК необходимо учитывать, сможет ли такой объем поддерживать ваша материнская плата и тип операционной системы, на которой вы будете работать.

На данный момент используется ОЗУ типа DDR (Double Data Rate, удвоенная скорость передачи) – DDR2 или следующее поколение – DDR3. Для ПК типа «графическая станция» необходим довольно большой объем ОП, т.к. перед этим типом ПК ставятся задачи высокого класса и требуется обработка довольно большого количества информации одновременно. Обработка какой бы то ни было графики на ПК всегда требовало много ресурсов. ПК типа «игровой» также требователен к объему ОЗУ. Достаточно взглянуть на требования к характеристикам ПК, которые предъявляют многие современные игры. Например, игры «Mass Effect» или «Ведьмак» требуют как минимум 1Гб оперативной памяти. И это при том, что с таким объемом вы будете использовать не максимальные настройки игр. Для домашнего и офисного ПК не требуется большого объема, т.к. Классы задач, выполняемые этими типами ПК на порядок ниже.

Пример:

Samsung-SEC DDR DIMM 1024mb PC3200, 400MHz original

l  Samsung – фирма-производитель

l  DDR DIMM – тип оперативной памяти

l  1024mb - объем оперативной памяти

Таблица

	Графическая станция	Игровой ПК	Домашний ПК	Офисный ПК
Рекомендуемый объем ОЗУ	4 Гб и более	4 Гб	2 Гб	512 Мб

1.3.7 Блок питания

Блок питания (БП) – устройство, предназначенное для снабжения узлов компьютера электрической энергией. Также, будучи снабжён вентилятором, он участвует в охлаждении системного блока.

Характеристики:

l  габаритные размеры (размер самого БП (длина, ширина, высота) в см.

l  кнопки (как правило, имеет только 1 кнопку Power)

l  мощность блока питания (измеряется в Ватах)

l  расположение вентилятора

Как правило, на современных БП вентилятор располагается снизу, что лучше для охлаждения вашего ПК, но встречается и боковое расположение.

Каждое устройство компьютера потребляет определенное количество энергии. Снабдить все устройства энергией призван именно блок питания. Поэтому чем больше у вас устройств, чем больше они потребляют энергии, тем большей мощности вам потребуется блок питания. Также следует обратить внимание на максимально возможное количество питаемых им устройств.

1.4 Цена персонального компьютера и его комплектующих

При подборе хороших комплектующих к графической станции или игровому ПК рассчитывать на малую цену не приходится. Если это графическая станция, то на цену нельзя ориентироваться вообще. Нет смысла покупать плохие комплектующие для компьютера, который заведомо должен решать серьезные задачи. То же относится и к игровому ПК. Домашний ПК в плане дешевизны будет стоять на третьем месте. Самым дешевым будет офисный ПК. Однако, всегда есть возможность сэкономить на чем-либо, какой бы тип ПК вы не выбрали.

«Да» означает, что для данного типа ПК на данном устройстве можно сэкономить. Прочерк – нельзя сэкономить.

Таблица

Экономия:	Графическая станция	Игровой ПК	Домашний ПК	Офисный ПК
Материнская плата	___	___	да	да
Центральный процессор	___	да	да	да
Графическая подсистема	___	___	да	да
Объем ОЗУ	___	___	да	да
Объем жесткого диска	___	___	___	___
Игровые устройства	да	___	да	да
Периферийные устройства	да	да	___	да

1.5 Покупка и сборка

Начать подбирать комплектующие для будущего ПК необходимо с выбора фирмы-производителя и фирмы-продавца. На сегодняшний момент времени существует очень много фирм-производителей и еще больше фирм-продавцов, поставляющих на рынок. 3 главных правила, руководствуясь которыми, нужно выбирать фирму:

l  компьютерная фирма должна работать на рынке не менее трех лет

l  она обязательно должна специализироваться на продаже только компьютерной техники

l  отзывы клиентов о ней должны быть в большинстве своем положительными

Перечислим наиболее надежные фирмы, соответствующие вышеназванным критериям и их сайты:

USN - http://www.usn.ru

Polaris - http://polaris.ru

Белый ветер - http://www.digital.ru

Orion Computers - www.orion.ru

Netlab - http://www.netlab.ru/main.asp

Sunrize - http://www.pro.sunrise.ru

Достаточно много отрицательных отзывов было о некачественной работе фирме Formoza.

Наиболее известные и надежные фирмы-изготовители компьютерной техники:

Intel - http://www.intel.com/index.htm#/ru_RU_05

AMD - http://www.amd-unleash.com

Microstar - http://ru.msi.com/index.shtml

Elitegroup - http://www.elitegroup.ru

Gigabyte - http://www.gigabyte.ru

После выбора надежной фирмы можно приступать к подборке комплектующих по Интернету. После составления готовой конфигурации вашего ПК далее можно приступать к поездке в магазин или отдел на компьютерном рынке фирмы-продавца и заказу сборки.

2. Краткий пошаговый алгоритм подбора конфигурации персонального компьютера и основные ошибки, которых следует избегать

Общий алгоритм подборки комплектующих для ПК:

1.  определение с теми задачами, которые должен решать будущий ПК;

2.  определение форм-фактора ПК, типа корпуса и места расположения ПК в доме;

3.  подбор центрального процессора;

4.  подбор охлаждения для центрального процессора;

5.  подбор видеокарты;

6.  подбор дополнительной системы охлаждения для видеокарты;

7.  подбор оперативной памяти;

8.  подбор материнской платы под ЦП, ОЗУ и видеокарту;

9.  подбор звуковой карты;

10.  подбор блока питания;

11.  подбор периферийных и игровых устройств.

Основные ошибки при подборе конфигурации ПК:

l  покупка на сдачу блока питания (блок питания – жизнь всех компонентов ПК) и корпуса (корпус участвует в обеспечении системы охлаждения ПК). На этом нельзя экономить!

l  несовместимость компонентов ПК (материнской платы и ЦП, оперативной памяти и проч.)

3. Тесты

Этот параграф раскрыт в самой дипломной работе и здесь не приводится.

Список литературы также приведен в самой дипломной работе и здесь не приводится.

Заключение

В нашем руководстве мы постарались осветить все основные устройства персонального компьютера, а также все нюансы, которые необходимо учитывать при выборе домашнего компьютера. Также мы разработали и включили в данное руководство два полезных теста, которые помогут начинающему пользователю быстро и без проблем подобрать себе компьютер. Хотя это руководство и содержит много полезной информации, все же некоторая ее часть со временем устареет. Однако оно дает хороший плацдарм для самообразования и изучения этой темы в дальнейшем.