Сборник методических рекомендаций по дисциплине "Конструирование средств вычислительной техники"

Практическая работа № 4

Сокеты и микропроцессоры

Цель работы : ознакомиться с сокетами и соответствующими микропроцессором.

Оборудование: крестовая отвёртка, системный блок, тетрадь, ручка, линейка, карандаш.

Методические указания:

Чтобы выполнить задание, необходимо знать теоретический материал по данной теме.

Разъём центрального процессора — гнездовой или щелевой разъём, предназначенный для облегчения установки центрального процессора. Использование разъёма вместо прямого разъёма процессора на материнской плате упрощает замену процессора для модернизации или ремонта компьютера. Разъём может быть предназначен для установки собственно процессора или CPU-карты. Каждый разъём допускает установку только определённого типа процессора или CPU-карты.

Микропроцессор – операционная системная микросхема персональный компьютер. Все вычисления выполняются в ней. Процессор аппаратно реализуется на большой интегральной схеме (БИС). Большая интегральная схема на самом деле не является большой по размеру и представляет собой, наоборот, маленькую плоскую полупроводниковую пластину размером примерно 20х20 мм, заключенную в плоский корпус с рядами металлических штырьков (контактов). БИС является большой по количеству элементов. Использование современных высоких технологий позволяет разместить на БИС процессора огромное количество функциональных элементов, размеры которых составляют всего около 0.13 микрон (1 микрон = 10-6 м). Например, в процессоре Pentium 4 их около 42 миллионов.

В настоящее время для производства процессоров семейства AMD64 корпорация AMD переходит на использование новейшего техпроцесса - HiPerMOS 8 (HiP8). Этот технологический процесс, по которому в дальнейшем будут выпускаться все процессоры AMD, включает в себя ряд наиболее прогрессивных технологий для производства интегральных схем: 90 нм технологическое разрешение, медные проводники, low-k диэлектрик и технологию SOI.

Ход выполнения :

1) Отключить компьютер от сети

2) Снять статистическое U

3) Отключить соединительные кабели,

4) Снять левую боковую панель.

5) Снять блок питания Power Supply

6) Снять кулер фирмы Intel. Под ним обнаруживаем микропроцессор

7) По таблице «типы гнезд и разъемов для микропроцессора и их спецификации» определ ить соответствующий сокет на 2 –х рабочих станциях.

Типы гнезд и разъемов для микропроцессоров и их спецификации.

Разъёмы процессоров Intel:

Сокет	Описание и тип процессора
Socket 1	Intel 80486 и совместимые с ними процессоры других производителей
Socket 2	Intel 80486 и совместимые с ними процессоры других производителей
Socket 3	Intel 80486 и совместимые с ними процессоры других производителей
Socket 4	Intel 80486 и совместимые с ними процессоры других производителей
Socket 5	Intel Pentium, AMD K5, IDT WinChip C6, WinChip
Socket 6	Intel 80486DX4
Socket 7	Intel Pentium, Pentium MMX, AMD K6
Super Socket 7	AMD K6-2, AMD K6-III, Rise mP6
Socket 8	Intel Pentium Pro
Socket 370	Pentium III (800 MHz — 1,4 ГГц), Celeron, Cyrix III, VIA C3
Socket 423	Intel Pentium 4 и Celeron, ядро Willamette
Socket 478	Intel Pentium 4 и Celeron, ядра Willamette, Northwood, Prescott
Socket 479	Intel Pentium 4 и Celeron, ядра Willamette, Northwood, Prescott
Socket 480	Intel Pentium M, ядро Yonah
Socket 603/604	Intel Xeon, ядра Willamette и Northwood
PAC418	Intel Itanium
PAC611	Intel Itanium 2, HP PA-RISC 8800 и 8900
Socket B (LGA 1366)	Core i7 с интегрированным контроллером памяти и соединением Intel QuickPath
Socket H (LGA 715)	замена Socket T (LGA 775) без интегрированного контроллера памяти и соединения Intel QuickPatch
Socket J (LGA 771)	Intel Xeon серий 50xx, 51xx (ядра Dempsey и Woodcrest), 53xx (ядро Clovertown), 54xx (ядро Harpertown)
Socket M	Intel Core Solo, Intel Core Duo и Intel Core 2 Duo
Socket N	Intel Dual-Core Xeon LV
Socket P	замена Socket 479 и Socket M, 9 мая 2007 года
Socket T (LGA 775)	Intel Pentium 4, Pentium D, Celeron D, Pentium Extreme Edition, Intel Core 2 Duo, Core 2 Extreme, Celeron, Xeon серии 3000, Core 2 Quad (ядра Northwood, Prescott, Conroe, Kentsfield, Allendale и Cedar Mill)

8) Разъёмы процессоров фирмы AMD:

Сокет	Описание и тип процессора
Socket A (Socket 462)	K7 (Athlon, Athlon XP, Sempron, Duron)
Socket 563	Athlon XP-M с низким потреблением энергии
Socket 754	Athlon 64 нижнего уровня и Sempron с поддержкой только одноканального режима работы с памятью
Socket 939	Athlon 64 и Athlon 64 FX с поддержкой двухканального режима работы с памятью
Socket 940	Opteron и ранние Athlon FX; от Socket 939 отличается одной «ногой», которая используется для контроля правильноперационная системати прочитанных данных из памяти (ECC)
Socket AM2	940 контактов, но не совместим с Socket 940
Socket AM2+	замена для Socket AM2, прямая и обратная совместимоперационная системать с сокетом AM2 для всех планируемых материнских плат и процессоров
Socket AM3	замена для Socket AM2+
Socket F (Socket 1207)	Opteron
Socket F+ (Socket 1207+)	серверные Opteron с поддержкой шины HyperTransport 3.0 для соединения между процессорами
Socket S1	Mobile Sempron

Контрольные вопросы:

1. Назовите современные сокеты и микропроцессоры.

2. Назначение сокетов.

3. Назначение и определение типа микропроцессора.

Литература:

1. Кузин А.В. Микропроцессорная техника. Учебник для сред. проф. образования. 2-е изд. - М.: Издательский центр «Академия», 2005. - 272 с.

2. Келим Ю.М. Вычислительная техника: Учебное пособие для студ. сред. проф. образования. - М.: Издательский центр «Академия», 2005. - 384 с.

3. Гук М. Аппаратные средства IBM PC. Энциклопедия. - СПб.: Питер, 2001.- 485с.

Практическая работа № 5

Шины расширения

Цель: ознакомиться с шинами расширения.

Оборудование: крестовая отвёртка, системный блок, тетрадь, ручка, линейка, карандаш.

Методические указания:

Чтобы выполнить задание, необходимо знать теоретический материал по данной теме.

Шина, как известно, представляет из себя, собственно, набор проводов (линий), соединяющий различные компоненты компьютера для подвода к ним питания и обмена данными. В "минимальной комплектации" шина имеет три типа линий:

линии управления;

линии адресации;

линии данных.

Устройства, подключенные к шине, делятся на две основных категории - bus masters и bus slaves. Bus masters - это устройства, способные управлять работой шины, т.е инициировать запись/чтение и т.д. Bus slaves - соответственно, устройства, которые могут только отвечать на запросы. Правда, есть еще "интеллектуальные слуги" (intelligent slaves), но мы их пока для ясности замнем. Ну вот, собственно, и все, что нужно знать про шины для того, чтобы понять, о чем пойдет речь дальше.

Компания IBM в 1981 представила новую шину для использования в компьютерах серии PC/XT. Шина была крайне проста по дизайну, содержала 53 сигнальных линии и 8 линий питания и представляла собой синхронную 8-битную шину с контролем четности и двухуровневыми прерываниями (trigger-edge interrupts), при использовании которых устройства запрашивают прерывания, изменяя состояние линии соответствующего IRQ с 0 на 1 или обратно. Такая организация запросов прерываний позволяет использовать каждое прерывание только одному устройству. Кроме того, шина не поддерживала дополнительных bus masters, и единственными устройствами, управляющими шиной, были процессор и контроллер DMA на материнской плате.

62-контактный слот включал 8 линий данных, 20 линий адреса (А0-А19), 6 линий запроса прерываний (IRQ2-IRQ7). Таким образом, объем адресуемой памяти составлял 1 Мбайт, и при частоте шины 4.77 МГц пропускная способность достигала 1.2 Мбайта/сек.

Забавно, что IBM не опубликовала полного описания шины с временными диаграммами сигналов на линиях данных и адреса, поэтому первым разработчикам плат расширения пришлось изрядно потрудиться.

Недостатки шины, вытекающие из простоты конструкции, очевидны. Поэтому для использования в компьютерах IBM-AT ('Advanced Technology') в 1984 году была представлена новая версия шины, впоследствии названной ISA. Сохраняя совместимость со старыми 8-битными платами расширения, новая версия шины обладала рядом существенных преимуществ, как то:

добавление 8 линий данных позволило вести 16-битный обмен данными;

добавление 4 линий адреса позволило увеличить максимальный размер адресуемой памяти до 16 МВ;

были добавлены 5 дополнительных trigger-edged линий IRQ;

была реализована частичная поддержка дополнительных bus masters;

частота шины была увеличена до 8 MHz;

пропускная способность достигла 5.3 МВ/сек.

Реализация bus mastering не была особенно удачной, поскольку, например, запрос на освобождение шины ('Bus hang-off') к текущему bus master обрабатывался несколько тактов, к тому же каждый master должен был периодически освобождать шину, чтобы дать возможность провести обновление памяти (memory refresh), или сам проводить обновление. Для обеспечения обратной совместимости с 8-битными платами большинство новых возможностей было реализовано путем добавления новых линий. Так как АТ был построен на основе процессора Intel 80286, который был существенно быстрее, чем 8088, пришлось добавить генератор состояний ожидания (wait-state generator). Для обхода этого генератора используется свободная линия (контакт В8 NOWS-'No Wait State') исходной 8-битной шины. При установке этой линии в 0 такты ожидания пропускаются. Использование в качестве NOWS линии исходной шины позволяло разработчикам делать как 16-битные, так и 8-битные "быстрые" платы.

Ход работы:

1) Шины расширения, предназначенные для подключения различных адаптеров ПУ к системной плате.

В современных настольных персональный компьютер операционная системной шиной расширения является PCl; порт AGP присутствует практически повсеместно; шина lSA, несмотря на рекомендации отойти от нее, сохраняется как средство подключения старых карт расширений.

Для блокнотных пк, поначалу имевших закрытую архитектуру, потребность в подключении ПУ привела к появлению шины PCMCIA (PC Cart). PC Cart – 16 разрядная шина, функционально сходна с шиной ISA.

В прямых и встроенных микропроцессорах широко применяется шина ISA (PC / 104, Compact PCl, PXI).

Шины расширения являются средствами подключения системного уровня: они позволяют адаптерам и контроллерам непосредственно использовать системные ресурсы PCl – пространства памяти и в/в, прерывания, каналы прямого доступа к памяти.

2) Определить шины расширения системного блока.

Шина	пропускная способность Мб/с	Каналы DMA	BUS - Master	ACFG	Разрядность данных	Разрядность адреса	Частота, Mr
ISA-8	4	3	-	-	8	1 Мб	8
ISA-16	8	7	+	-	16	16 Мб	8
LPC	6,7	7	+	-	8 / 16 / 32	4 Гб	33
EIA	33,3	7	+	+	32	4 Гб	8, 33
MCA-6	16	-	+	+	16	16 Мб	10
MCA-32	20	-	+	+	32	4 Гб	10
VLB	132	-	( +)	-	32 / 64	4 Гб	50 (66)
PCI	132 / 264	-	-	+	32 / 64	4 Гб	33 / 66
PCMCIA	10120	+	-	+	8 / 16	64 Мб	-
Cart Bus	132	-	+	+	32	4 Гб	33

- PSI – самая распространённая высокопроизводственная шина, применяемая в персональный компьютер на микпропроцессор 486 и выше. На системной плате 3-4 слота PCI могут существовать со слотами шины (Е) ISA, MCA.

- AGP – выделенный порт для подключения графического акселератора, логичечским является и слотом PCI.

- ISA – 8 и ISA – 16 – традиционные универсальные слоты подключения периферийных устройств, не требующих высоких скоростей обмена.

- PC Cart (PCMCIA) – слот расширения блокнотных персональный компьютеров (упрощенный вариант PCI)

- EISA – дорогая 32- битая шина средней прозводительности; применяется для подключения контроллеров дисков и адаптеров ЛС в серверах.

- VLB – быстродействующее 32 (64) битое расширение (локальная шина процессора), используются в паре со слотом ISA / EISA. Используются для подключения контроллеров дисков, графических адаптеров и контроллеров ЛС. Шины расширения обычных персональных компьютеров конструктивно оформляют в виде щелевых разъемов (слотов) на системной плате для установки плат адаптеров, для блокнотных пром-ных персональных компьютеров применяют штырьковые разъемы. Типы слотов легко определить визуально.

Литература:

3. Гук М. Аппаратные средства IBM PC. Энциклопедия. - СПб.: Питер, 2001.- 485с.

Практическая работа № 7

Внешние интерфейсы

Цель: ознакомиться и изучить внешние интерфейсы.

Оборудование: крестовая отвёртка, системный блок, тетрадь, ручка, линейка, карандаш.

Методические указания:

Чтобы выполнить задание, необходимо знать теоретический материал по данной теме. Коммуникационные порты. Для связи с другими устройствами, например принтером, сканером, клавиатурой, мышью и т. п., компьютер оснащается так называемыми портами. Порт — это не просто разъем для подключения внешнего оборудования, хотя порт и заканчивается разъемом. Порт — более сложное устройство, чем просто разъем, имеющее свои микросхемы и управляемое программно.

Примеры портов:

• COM (последовательный порт)

• LTP (параллельный порт)

• USB (последовательный с высокой производительностью)

• PS/2 (универсальный для подключения мыши и клавиатуры)

Через последовательные порты данные передаются последовательно байт за байтом. Предельное значение производительности последовательного порта – 112 Кбит/с. Этого недостаточно для передачи больших объемов данных, поэтому к последовательным портам подключают устройства, не требующие высокой производительности: модемы, мыши, устаревшие модели принтеров.

Через параллельный порт передаются одновременно все восемь битов, составляющих один байт. Предельное значение производительности параллельного порта – 5 Мбайт/с. К этому порту, как правило, подключается принтер.

Преимущество параллельного порта от последовательного заключается еще в возможности использования более длинных кабелей для соединения (до 10 м против 1.5 м).

Все современные компьютеры комплектуются портами нового поколения – USB. Это порты последовательного типа, но с высокой производительностью (до 12 Мбайт/с). Кроме высокой производительности к достоинствам USB портов относится удобство работы с ними: не требуется выключать оборудование перед стыковкой, возможно подключение нескольких устройств в одному порту. Многие модели современной периферийного оборудования могут подключаться к портам этого типа.

Кроме универсальных коммуникационных портов, предназначенных для любого оборудования, компьютер имеет два специализированных порта для подключения мыши и клавиатуры – это порты PS/2. Другие устройства к этим портам не подключаются.

Ход работы:

1) Отключение компьтера от сети, снимаем статистическое U, отключаем соединительные кабели, снимаем левую боковую панель. Производим осмотр материнской платы и всех ее внешних интерфейсов.

На задней панели системного блока:

- 4 разъема USB

- интерфейс VCA – служит для подключения монитора.

- разъемы PD2 – шт.

- в аудио вх / вых.

- разъем LTP – для подключения принтера.

- разъем «вилка» - для подачи питания

- разъем RG45 – сетевая плата.

- COM – порт

- USB разъем – спереди 1шт.

Контрольные вопросы:

Какие устройства входят в состав системного блока?

• Какие характеристики процессора вы знаете?

• Что такое тактовая частота?

• Что такое разрядность процессора?

• В чем отличие оперативной и внешней памяти.

• Почему жесткие диски называю «винчестерами»?

Литература:

3. Гук М. Аппаратные средства IBM PC. Энциклопедия. - СПб.: Питер, 2001.- 485с.

Практическая работа № 6

Оперативная память. Bios

Цель: изучить настройки BIOS.

Оборудование: крестовая отвёртка, системный блок, тетрадь, ручка, линейка, карандаш.

Методические указания:

Bios (basic input/output system – базовая система ввода-вывода) – это встроенное в компьютер программное обеспечение, отвечающее за конфигурирование, установку и настройку оборудования, подключенного к компьютеру. Функционирование BIOS происходит без обращения к жесткому диску, BIOS управляет клавиатурой, видеокартой, дисками, портами и другими устройствами.

         Основной задачей BIOS является настройка параметров компьютера в целом и его отдельных компонентов. Кроме того BIOS позволяет разгонять систему, то есть выставлять такие режимы работы процессора и памяти, которые не были изначально рассчитаны производителем.

         Находиться BIOS на специальной микросхеме. В настоящее время материнские платы используют Flash Bios, что позволяет обновить BIOS при помощи специальных программ. Этот процесс называется перепрошивкой и может потребоваться, например, для установки нового процессора или устранения проблем совместимости с оборудованием.

Оперативная память. Оперативная память компьютера IBM PC с процессором Intel – 8088 или Intel – 8086 может иметь размер не более, чем 1 Мбайта, поскольку эти микропроцессоры могут обращаться не более, чем к 1 Мбайту памяти. Эта память состоит из двух частей. Первые 640 Кбайт памяти могут использоваться прикладными программами и операционной системой. Остальные адреса памяти зарезервированы для служебных целей:

1. для хранения части операционной системы DOS, которая обеспечивает тестирование компьютера, начальную загрузку операционной системы, а также для выполнения основных низкоуровневых услуг ввода – вывода;

2. для передачи изображения на экран;

3. для хранения различных расширений операционной системы, которые поставляются вместе с дополнительными устройствами компьютера.

Как правило когда говорят об объеме оперативной памяти компьютера, то имеют ввиду именно первую ее часть, которая мажет использоваться прикладными программами и операционной системой.

Барьер 640 Кбайт. Как было сказано выше, у IBM PC с микропроцессором Intel – 8088 или Intel – 8086 оперативная память, доступная для операционной системы или программ, составляет не более 640 Кбайт. В начале 80-х годов, когда разрабатывался компьютер IBM PC, возможность работать с 640 Кбайтами памяти была большим шагом вперед: остальные компьютеры могли тогда работать с 64 Кбайтами памяти. Но очень скоро выяснилось, что для многих программ 640 Кбайт памяти мало (к тому же из этих 640 Кбайт до 100 Кбайт могут занимать DOS и различные системные программы – драйверы устройства и резидентные программы). Эта проблема была решена, когда для использования с IBM PC были разработаны расширенная и дополнительные памяти.

Ход работы:

1) BIOS – базовая система в/в. По существу, BIOS – «промежуточный слой» между программой и аппаратной частями системы.

В соперационная систематав BIOS также входит программа POST (Power On Self Test) – тестирование при включении.

2) Аппаратная и программная части BIOS.

BIOS в персональный компьютер обычно можно найти в следующих микропроцессорных системы:

- ПЗУ системной платы.

- ПЗУ платы адаптера.

- данные на диске, загружаемые в ОЗУ.

3) BIOS представляет собой комикпропроцессорлект программ, хранящихся в одной или нескольких микроперационная системахемах. Эти программы выполняют при запуске персональный компьютер до загрузки операционная система. bios бол-ве pc – совместимых персональный компьютер выполняет 4-е операционная системановные функции:

- POST

- Программа установки параметров BIOS (Setup BIOS) – конфигурирование параметров системы.

- Загрузчик операционная система – подпрограмма, выполняющая поиск действующего операционная системного загрузочного сектора на дисковых устройствах.

- BIOS – набор драйверов.

Для обновления BIOS нужно знать модель системной платы, текущую версию BIOS и модель микпропроцессор. Для операционной системы даты создания BIOS в командной строке нужно ввести PEBLC.

Литература:

4. Кузин А.В. Микропроцессорная техника. Учебник для сред. проф. образования. 2-е изд. - М.: Издательский центр «Академия», 2005. - 272 с.

5. Келим Ю.М. Вычислительная техника: Учебное пособие для студ. сред. проф. образования. - М.: Издательский центр «Академия», 2005. - 384 с.

6. Гук М. Аппаратные средства IBM PC. Энциклопедия. - СПб.: Питер, 2001.- 485с.

Практическая работа № 8

Установка процессора и модулей памяти на системную плату.

Цель: закрепить теоретические знания по теме «Порядок подключения устройств персональный компьютер».

Оборудование: крестовая отвёртка, системный блок, щетка, тетрадь, ручка, линейка, карандаш.

Методические указания:

Современный компьютер имеет модульную конструкцию. Несмотря на то, что конфигурация компьютера может изменяться в широких пределах, большинство узлов в нем взаимозаменяемо. В зависимости от того, какие модули используются, в итоге собираются модели компьютеров с различными техническими характеристиками и функциональными возможностями. Укрупненно (в состоянии поставки) компьютер состоит из следующих узлов: системный блок, дисплей, клавиатура, манипулятор типа мышь. При необходимости по дополнительному соглашению заказчику фирма-поставщик может поставить принтер, модем или факс-модем, стриммер, СD-ROM, звуковую карту, джойстик и другие комплектующие узлы.

Системный блок персонального компьютера представляет собой прямоугольный каркас, в котором размещены основные узлы компьютера: материнская (системная) плата, контроллеры, дисковод для гибких дисков, один или два дисковода (накопителя) на жестком магнитном диске(его чаще называют винчестер), кнопки управления (выключатель электропитания, переключатель тактовой частоты, кнопка сброса RESET, индикаторы питания и режимов работы), а также в большинстве современных моделей компьютеров – дисковод для компакт- дисков.

С тыльной стороны системного блока находятся штепсельные разъемы для подключения шнуров питания и кабелей связи с внешними (устанавливаемыми вне системного блока) устройствами.

Внутри системного блока предусмотрена возможность установки новых устройств, не входящих в стандартную поставку, для расширения функциональных возможностей компьютера. Для этой цели служат специальные разъемы-гнезда (слоты) на материнской плате для подключения адаптеров, плат расширения и т.д.

На материнской плате размещены основные узлы компьютера: микропроцессор, оперативная память, контроллеры дисковых устойств, видеокарта (она же видеоадаптер), микросхемы поддержки, шина данных с контроллером и несколько разъемов-гнезд, которых называют также слотами (slot - щель). Служат они для установки устройств, в том числе и для расширения функциональных возможностей компьютера. Часть слот в исходной конфигурации остаются свободными.

Микропроцессор представляет собой по существу мимниатюрную электронно-вычислительную машину, размещенную в сверхбольшой интегральной схеме (СБИС). На одном кристалле сверхчистого кремния с помощью сложного, многоступенчатого, высокоточного технологического процесса создано несколько милионов транзисторов и других схемных элементов, соединительные провода и точки их подключения внешних выводов.

Микропроцессор состоит из ряда логических блоков представленных на следующем рисунке. В состав блоков входит арифметико-логическое устройство (АЛУ) и устойство управления (УУ). Устройство управления осуществляет координацию работы всех устройств компьютера – микропроцессора, оперативной памяти, дисковых запоминающих усройств и т.д.

АЛУ – это та часть микропроцессора, в которой выполняются арифметические операции (+, - , / , *) , а также логические операции (и, или, если, не, истина, ложь, >, <, = , <=, >= , <> и т.д.).

Aдрес – номер ячейки памяти для хранения информации.

Регистр – область временного хранения данных, инструкций и кованд.

Память состоит из ячеек, Ее основу составляют два принципа – возможность произвольного доступа к ячейкам и возможность сохранения программ. Компьютер на каждом такте своей работы может обращаться к любым ячейкам памяти, как для чтения так и для записи, по соответствующим адресам.

Компьютер выполняет программу, которая представлена в цифровой форме и хранится в той же памяти, что и данные, подлежащие обработке по той же программе.

Перед началом решения задачи, программа вводится в отведенные ячейки памяти и хранится там до окончания выполнения.

Поставляемые фирмами комплектующие узлы для сборки компьютера могут быть внешними (сканер, джойстик и т.д.) либо встраиваемыми (CD-ROM, звуковая карта, факс-модем и т.д.) в центральный блок (в виде плат). Особую группу составляют внешние и внутренние запоминающие устройства: дисководы для гибких дисков (дискет, флоппи-дисков), накопители на жестких дисках типа винчестер(как правило встраиваемые в центральный блок), оптические и магитооптические дисководы, дисководы типа ZIP для дисков большой емкости и другие устройства этого типа.

Ход работы:

1) Для подключения микпропроцессор и ОЗУ в первую очередь надо знать ТБ: перед установкой устройств нужно снять статистическое U с платы и корпуса персональный компьютер, с рук.

2) Установка модулей платы.

Перед установкой рекомендуется заглянуть в документацию к плате; там должно быть сказано, какие разъемы и в каком порядке заполнять первыми.

Модули памяти часто имеют по бокам или снизу специальную выемку, позволяющую установить модуль единственно верным способом.

Перед тем как установить модуль, проверяем, открыты ли запирающие механизмы с обеих сторон разъема. Нажимаем на модуль до тех пор, пока защелки механизмов не зафиксируют установленный модуль.

3) Установка процессора.

Находим на процессоре контакт 1: обычно один из углов микпропроцессор слегка скошен или помечен точкой, возле него и находится этот контакт. Затем находим контакт 1 в ZIF- гнезде на плате. Потом поднимаем запирающий рычаг и помещаем микпропроцессор в разъем, совместив выводы с отверстиями. Затем опускаем запирающий рычаг, чтобы зафиксировать теплоотвод, с помощью 1-го или нескольких фиксирующих зажимов. Если на теплоотводе нет теплоинтерфейса, то необходимо нанести теплопроводную смазку.

Литература:

7. Кузин А.В. Микропроцессорная техника. Учебник для сред. проф. образования. 2-е изд. - М.: Издательский центр «Академия», 2005. - 272 с.

8. Келим Ю.М. Вычислительная техника: Учебное пособие для студ. сред. проф. образования. - М.: Издательский центр «Академия», 2005. - 384 с.

9. Гук М. Аппаратные средства IBM PC. Энциклопедия. - СПб.: Питер, 2001.- 485с.

Практическая работа № 10

Подключение внешних устройств и настройка ПК.

Цель: изучить порядок подключения внешних устройств и настройку персональный компьютер.

Оборудование: крестовая отвёртка, системный блок, щетка, тетрадь, ручка, линейка, карандаш.

Методические указания:

Время доступа к информации для этих запоминающих устройств составляет миллисекунды, а для элементов оперативной памяти — наносекунды.

При правильной эксплуатации накопителей данные, которые на них размещены, будут доступны в течение длительного времени и возможен обмен данными между компьютерами.

Все приводы PC не могут самостоятельно управлять обменом данных. В качестве посредника между приводом и PC используется специальный контроллер.

Дисководы Дисководы (Floppy Disk Drive, FDD) являются старейшими периферийными устройствами PC. В качестве носителя информации в них применяются дискеты (Floppy) диаметрами 3,5" и размерами 5,25". Дискета представляет собой гибкий лавсановый диск, на который нанесено магнитное покрытие.

Информация на дискете запоминается путем изменения ее намагниченности. Изменение поля ориентирует магнитные частицы дискеты в направлении север-юг или юг—север. Так представляются логические состояния "1" или "О".

Дискеты различаются друг от друга по своей емкости, то есть количеству информации, которое на них можно записать. Трехдюймовые дискеты чаще всего имеют емкость 1,44 Мбайта, хотя встречаются старые дискеты емкостью 720 Кбайт. Пятидюймовые дискеты чаще всего имеют емкость 360 Кбайт (обозначение - Double Side /Double Density, DS/DD) или 1,2 Мбайта (Double Side/High Density, DS/HD).

Однако дискеты не предоставляют свой теоретический объем полностью в наше распоряжение. Операционная система с целью манипулирования данными должна резервировать определенные области. Нулевая дорожка нулевой стороны первого сектора - это так называемый Boot-сектор (загрузочный). В этом месте загрузочной (системной) дискеты, содержащей компоненты операционной системы, находится программа для загрузки системы. Таблица размещения файлов FAT (File Allocation Table) помещается два раза подряд (с копией) и требует также определенное количество секторов. Эта таблица необходима для того, чтобы система могла узнать, какая информация располагается на дискете и в каких областях она находится. Таким образом, FAT содержит как бы опись дискеты. В FAT отмечается каждое изменение состояния данных дискеты.

Дискеты являются ненадежными устройствами хранения информации. Дискеты могут быть легко повреждены, что приводит к потере информации, и обладают небольшой емкостью.

Первый винчестер, также называемый накопителем на жестких дисках (Hard Disk Drive, HDD), установленный в PC, имел "колоссальную" емкость 10 Мб, а еще недавно PC были оснащены стандартными винчестерами Seagate ST225 емкостью 21 Мб. В настоящее время уже возможно приобрести винчестеры емкостью 70 Гб. Можно только удивляться крайне быстрым темпам развития этих аппаратных средств.

По сравнению с дискетами винчестеры имеют два важнейших достоинства и один незначительный недостаток:

- Емкость винчестеров едва ли можно сравнивать с емкостью дискет. Так, для того чтобы сохранить данные объемом 420 Мб, потребуется около 290 дискет 3,5" HD

- Время доступа для винчестеров на порядок меньше, чем для приводов дискет

- Винчестеры предназначены для стационарной установки в PC. Обычно они извлекаются из корпуса PC только при замене

В принципе жесткие диски подобны дискетам. В них информация также записывается на магнитный слой диска. Однако этот диск, в отличие от дискет, сделан из жесткого материала, чаще всего алюминия (отсюда и название Hard disk). В корпусе из прессованного алюминия (41,6*101*146) объединены такие элементы винчестера, как управляющий двигатель, носитель информации (диски), головки чтения/записи и электроника.

Рабочий двигатель приводит во вращение диски. Для каждого диска имеется пара головок, которые позиционируются и приводятся в движение шаговым двигателем, и считывают информацию.

Опасность для винчестеров представляют удары, тряска и перемещение во время процесса считывания/записи. Такие механические воздействия приводят к повреждению головкой поверхности диска.

Приводы CD-ROM. CD (Compact Disk - компакт-диск), пришедшие из области аудиоаппаратуры, были модифицированы для применения в PC и в настоящее время уже уверенно вошли в стандартную комплектацию современных компьютеров.

CD-ROM (Compact Disk Read Only Memory) имеет ряд достоинств и недостатков:

- По сравнению с винчестерами CD значительно надежнее в транспортировке

- CD-ROM имеет огромную емкость. Объем данных достигают 500-700 Мб

- CD-ROM практически не изнашивается (при соответствующей эксплуатации)

- Основной недостаток относится к методам обработки информации. CD-ROM является накопителем, предназначенным только для чтения данных - носитель не позволяет записывать информацию на него (необходим пишущий CD-WORM - Write once-Read many)

Приводы CD-ROM работают не так, как все описанные выше электромагнитные носители информации. При записи компакт-диск обрабатывается лазерным лучом (без механического контакта), выжигающим тот участок, который хранит логическую единицу, и оставляет нетронутым тот участок, который хранит логический нуль. В результате чего на поверхности CD образуются маленькие углубления.

Компакт-диск представляет собой металлизированный пластмассовый диск диаметром 110 мм и толщиной 1,2 мм. На верхнюю сторону наносится светоотражающий алюминиевый слой, который покрыт защитным лаком для предотвращения повреждений.

CD-WORM (Write once-Read many) дают возможность однократной записи информации на CD. Такие CD, в основном, применяются там, где однократно должны запоминаться большие объемы данных и потом уже не изменяться, например, для целей архивации.

Устройства записи CD-WORM, или CD-ROM-Recorder, "прожигают" чистые диски CD-ROM, нанося на них до 650 Мб данных (74 минуты звучания цифрового аудио).

После этого CD-ROM можно использовать в любом стандартном приводе CD-ROM. С помощью CD-ROM-Recorder можно создавать собственные аудиодиски, делать резервные копии винчестера и т.д.

Ход работы:

1) К внешним устройствам отноперационная системаятся: принтеры, сканеры, звуковые колонки, мониторы, ИК-порты, Bluetooth-адаптеры, Wi-fi-адаптеры, трекболы, мышь, клавиатура.

В наиболее ранних материнских платах содержались порты подключения такие как COM, LPT из-за чего между оборудованием мог возникнуть конфликт. Современные внешние устройства подключаются через usb порты, поэтому конфликты не может быть. Maксимальные устройства подключаемые к персональный компьютер составляет 4-5 шт.

2) Для подключения принтера необходимо выключить персональный компьютер, подключить соед. Кабели к принтеру и электропитание. Так как в Windows установлена Plug ant Ploy, то установка драйверов произойдет автоматически с помощью «автом. Обнаружения ус-тв», также использ. диск поперационная систематавляемый с принтером. Через «панель управления» настраиваем принтер, ставим настройки по умолчанию, делаем контрольную распечатку листа для корректировки цвета; настройка принтера как светового производиться в свойствах принтера следовательно свойство общий доперационная систематуп задать сетевое имя.

3) Подключение сканера производиться аналогичным споперационная системаобом (как и принтер). Для работы сканера нужна программа Fine Reater.

4) Установка модема аналогична установке других устройств. Настройка производиться поперационная системаредствам драйверов, которые находятся на диске, прилагаемом с модемом.

Контрольные вопросы:

1. Перечислите внешние разъёмы подключения.

2. Что такое драйвер?

3. Какие необходимы настройки после подключения устройств?

Литература:

2. Келим Ю.М. Вычислительная техника: Учебное поперационная системаобие для студ. сред. проф. образования. - М.: Издательский центр «Академия», 2005. - 384 с.

3. Гук М. Аппаратные средства IBM PC. Энциклопедия. - СПб.: Питер, 2001.- 485с.

Практическая работа № 9

Установка накопителей, карт расширения

Цель: закрепить теоретические знания по установке накопителей и карт расширения.

Оборудование: крестовая отвёртка, системный блок, щетка, тетрадь, ручка, линейка, карандаш.

Методические указания:

Интерфейсы жестких дисков Интерфейсом накопителей называется набор электроники, обеспечивающий обмен информацией между контроллером устройства (кеш-буфером) и компьютером. В настоящее время в настольных ПК IBM-PC, чаще других, используются две разновидности интерфейсов ATAPI - AT Attachment Packet Interface (Integrated Drive Electronics - IDE, Enhanced Integrated Drive Electronics - EIDE) и SCSI (Small Computers System Interface) .

Интерфейс IDE разрабатывался как недорогая и производительная альтернатива высокоскоростным интерфейсам ESDI и SCSI. Интерфейс, предназначен для подключения двух дисковых устройств. Отличительной особенностью дисковых устройств, работающих с интерфейсом IDE состоит в том, что собственно контроллер дискового накопителя располагается на плате самого накопителя вместе со встроенным внутренним кэш-буфером. Такая конструкция существенно упрощает устройство самой интерфейсной карты и дает возможность размещать ее не только на отдельной плате адаптера, вставляемой в разъем системной шины, но и интегрировать непосредственно на материнской плате компьютера. Интерфейс характеризуется чрезвычайной простотой, высоким быстродействием, малыми размерами и относительной дешевизной.

Сегодня на смену интерфейсу IDE пришло детище фирмы Western Digital - Enhanced IDE, или сокращенно EIDE. Сейчас это лучший вариант для подавляющего большинства настольных систем. Жесткие диски EIDE заметно дешевле аналогичных по емкости SCSI-дисков и в однопользовательских системах не уступают им по производительности, а большинство материнских плат имеют интегрированный двухканальный контроллер для подключения четырех устройств. Что же появилось нового в Enhanced IDE по сравнению с IDE?

Во-первых, это большая емкость дисков. Если IDE не поддерживал диски свыше 528 мегабайт, то EIDE поддерживает объемы до 8.4 гигабайта на каждый канал контроллера.

Во-вторых, к нему подключается больше устройств - четыре вместо двух. Раньше имелся только один канал контроллера, к которому можно было подключить два IDE устройства. Теперь таких каналов два. Основной канал, который обычно стоит на высокоскоростной локальной шине и вспомогательный.

В-третьих, появилась спецификация ATAPI (AT Attachment Packet Interface) дающая возможность подключения к этому интерфейсу не только жестких дисков, но и других устройств - стриммеров и дисководов CD-ROM.

В-четвертых - повысилась производительность. Накопители с интерфейсом IDE характеризовались максимальной скоростью передачи данных на уровне 3 мегабайт в секунду. Жесткие диски EIDE поддерживают несколько новых режимов обмена данными. В их число входит режим программируемого ввода-вывода PIO (Programmed Input/Output) Mode 3 и 4, которые обеспечивают скорость передачи данных 11.1 и 16.6 мегабайт в секунду соответственно. Программируемый ввод-вывод - это способ передачи данных между контроллером периферийного устройства и оперативной памятью компьютера посредством команд пересылки данных и портов ввода/вывода центрального процессора.

В пятых - поддерживается режим прямого доступа к памяти - Multiword Mode 1 DMA (Direct Memory Access) или Multiword Mode 2 DMA и Ultra DMA, которые поддерживают обмен данными в монопольном режиме (то есть когда канал ввода-вывода в течение некоторого времени обслуживает только одно устройство) . DMA - это еще один путь передачи данных от контроллера периферийного устройства в оперативную память компьютера, от PIO он отличается тем, что центральный процессор ПК не задействуется и его ресурсы остаются свободными для других задач. Периферийные устройства обслуживает специальный контроллер DMA. Скорость при этом достигает 13.3 и 16.6 мегабайта в секунду, а при использовании Ultra DMA и соответствующего драйвера шины - 33 мегабайт в секунду. EIDE-контроллеры используют механизм PIO точно так же, как это делают и некоторые SCSI-адаптеры, но скоростные адаптеры SCSI работают только по методу DMA.

В шестых - расширена система команд управления устройством, передачи данных и диагностики, увеличен кеш-буфер обмена данными и существенно доработана механика.

Фирмы Seagate и Quantum вместо спецификации EIDE используют спецификацию Fast ATA для накопителей, поддерживающих режимы PIO Mode 3 и DMA Mode 1, а работающие в режимах PIO Mode 4 и DMA Mode 2 обозначают как Fast ATA-2.

Интеллектуальный многофункциональный интерфейс SCSI был разработан еще в конце 70-х годов в качестве устройства сопряжения компьютера и интеллектуального контроллера дискового накопителя. Интерфейс SCSI является универсальным и определяет шину данных между центральным процессором и несколькими внешними устройствами, имеющими свой контроллер. Помимо электрических и физических параметров, определяются также команды, при помощи которых, устройства, подключенные к шине осуществляют связь между собой. Интерфейс SCSI не определяет детально процессы на обеих сторонах шины и является интерфейсом в чистом виде. Интерфейс SCSI поддерживает значительно более широкую гамму периферийных устройств и стандартизован ANSI (X3.131-1986) .

Сегодня применяются в основном два стандарта - SCSI-2 и Ultra SCSI. В режиме Fast SCSI-2 скорость передачи данных доходит до 10 мегабайт в секунду при использовании 8-разрядной шины и до 20 мегабайт при 16-разрядной шине Fast Wide SCSI-2. Появившийся позднее стандарт Ultra SCSI отличается еще большей производительностью - 20 мегабайт в секунду для 8-разрядной шины и 40 мегабайт для 16-разрядной. В новейшем SCSI-3 увеличен набор команд, но быстродействие осталось на том же уровне. Все применяющиеся сегодня стандарты совместимы с предыдущими версиями "сверху - вниз", то есть к адаптерам SCSI-2 и Ultra SCSI можно подключить старые SCSI-устройства. Интерфейс SCSI-Wide, SCSI-2, SCSI-3 - стандарты модификации интерфейса SCSI, разработаны комитетом ANSI. Общая концепция усовершенствований направлена на увеличение ширины шины до 32-х, с увеличением длинны соединительного кабеля и максимальной скорости передачи данных с сохранением совместимости с SCSI. Это наиболее гибкий и стандартизованный тип интерфейсов, применяющийся для подключения 7 и более периферийных устройств, снабженных контроллером интерфейса SCSI. Интерфейс SCSI остается достаточно дорогим и самым высокопроизводительным из семейства интерфейсов периферийных устройств персональных компьютеров, а для подключения накопителя с интерфейсом SCSI необходимо дополнительно устанавливать адаптер, т.к. немногие материнские платы имеют интегрированный адаптер SCSI.

Логическое хранение и кодирование информации

Для обеспечения наиболее оптимальной производительности и работы накопителя как запоминающего устройства, а также, для улучшения программного интерфейса, накопители не используются системами в первичном виде, а в них, на основе физически присутствующих структур - дорожек и секторов, используется логическая структура хранения и доступа к информации. Ее тип и характеристики зависят от используемой операционной системы и называется она - файловой системой. В настоящее время имеется достаточно много типов различных файловых систем, практически столько же, сколько и различных операционных систем, однако, все они основывают свои логические структуры данных на нескольких первичных логических структурах. Рассмотрим их подробнее.

Первый сектор жесткого диска содержит хозяйственную загрузочную запись - Master Boot Record (MBR) которая, в свою очередь, содержит загрузочную запись - Boot Record (BR) , выполняющуюся в процессе загрузки ОС. Загрузочная запись жестких дисков является объектом атаки компьютерных вирусов, заражающих MBR. За загрузчиком расположена таблица разделов - Partition Table (PT) , содержащая 4 записи - элементы логических разделов - Partitions. Завершается MBR специальной сигнатурой - последовательностью из 2-х байт с шестнадцатиричными значениями 55H и ААH, указывающая на то, что данный раздел, после которого расположена сигнатура, является последним разделом в таблице. Ниже представлена структура MBR.

Название записи в MBR	Длина, байт
Загрузочная запись – Boot Record	446
Элемент таблицы разделов 1 – Partition 1	16
Элемент таблицы разделов 2 – Partition 2	16
Элемент таблицы разделов 3 – Partition 3	16
Элемент таблицы разделов 4 – Partition 4	16
Сигнатура окончания Partition Table	2

Каждый элемент таблицы разделов содержит информацию о логическом разделе. Первым байтом в элементе раздела идет флаг активности раздела (0 - не активен, 128 (80H) - активен) . Он служит для определения, является ли раздел системным загрузочным и необходимости производить загрузку операционной системы с него при старте компьютера. Активным может быть только один раздел. Небольшие программы, называемые менеджерами загрузки (Boot Manager) , могут располагаться в первых секторах диска. Они интерактивно запрашивают пользователя с какого раздела производить загрузку и соответственно корректируют флаги активности разделов. За флагом активности раздела следует байт номера головки с которой начинается раздел. За ним следует два байта, означающие соответственно номер сектора и номер цилиндра загрузочного сектора, где располагается первый сектор загрузчика операционной системы. Загрузчик операционной системы представляет собой маленькую программу, осуществляющую считывание в память начального кода операционной системы во время ее старта. Затем следует байт – кодовый идентификатор операционной системы, расположенной в разделе. За байтом кода операционной системы расположен байт номера головки конца раздела, за которым идут два байта – номер сектора и номер цилиндра последнего сектора распределенного разделу. Ниже представлен формат элемента таблицы разделов.

Название записи элемента Partition Table	Длина, байт
Флаг активности раздела	1
Номер головки начала раздела	1
Номер сектора и номер цилиндра загрузочного сектора раздела	2
Кодовый идентификатор операционной системы	1
Номер головки конца раздела	1
Номер сектора и цилиндра последнего сектора раздела	2
Младшее и старшее двухбайтовое слово относительного номера начального сектора	4
Младшее и старшее двухбайтовое слово размера раздела в секторах	4

Завершают элемент раздела младшее и старшее двухбайтовое слово относительного номера первого сектора раздела и размер раздела в секторах соответственно.

Номера сектора и номер цилиндра секторов в разделах занимают 6 и 10 бит соответственно. Ниже представлен формат записи, содержащей номера сектора и цилиндра.

Биты номера цилиндра Биты номера сектора 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 Как было показано выше, для жестких дисков типичной является ситуация, когда имеется четыре записи в таблице разделов и соответственно четыре раздела. ОС MS-DOS использует только два из них, остальные резервируются на случай параллельного использования других операционных систем.

Благодаря наличию такой структуры как MBR на одном физическом жестком носителе может располагаться несколько файловых систем различного типа различных операционных систем.

Структуры MBR представляют собой важнейшую информацию, повреждение которой приводит к частичной или полной потере доступа к данным логических устройств жесткого диска и возможно, к невозможности загрузки операционной системы с поврежденного носителя.

Логические разделы тоже имеют некоторую иерархическую структуру в зависимости от типа и вида ОС и ее файловой системы.

Так, первый раздел жесткого диска в MS-DOS называется главным разделом ( Primary Partition ) , а второй расширенным ( Extended Partition ) . Главный раздел всегда должен присутствовать на диске, с него происходит загрузка MS-DOS. Расширенного же раздела может не быть, он создается лишь в том случае, когда необходимо получить более одного логического устройства на физическом диске. Логический раздел размещает в себе такие структуры файловой системы как логические диски или устройства, или тома (оформленные как подразделы) , загрузчик операционной системы, таблицы распределения файлов, области пользовательских данных в которых размещаются записи о каталогах и файлах и данные файлов. По своей структуре логические подразделы или диски схожи с разделами. Основным отличием является то, что их число может быть более четырех, а последний элемент каждого показывает является ли он последним логическим подразделом раздела, или указывает на следующий элемент таблицы логических устройств или подразделов. Таблица подразделов строится только на расширенной таблице разделов, каждый ее элемент соответствует логическому устройству с односимвольным именем D:, E: и т.д.. Главная таблица разделов содержит только одно логическое устройство – диск С:. Таблица подразделов создается при создании расширенной таблицы разделов, а число элементов таблицы подразделов определяется пользователем. При определении числа логических устройств пользователь определяет и долю дискового пространства расширенного раздела, отводимую каждому логическому устройству – задает объем логических дисков. В дальнейшем, число и объем логических устройств не может быть изменено без потери данных, расположенных на перераспределяемых логических устройствах. На основе разделов в MS-DOS и Windows 95 ориентированных ОС создается дальнейшая структура. Так в таких системах основной единицей хранения информации является кластер (cluster) - группа секторов. В таком случае, для распределения минимального дискового пространства в один байт выделяется целый кластер, содержащий много секторов и еще больше байт (килобайты) , что приводит к нерациональному использованию пространства ЖД для мелких файлов. Для доступа к каждому кластеру создается таблица соответствия номеров кластеров файлам на логическом разделе - таблица распределения файлов (File Allocation Table - FAT) . Поэтому, файловые систем такого типа называют типа FAT, или построенные по принципу FAT. Это не самый оптимальный, но довольно быстрый способ организации информации на разделах, поэтому он "дожил" до наших дней с незапамятных времен зори цивилизации ПК, где использовался исключительно для накопителей на гибких магнитных дисков. Все остальные логические структуры - файлы или каталоги связаны локализацией с FAT.

Для других ОС, например, UNIX - использование разделов происходит иначе. Как правило, их может быть более четырех, все они равноправны и одинаково могут быть загрузочными, содержат собственные файловые системы на основе i-узлов. Такие файловые системы являются теговыми и не имеют таблиц распределения порций информации. Дисковое пространство распределяется посекторно, что дает максимально возможное использование пространства раздела, но несколько снижает производительность. Весь раздел разбивается на иерархически связанную цепочку узлов разного уровня, которым соответствует некоторое количество секторов. На основе узлов строится понятие файлов и каталогов, и в таких системах файлы и каталоги действительно не различаются, т.к. каталог является файлом, содержащим структуру узлов. Один раздел отводится для дискового свопа и имеет упрощенную структуру, т.к. никогда не содержит файлов и каталогов.

Существуют и другие принципы организации логической структуры дискового пространства разделов накопителей на ЖД.

Все разделы могут содержать загрузчик операционной системы , который располагается, как правило, в первом секторе и занимает один сектор. В этом секторе располагаются структуры - записи, имеющие отношение лишь к конкретной операционной системе и следовательно они могут отличаться для разных разделов и версий операционных систем. Многие специализированные программы (например, защиты данных, по борьбе и профилактике вирусов и др.) могут изменять структуру или отдельные части загрузчика операционных систем. Загрузчик большинства персональных однопользовательских операционных систем является объектом заражения вирусами, которые заражают загрузочные сектора жестких дисков.

Физическое и логическое подключение жестких дисков

Какие же необходимо подключить разъемы и установить перемычки и другие операции при физической установке накопителя на жестких дисках? Это - интерфейсный шлейф, кабель питания, перемычки выбора статуса логического устройства и, возможно, индикатор состояния устройства (обращения к устройству) , а также программное распознавание процедурой BIOS компьютера.

Интерфейсный шлейф . Как правило, интерфейсный шлейф соответствующего интерфейса (ATA или SCSI) входит в состав поставки материнской платы (если на ней интегрирован интерфейсный адаптер) или в состав отдельного адаптера и представляет собой плоский одинарный или двойной шлейф. Многие шлейфы комплектуются двумя разъемами для подключения двух устройств, что может быть полезно при добавлении еще одного накопителя в будущем. Один из концевых разъемов на шлейфе подсоединяется к разъему контроллера на плате (материнской или внешнего контроллера, подключаемого к шине материнской платы как устройство расширения через слот расширения шины PCI, ISA или VLB) , а два других предназначены для накопителей. Как и на всех других шлейфах, первый проводник на IDE-кабеле помечен красным цветом. Его следует подключать к первому контакту разъемов на плате и на самом накопителе, которые хорошими производителями помечаются цифрой "1". Шлейфы интерфейсов ATA и SCSI подключаются аналогично, хотя многие SCSI контроллеры подключаются не одним, а двумя шлейфами.

Кабель питания подключается аналогично на всех устройствах посредством 4-х контактного стандартного разъема и четырехпроводного кабеля. Питание практически невозможно подключить неправильно, т.к. разъем содержит направляющие фаски, однако, в противном случае, накопитель сразу же выйдет из строя.

Перемычки . При подключении первого ATA или SCSI накопителя вся процедура выполняется аналогично, т.к. основные установки обычно устанавливаются на заводе изготовителе для одиночного устройства (master или single) . Однако, при подключении второго накопителя ATA необходимо установить перемычки, определяющие логический статус второго устройства, подключаемого либо к тому же каналу контроллера, что и первый, либо - ко второму каналу. Если устройство IDE подключается первым на канал, то на нем необходимо установить перемычку выбора кабеля логического устройства в положение master, (для одного единственного накопителя также может быть особое положение перемычки - single) . При подключении вторым устройством на том же шлейфе - к тому же каналу, что и первое устройство, на втором накопителе необходимо установить перемычку в положение slave или cable select. Необходимо отметить, что два устройства на одном шлейфе (на одном канале) , подключенные неправильно, опознаваться и работать не будут, а master устройство является загрузочным и ведущим, в то время как, slave устройство является ведомым и работает несколько медленнее. Необходимо также подчеркнуть, что производительность двух ATA накопителей на одном канале несколько ниже, чем одиночного, чего нельзя сказать о нескольких SCSI накопителях, подключенных к одному контроллеру SCSI.

Рекомендуется не подключать к одному и тому же каналу накопитель на ЖД и CD-ROM, т.к. такое подключение снижает производительность накопителя с интерфейсом ATA.

Единственный и последний накопитель SCSI, подключенные к одному контроллеру, должны содержать плату резисторной сборки или нагрузочную резисторную сборку, или перемычку ее включающую (устанавливается на заводе) и иметь каждый свое положение перемычек, определяющих логический номер устройства. Необходимо отметить возможную поддержку накопителем и адаптером SCSI стандарта SCAM (SCSI Configuration AutoMatically) , позволяющий программным путем автоматически установить требуемые идентификаторы логических номеров подключенных к адаптеру SCSI-устройств. А практически все выпущенные в последнее время накопители и адаптеры, как правило, поддерживают этот стандарт.

Раскладка перемычек к накопителям, как правило, приводится на верхней крышке устройства и/или в руководстве пользователя.

Многие накопители содержат разъем для подключения индикатора состояния накопителя , расположенного на передней панели корпуса ПК. Однако, большинство интегрированных и внешних интерфейсных карт, также имеют такой разъем, поэтому, целесообразнее будет подключаться именно к нему, т.к. при смене накопителя не будет необходимости в таком подключении.

После завершения физического подключения необходимо произвести программное распознавание и подключение накопителя. Для устройств с интерфейсом ATA (IDE, EIDE) необходимо выставить процедурой BIOS Standard CMOS Setup или аналогичной такие параметры накопителей как число цилиндров (cyls) , головок (head) и секторов (sector) , а также режим использования (normal, large или LBA) , используя для этого пользовательский тип накопителя (type) - номер 47. Однако, для облегчения данной задачи, особенно, если такие параметры неизвестны или труднодоступны, все современные BIOSы материнских плат содержат процедуру автоматического распознавания накопителей на ЖД с интерфейсом ATA (IDE, EIDE) - IDE HDD Autodetection. Это более необходимо еще и по причине представления несоответствия физического и логического числа цилиндров, головок и секторов для накопителей с числом цилиндров более 1024 и объемом более 540 Мб. В настоящее время, для таких накопителей производители обеспечивают три различных режима работы BIOS с накопителем на жестких дисках – Normal, Large и LBA (Large Block Access) и, соответственно, три различных режима работы интерфейса. Причины возникновения этих режимов кроются в совместимости низкоуровневого ПО для серии клонов IBM-PC. В настоящее время, большинство накопителей большого объема (более 540Мб) имеют число цилиндров гораздо большее 1024. Использование такого накопителя в обычном режиме normal давало бы возможность использовать только часть объема устройства (приблизительно 540 Мб) . Данные ограничения и проблемы ни в коей мере не касаются ОС не использующих процедуры BIOS и выполняющих все операции управления интерфейсами дисковых накопителей самостоятельно, а также накопителей с интерфейсом SCSI. Такими системами традиционно являются UNIX-ориентированные ОС и Windows NT. Режимы Large и LBA дают возможность обойти эти ограничения для ОС типа MS-DOS путем специального пересчета и уменьшения числа цилиндров за счет программного виртуального увеличения числа секторов и головок. Наиболее предпочтительным является режим LBA, допускающий большую совместимость и позволяющий использовать накопители большего объема (до 8.4 Гб, против 1Гб - для режима Large) . Необходимо помнить, что если накопитель был отформатирован ОС на высоком уровне в режиме LBA, то в других режимах он будет работать ненормально и может испортиться, то же касается и остальных параметров, неправильная установка которых может привести к частичной или полной неработоспособности и даже к поломке накопителя.

Для накопителей с интерфейсом SCSI, контроллер которых снабжен собственной BIOS и процедурой setup, необходимо вызвать данную процедуру во время загрузки ПК путем нажатия соответствующей комбинации клавиш (такие комбинации различны у адаптеров различных производителей, а указание на них приводится в строках инициализации интерфейса, возникающих на экране монитора после включения ПК) . Так как процедуры setup существенно различаются, то общей рекомендацией будет найти и выполнить программу тестирования или определения устройств и их логических номеров, подключенных к интерфейсу. Часто, такая процедура выполняется автоматически и входит в состав тестирующих процедур для PnP BIOSов.

Физическое положение, в котором работают современные ЖД, не играет большой роли. Большинство накопителей может работать и горизонтально, и вертикально, и на боку, и в наклонном положении, однако, встречаются накопители, в руководстве к использованию которых не рекомендуется располагать устройство, например, платой электроники вверх или иначе, поэтому, перед установкой внимательно познакомьтесь с руководством пользователя. Главное, во время работы не подвергать накопитель резким толчкам и сильной вибрации, т.к. при этом создается максимальная угроза повреждения поверхностей дисков головками чтения/записи. В выключенном состоянии головки запаркованы и небольшая вибрация и толчки не могут повредить накопитель.

Ход работы:

1) В системный блок установить такие накопители как:

USB – флешки, переноперационная системаные жесткие диски.

Seria АТА – жесткие диски.

Firi Wire –горячее подключение.

Тип подключения зависит от:

- типа материнской платы;

- от вида подключаемого накопителя.

2) Карты расширения.

Есть типы PCI – Express (новая), AGP (старая) для подключения графического адаптера. В PCI подключаются такие платы как:

- TV-тюнер

- звуковая карта

- модели

- сетевой адаптер

- и так далее.

Литература:

3. Гук М. Аппаратные средства IBM PC. Энциклопедия. - СПб.: Питер, 2001.- 485с.

Практическая работа № 11

Модернизация процессора и оперативной памяти

Цель: закрепить теоретические знания по теме «Оперативная память. Виды оперативной памяти. Внешний интерфейс».

Оборудование: крестовая отвёртка, системный блок, щетка, тетрадь, ручка, линейка, карандаш.

Методические указания:

Одним из ведущих направлений развития современной микроэлектроники элементной базы являются большие интегральные микросхемыпамяти, которые служат основой для построения запоминающих устройств в аппаратуре различного назначения. Наиболее широкое применение эти микросхемы нашли в ЭВМ, в которых память представляет
собой функциональную часть, предназначенную для записи, хранения,выдачи команд и обрабатываемых данных. Комплекс механических средств, реализующих функцию памяти, называют запоминающим устройством. В лабораторной работе представлены програмно реализованные модели двух типов оперативных запоминающих устройств - статического и динамического. Описание ЗУ: Статическое запоминающее устройство.

Программная модель статического оперативного запоминающего устройства представляет традиционную структуру ЗУ с призвольной выборкой, состоящую из дешифраторов строк и столбцов и матрицы накопительных элементов. При выполнении работы имитируются режимы записи и чтения данных для любой ячейки памяти. Помимо общей структуры представлена схема отдельной ячейки памяти, представляющей собой триггер на КМДП-транзисторах, имеющих каналы разного типа
проводимости: VT1, VT2 -каналы n-типа, VT3, VT4 -каналы p-типа. У триггера два парафазных совмещенных входа-выхода. Ключевыми транзисторами VT5, VT6 триггер соединен с разрядными шинами РШ1, РШ0,по которым подводятся к триггеру при записи и отводятся от него при считывании информации в парафазной форме представления: РШ1=D, РШ0=D(инверт.). Ключевые транзисторы затворами соединены с адресной шиной(строкой). При возбуждении строки сигналом выборки X=1, снимаемым с выхода дешифратора адреса строк, ключевые транзисторы открываются и подключают входы-выходы триггера к разрядным шинам. При отсутствии сигнала выборки строки, т.е. при X=0, ключевые транзисторы закрыты и триггер изолирован от зарядных шин. Таким образом реализуют в матрице режим обращения к ЭП для записи или считывания информации и режим хранения информации.

Для сохранения информации в триггере необходим источник питания, т.е. триггер рассматриваемого типа является энергозависимым. При наличии питания триггер способен сохранять свое состояние сколь угодно долго. В одно из двух состояний, в которых может находиться триггер, его приводят сигналы, поступающие по разрядным шинам в режиме записи: при D=1(РШ1=1,РШ0=0) VT1, VT4,-открыты, VT2, VT3
-закрыты, при D=0(РШ1=0,РШ0=1)транзисторы свои состояния изменяют
на обратные. В режиме считывания РШ находятся в высокоомном состоянии и принимают потенциалы плеч триггера, передавая их затем через устройство ввода-вывода на выход микросхемы DO, DO(инверт).

При этом хранящаяся в триггере информация не разрушается.
Особенность КМДП-триггеров заключается в том, что в режиме хранения они потребляют незначительную мощность от источника питания, поскольку в любом состоянии триггера в той или другой его половине один транзистор, верхний или нижний, закрыт. В режиме обращения, когда переключаются элементы матрицы, дешифраторы и другие функциональные узлы микросхемы, уровень ее энергопотребления возрастает на два-три порядка.
Вместе со структурой ОЗУ, схемы запоминающей ячейки на экране представлены четыре типовые временные диаграммы работы статического запоминающего устройства, которые описывают циклы записи (слева) и считывания информации. В режиме записи на вход памяти вначале подаются сигналы адреса, сигнал записи W/R=1 и информационный сигнал D. Затем устанавливают сигнал CS(инверт.)с задержкой
во времени tус.вм.а относительно сигналов адреса.
Длительность сигнала CS(инверт) определяют параметром tвм. Кроме того, указывают длительность паузы tвм(инверт.) в последовательности сигналов CS(инверт.), которую следует выдержать для восстановления потенциалов емкостных элементов схемы.
Сигналы адреса необходимо сохранить на время tсх.а.вм после снятия сигнала CS(инверт.). В течении всего цикла записи tц.зп выход микросхемы находится в высокоомном (третьем) состоянии. В цикле считывания порядок подачи сигналов тот же, что при записи, но при условии W/R=0. Время появления сигнала на информационном выходе DO определяют параметрами tв.вм(время выбора) и tв.а(время выборки адреса), причем tв.а=tв.вм+tус.вм.а .
Запоминающая ячейка динамического ОЗУ. Для опроса ячейки подается импульс на линию предварительной зарядки и открывается транзистор T4. При этом выходная емкость Cr заряжается до уровня Ec и возбуждается линия выборки при считывании. В результате открывается транзистор T3, напряжение с которого подается T2.
Существуют различные схемные варианты реализации динамического ОЗУ. Во всех этих вариантах используется МОП-технология, поскольку для предотвращения быстрой зарядки емкости Cg необходимо высокое полное входное сопротивление. Однако и для случая МОП
приборов необходима периодическая регенерация ячейки (подзарядка Cg). Период регенерации зависит от температуры и для современных
приборов находится, как правило, в интервале 1-3 мс при температуре от 0 до 55С. Регенерация ячейки динамического ОЗУ выполняется путем считывания хранимого бита информации, передачи его на линию записи данных и последующей записи этого бита в ту же ячейку при помощи импульса, подаваемого на линию выборки при записи.

Ход работы:

1) Модернизация – процесс направленный на улучшение работоспособности ситемы и производительности устройства, блока, узлов, системы. Главное назначение модернизации – повысить производительность на 20-25%.

2) Перед модернизацией любого из устройств необходимо соперационная систематавить таблицу, которая будет содержать параметры CPU, установленного на материнскую плату и еще нескольких CPU.

Наименование CPU	Топология	Uпит. В	Частота F (Г Гц)	Мощноперационная системать Вт	Шина	Кэш	Разъем
Pentium 4 М	0,13 мм	1,3	1,4 - 2,6	33 – 48	400	512 kb	S 479
Pentium M Banias	0,13 мм	1,45	1,3 – 1,7	25 – 30	400	1024 kb	S 479
Celeron M Banias	0,13 мм	1,35	1,2 – 1,4	27	400	512 kb	S 479
Pentium M Dothan	0,09 мм	1,35	1,5 - 2,0	21	400	2048 kb	S 479

Топография – размер VT в микронах (чем меньше, тем лучше)

U пит – поглощаемое питание, в вольтах (чем ниже, тем лучше)

Частота – темикпропроцессор переключения VT в Г Гц (при частоте - производительность и тепловыделение)

Мощноперационная системать – тепловыделение CPU в ватах (чем меньше, тем лучше).

Шина и Кэш – определяют скороперационная системать обмена данных между CPU и память, что позволяет повысить производительность без существенного тепловыделения (чем больше, тем лучше).

Анализируя таблицу мы пришли к выводу, что CPU Celeron M Banias лучше поменять на Pentium M Dothan, так как топология CPU лучше, частота процессора больше 1,5 раза, тепловыделения меньше на 1,2 раза и Кэш больше в 4 раза. Исходя из этого при замене процессора производительность нашей системы 20-25%.

3) Для того чтобы новый CPU установить на материнскую плату необходимо отключить все соединительные кабели, снять статическое U, снять боковую панель, изъять старый CPU (при необходимоперационная системати сняв блок питания) предварительно сняв систему охлаждения. Поперационная системале этого установить новый CPU, систему охлаждения (блок питания) и боковую панель, подключить соединительные кабели.

4) При модернизации оперативной памяти необходимо учитывать такие параметры как: шина расширения, частота ( такая же как у CPU или меньше), объем кэша, общий объем. Например, в материнскую плату установлена оперативная память DPR 2 с частотой 1,7 Г Гц, объемом кэша 256 Kb, шиной 400, общий объем 512 Mb. Меняем эту оперативную память на модуль DPR 2 с таким же разъемом и хар-ми: частота 1,9 Г гц (при частоте CPU = 2,0 Г гц), объемом кэша 512 Kb, шиной 400, общим объемом 1 Gb.

Литература:

3. Гук М. Аппаратные средства IBM PC. Энциклопедия. - СПб.: Питер, 2001.- 485с.

Практическая работа № 12

Модернизация системной платы, накопителей и карт расширения

Цель: изучить теоретические знания по теме « Особенности модернизации аппаратных устройств персональный компьютер»

Оборудование: крестовая отвёртка, системный блок, щетка, тетрадь, ручка, линейка, карандаш.

Методические указания:

Системная (главная,  "материнская")  плата  (motherboard,  system  board)  - основная и самая сложная плата в компьютере. Именно на  ней   устанавливаются микросхема центрального процессора, модули внутренней памяти,  электроника, управляющая работой  шины  и  вмонтированы  разъемы  для  подключения  плат расширения. Электропитание для них системная плата берет  от  блока  питания компьютера.  Каждая  «материнская»  плата  рассчитана  на   конкретный   тип центрального процессора и определенные скорости его  работы.  Все  системные платы   сделаны   с   учетом   стандартных   форм-факторов   (типоразмеров), определяющих их длину и ширину,  а  также  расположение  на  них  компонент.

Наибольшее распространение имеют форм-факторы AT, BabyAT, ATX, LPX, NLX.

Самое постоянное у персональных компьютеров PC это форм-фактор (габаритные размеры и расположение элементов), который как бы роднит между собой новые и старые модели. Благодаря тому что все разработчики системных плат и периферии придерживаются единых правил крепления плат и расположения узлов в корпусе, пользователи могут самостоятельно модернизировать свой компьютер, устанавливая нужные периферийные устройства, меняя старый процессор на новый и т. д.

В качестве курьеза можно упомянуть, что в один и тот же корпус можно установить системную плату с процессором Pentium 4 и старую плату с процессором i386 (правда, обратный вариант не всегда возможен. Переделки минимальны и требуют лишь умения владеть слесарным инструментом, да и то — не всегда.

Существуют два основных стандарта на системные платы — AT и ATX Первый — форм-фактор AT — это плата для компьютера с морально устаревшим процессором. Второй — форм-фактор АТХ — это стандарт, в соответствии с которым разрабатываются новые компьютеры Основная разница между двумя этими стандартами в расположении процессора и разъемов интерфейсов, что влечет необходимость использования различных корпусов.

Все остальное — крепление системной платы к корпусу, расположение слотов и пр. — так или иначе совпадает. В качестве переходного варианта между AT и АТХ, например, выпускались системные платы, которые можно было устанавливать как в корпус с блоком питания AT. так и в корпус АТХ. Одно из основных отличий данной версии спецификации АТХ 2.1 заключается в том, что блок питания выведен за контур системной платы, что оказалось необходимым из-за огромных размеров охлаждающей системы современного процесса. В предыдущих версиях спецификации допускалась установка блока питания над процессором, но это приводило к огромным проблемам с охлаждением процессора.

Несколько сложнее обстоит дело с малогабаритными и фирменными компьютерами, в которых применяются системные платы, габариты которых отличаются от стандартных. Для уменьшения размеров используются разные приемы, например, уменьшение числа слотов для периферийных устройств, применение различных переходников, чтобы иметь возможность расположить периферийные платы не вертикально, а горизонтально, параллельно плоскости системной платы. Для таких системных плат и корпусов всегда существует проблема модернизации, часто приводящая к тому, что проще купить новый компьютер, нежели заниматься поисками подходящих элементов к старому.

Корпорация Intel опубликовала 26 июля 2004 г. спецификацию Balanced

Technology Extended (ВТХ), которая является развитием стандарта АТХ для новых высокопроизводительных процессоров.

Основное назначение спецификации — это улучшение охлаждения и увеличение механической прочности системной платы. Кроме того, спецификация стандартизирует способы подключения к системной плате интерфейсов ввода-вывода, конструкцию корпуса.

Поскольку появление компьютеров, выполненных по спецификации ВТХ, подразумевает разработку и выпуск новых системных плат.

Ход работы:

1) Чтобы модернизировать системную плату необходимо изучить характеристики установленной системной платы, такие как форм-фактор, частота, содержание шин расширения, сокеты. Необходимость модернизации системной платы возникает когда установленная системная плата имеет устаревшие карты расширения, др. сокет для CPU. При модернизации также следует учитывать наличие встроенной двойной панели разъемов в/в, более удачное расположение внутрн. разъемов в/в, улучшенное охлаждение, стоимость системной платы, гибкоперационная системать по отношению к быстро изменяющимся процессорам технологиям, поддержка др. новых технологий, быстрота и легкоперационная системать обслуживания.

2) При модернизации жесткого диска (винчестера) необходимо знать: max емкоперационная системать, скороперационная системать передачи данных, среднее время поиска (время установки головки на нужную дорожку), стоимость, форм-фактор, кабели и разъемы накопителей. Модернизация винчестера необходима, если не хватает его объема для хранения данных или если винчестер вышел из строя (ремонтонепригоден).

3) Карты расширения. К ним отноперационная системаятся: видеокарта, звуковая карта (если они не интегрированы), сетевая карта. Их модернизация необходима если новые модули превышают старые но хар-ат в 1,5-2 раза: н-р, видеокарта, которая имеет объем 128 Mb (этого объема не хватает) может быть изменена (заменена) на видеокарту с объемом 256 или 512 Mb. При замене карт расширения необходимо учитывать: объем, скорость работы, тип расширения (разъем), теплоотвод, U пит, частоту работы.

4) При замене системной платы, винчестера, карт расширения необходимо соблюдать ТБ и следовать правилам замены устройств персональный компьютер.

Литература:

3. Гук М. Аппаратные средства IBM PC. Энциклопедия. - СПб.: Питер, 2001.- 485с.

Практическая работа № 13

Контроль и диагностика состояния ПК

Цель: изучить ПО применяемое для контроля и диагностики персональный компьютер.

Оборудование: крестовая отвёртка, системный блок, щетка, тетрадь, ручка, линейка, карандаш.

Методические указания:

Если ПК часто зависает, то основными причинами могут быть следующие: перегрев, некачественное питание, нестабильная работа одного или нескольких компонентов, ошибка в программном контенте (операционной системе, драйверах, приложениях).

Для выявления перегрева того или иного компонента системы следует воспользоваться одной из программ мониторинга. Мы предпочитаем SpeedFan. Скачать ее можно, к примеру, из файлового архива сайта www.overclockers.ru или воспользоваться поиском. Далее следует воссоздать те условия, при которых ПК зависает наиболее часто. Следя за мониторингом, определи, что перегревается в компьютере и позаботься о дополнительном охлаждении.

Если все в порядке, но проблема не исчезает, обрати внимание на блок питания. В первую очередь, это следует сделать всем тем, у кого корпус с блоком питания был приобретен за небольшие деньги. Как правило, в таком случае внутри системного блока ты обнаружишь БП таких производителей, как Codegen, JNC, GoldPower, Power Master (серия FA-5-x) и т.п. Продукция упомянутых «брендов» является недостаточно качественной. Если ты не уверен в целесообразности замены БП, то одолжи на вечер нормальный блок (дорогой мощный девайс от известного производителя) у товарищей, или же возьми новый в магазине под залог с просьбой о возврате не следующий день, если купленный «девайс» не поможет решить проблему. Достаточно показательной, но несколько опасной проверкой стабильности работы блока питания является запуск соответствующего теста программы S&M (об этом подробнее чуть ниже). Кроме того, в одном из предыдущих номеров «Железо» уже рассказывал о методике тестирования блока в домашних условиях.

Еще одной причиной любви ПК к зависаниям может стать дефект установленного программного обеспечения. Если компьютер стал зависать вскоре после установки той или иной программы (применительно к системным приложениям – драйверам, дополнительным системным службам и т.п.), то, разумеется, попробуй для начала ее удалить. В крайнем случае, придется переустановить систему.

Напоследок, проверь все контакты шлейфов, кабелей, планок памяти, плат расширения и т.п. Они должны быть подключены плотно и аккуратно. Иногда помогает полная разборка системы до последнего винтика с последующей вдумчивой аккуратной сборкой. В особо трудных случаях весьма полезным может быть отключение всех компонентов, не являющихся жизненно необходимыми, – звуковых карт, приводов оптических дисков, тюнеров, периферийных устройств и т.д. Если в «голом» виде ПК работает стабильно, то поэтапным возвратом «девайсов» на место можно определить виновника зависания.

Синий экран смерти. Синий экран смерти чаще всего появляется при сбойной работе одного или нескольких устройств, а также при проблемах с программным обеспечением. Отличием BSOD’а от зависания является то, что во время сбоя ПК успевает выдать «жалобу» в виде белого текста на синем фоне. Нередко там можно видеть одни лишь нечитаемые «кракозябры». Если же удалось прочитать информацию о причине сбоя, попытайся определить, к какому устройству относится выданная BSOD’ом информация. Например, порой, материнские платы на недавно очень популярном чипсете nForce4 выдают жалобу на сбойную работу nvata_sys. Здесь должно быть понятно, что речь идет о работе жесткого диска (PATA, SATA) и/или одного из соответствующих контроллеров на самой материнской плате. В случае появления надписи, грешащей на nvdisplay.sys, речь идет об устройстве вывода изображения на дисплей, то есть о видеокарте. Примеры наши условны и совершенно не означают, что продукция компании nVidia хуже какой-либо другой. Если тебе не удается определить, какое именно устройство ругает система, обратись за помощью на форумы крупных железячных сайтов в Интернете (www.overclockers.ru, www.ixbt.com, www.3dnews.ru и т.д.).

Далее путем замены или тестирования «обруганного» BSOD’ом устройства попытайся определить, здесь ли «порылась собака». Если синий экран при своем появлении быстро исчезает и ПК идет на перезагрузку, обрати внимание на оперативную память и блок питания. Первую можно протестировать на другом компьютере. Иногда помогает чистка контактов обычным карандашным ластиком с последующей протиркой спиртом.

Произвольная перезагрузка. Если ПК самопроизвольно уходит в перезагрузку (особенно во время запуска или работы ресурсоемкого приложения), то первым кандидатом в «злодеи» следует записать блок питания. Уточнить это можно простым экспериментом – запустить программу S&M в режиме тестирования блока питания.

Кроме пресловутого и уже несколько набившего оскомину БП причиной самопроизвольных перезагрузок банально может стать плохой контакт в том или ином месте. Проверь все подключения.

Если компьютер предупреждает заранее, что сейчас произойдет перезагрузка, но ты при этом не устанавливал никаких программ, при этом отменить перезагрузку не удается, то это, скорее всего, дело рук вредоносной программы Sasser или одной из ее многочисленных интерпретаций. В этом случае запусти свежий антивирус.

Самопроизвольное отключение ПК. Наиболее вероятной причиной здесь является перегрев центрального процессора или блока питания. Современные материнские платы при достижении процессором определенной температуры (перегреве) отключают питание. Параметры отключения настраиваются в BIOS’е. Разумеется, если ты столкнулся с такой проблемой, то первым делом стоит удостовериться в достаточном охлаждении процессора. Проще всего это сделать с помощью программ мониторинга температуры CPU – например, SpeedFan, Everest или фирменного программного обеспечения от изготовителя материнской платы (например, для Asus – это AsusProbe). Чтобы найти фирменную утилиту, стоит внимательно изучить содержимое компакт-диска, шедшего в комплекте с «материнкой». Не забывай, что здесь может быть нюанс – на некоторых платах программный мониторинг работает некорректно, порой очень сильно занижая или завышая показатели. Универсальным способом здесь будет определить температуру тактильно, прикоснувшись пальцами к основанию радиатора твоего процессорного кулера (осторожно – можно обжечься!). Если руку можно удержать довольно долго – все в порядке. Если нет, то придется проверить корректность установки кулера (подошва радиатора должна плотно прилегать к крышке процессора, при этом термопаста должна быть качественная и грамотна нанесена между CPU и радиатором). Если кулер установлен правильно, но его мощности не хватает (точно это можно выяснить, отыскав на сайте производителя, для каких процессоров он предназначен), придется позаботиться о более мощной системе охлаждения. Чаще всего проблемы с перегревом появляются из-за засасываемой в системный блок пыли (этот вариант наиболее характерен для системных блоков, которые стоят на полу), при остановке вентилятора на кулере или же в особенно жаркие летние дни.

С блоком питания все тоже достаточно легко. Первым делом нужно проверить, работает ли в нем вентилятор. Если да, то какова температура выдуваемого воздуха? Теплый «ветерок» не должен вызывать опасений. А вот горячее дуновение свидетельствует о работе БП с перегрузкой. Львиная доля современных блоков питания оснащается системой защиты от перегрева. При достижении силовыми элементами температуры 100°С происходит отключение. Если ты столкнулся с такой проблемой, придется менять блок питания.

S&M и SpeedFan. Наиболее универсальной программой для тестирования стабильности ПК является S&M.

В народе ее прозвали «садомаза». С помощью S&M можно очень сильно нагрузить процессор, спровоцировав тем самым максимальный нагрев. Если в процессе тестирования процессор не перегрелся, значит, у тебя нет проблем с его охлаждением. Примечательно, что можно выбрать нагрев только одного ядра. При установке уровня нагрузки процессора меньше, чем 100%, режим работы превратится в цикличную пульсацию – настоящее «садо» для проверки силовой системы питания процессора и БП. Весьма интересен также пункт «блок питания». В момент проверки оного программа нагружает не только процессор с памятью, но и видеокарту. Очень полезным является интеграция собственного мониторинга температур, напряжений и скоростей вращения вентиляторов.

Внимание! Тестирование ПК с помощью S&M может вызвать перегрев и выход из строя комплектующих при низком качестве последних. Автор и редакция журнала «Железа», а также автор упомянутой программы не несут никакой ответственности за все возможные последствия – ты действуешь на собственный страх и риск.

Наиболее точной в плане замера температур по встроенным датчика мы считаем программу SpeedFan.

При отображении температуры процессора эта программа использует внутренний термодиод процессора, а не подсокетный датчик, определяя тем самым температуру CPU более точно. Помимо «замера» температуры процессора, SpeedFan считывает показания еще нескольких термодатчиков и отображает текущее состояние напряжений. К сожалению, «глючность» мониторинговых датчиков материнских плат данная программа победить не может. Так, например, на плате Asus M2N-MX мониторинг линии питания +3.3 В у нас не заработал вовсе, все плюсовые напряжения оказались несколько заниженными, а минусовые сильно превысили допустимые. На самом деле, никаких проблем с ПК у нас не наблюдается. Если ты столкнулся с такой же ситуацией, попробуй обновить версию программы. Как бы там ни было, для замера напряжений гораздо лучше подойдет цифровой мультиметр, нежели даже самая идеальная программа.

Несколько слов об универсальных программах

Какой-либо «чудо-программы», которая точным образом сможет выявить неисправный элемент, не существует. Однако это не означает, что нет вообще никакого подспорья. Для поверхностной проверки работоспособности отдельных элементов системы можно использовать закладку стресс-тестирования, а также обычного тестирования на производительность программы SiSoft Sandra.

Запуская поочередно все тесты, следим за поведением компьютера. Совершенно очевидно, что если в момент тестирования пропускной способности памяти происходит сбой, то именно на ОЗУ следует обратить внимание в первую очередь. Помимо тестов, Sandra поможет тебе точнее определить конфигурацию ПК.

Такая опция будет весьма полезна, если ты решишь обратиться за помощью на форумы – в этом случае обязательно следует подробно указать состав свой системы и как можно точнее описать саму проблему и характер ее проявления.

Помимо Sandra 2007 можно применить программу Everest (бывшая Aida). Скачать обе программы можно с сайта www.softodrom.ru.

Ход работы:

1) Диагноперационная систематическое ПО чрезвычайно необходимо в том случае, если система начинает сбоить или если вы модернизируете ее, добавляя новые устройства. Даже когда вы пытаетесь выполнить проперационная систематую операцию или ищите неисправноперационная системать в аппарате, приведшую к сбою или «зависанию» системы, вам необходимо знать о ПК больше, чем написано в прилагаемой к нему инструкции. Диагноперационная систематические программы позволяют проверить работу как всей системы, так и отдельных ее узлов.

2) Для РС существует несколько видов диагноперационная систематических программ (иногда они поперационная систематавляют вместе с персональный компьютер), которые позволяют пользователю выявлять причины неполадок, возникающих в ПЕРСОНАЛЬНЫЙ КОМПЬЮТЕР. Во многих случаях такие программы могут выполнить операционная системановную работу по определению дефектного узла. Условно их можно разделить на несколько групп:

- POST (Power-On Self Test – процедура самопроверки при включении). Выполняется при каждом включении персональный компьютер.

- Диагноперационная систематические программы производителей. Большинство известных производителей комикпропроцессорьютеров (IBM, Compaq, Dell и так далее) выпускают для своих систем спец. диагноперационная систематическое ПО, которое обычно содержит набор текстов, позволяющих тщательно проверить все комикпропроцессороненты персональный компьютер.

- Диагноперационная систематические программы, поперационная систематавляющие с ПУ. Многие производители оборудования выпускают диагноперационная систематические программы, предназначенные для проверки определенного устройства.

- Диагноперационная систематические программы операционная система. Windows 9x и Windows NTI 2000/ XP поперационная систематавляются с несколькими диагноперационная систематическими программами для проверки различных комикпропроцессоронентов персональный компьютер.

- Диагноперационная систематические программы общего назначения. Такие программы, обеспечивающие тщательное тестирование любых PC-совместных персональный компьютер, выпускают многие микропрпоцессоры.

Литература:

3. Гук М. Аппаратные средства IBM PC. Энциклопедия. - СПб.: Питер, 2001.- 485с.

Практическая работа № 14

Поиск неисправностей и замена неисправных блоков

Цель работы: закрепить теоретические знания по теме «Профилактическое обслуживание. Технический контроль».

Оборудование: крестовая отвёртка, системный блок, щетка, тетрадь, ручка, линейка, карандаш.

Методические указания:

Наиболее серьезно сегодня стоит та проблема, что пользователь, обращаясь в сервис-центр за помощью, не может достаточно внятно сказать, что же с его компьютером приключилось, и что ему не нравится в работе "электронного друга". И ничего тут не поделаешь, в наше время компьютер очень часто приобретают лишь для того, чтобы он стоял на своем месте в углу комнаты (почти как телевизор). Усугубляет эту проблему отношение к персональному компьютеру как к игровой приставке: сунул диск в дисковод и играй. О каком-нибудь уровне подготовки не может идти и речи. Более или менее точно указать признаки неполадки поможет нижеследующий список "состояний" компьютера при возникновении проблем. Можно выделить следующие категории.

1. Компьютер не подает "признаков жизни". Ни один из индикаторов не загорается, не слышно привычного шума вентиляторов и жесткого диска и т. п. Скорее всего, один из компонентов компьютера "приказал долго жить", хотя не исключено, что вполне достаточно, например, очистить блок питания от накопившейся пыли. При этом возможны варианты:

• компьютер нормально запускается при отключении одного из устройств;

• компьютер нормально запускается после "обнуления" CMOS-памяти;

• компьютер нормально запускается только после отключения сетевого шнура от блока питания и повторного его подключения:

• компьютер нормально запускается только после тщательной очистки от пыли блока питания, замены предохранителя, вентилятора и т. п.

2. Проблемы при прохождении программы диагностики POST. При этом возможны варианты:

• компьютер зависает без вывода каких-либо текстовых сообщений на экран монитора и звуковых сигналов на системный динамик. Найти причину поломки можно при помощи, например, платы диагностики POST или осциллографа, но последний вариант доступен только опытным мастерам;
• компьютер выдает текстовое сообщение на экран монитора или звуковой сигнал на системный динамик. Диагностика осуществляется путем расшифровки данного сообщения;
• компьютер выдает текстовое сообщение на экран монитора. При этом вам предлагается вариант, при помощи которого удастся добиться стабильной работы компьютера. Например, войти в программу CMOS Setup Utility и установить верные параметры содержащихся там опций;
• компьютер выдает текстовое сообщение на экран монитора или звуковой сигнал на системный динамик и продолжает загрузку (появляется стартовая надпись или заставка операционной системы).

3. Проблемы при загрузке операционной системы. При этом возможны варианты:

• система не может найти ни одного загрузочного диска;
• система обнаружила критическую ошибку на загрузочном диске, продолжение загрузки невозможно. При этом на экран монитора выводится соответствующее текстовое сообщение;
• компьютер зависает на определенном этапе загрузки или загрузка прекращается с выводом на экран монитора сообщения об ошибке (или без него).

4. Проблемы при работе операционной системы. При этом возможны варианты:

• операционная система загружается, но слишком медленно;
• операционная система загружается, но практически сразу же на экране монитора появляется сообщение о критической ошибке или компьютер зависает;
• операционная система загружается нормально, но при запуске разных программ на экран монитора выводится сообщение об ошибке или компьютер зависает;
• операционная система загружается нормально, не работают некоторые из программ или некоторые функции, оборудование (например, сканер).

5. Компьютер работает без каких-либо нареканий. Такое, не побоюсь этого слова, иногда бывает, но достаточно редко, т. к. при активной работе на ПК практически постоянно сталкиваешься то с несовместимостью программного обеспечения, то с загрязнением системного блока пылью, то еще с чем-нибудь, что потенциально опасно для стабильности работы компьютера и, в частности, для установленной операционной системы.

Основные причины появления сбоев и неполадок — это поломка компонентов ПК, нарушение условий эксплуатации, возникновение аппаратных и программных сбоев, конфликтов и т. п.

Поломка компонентов компьютера

Согласно статистическим данным, чаще всего компоненты компьютера перестают работать (при соблюдении основных правил эксплуатации) по следующим причинам:

· микротрещины в печатных проводниках, которые могут появиться в результате чрезмерного нажима при подключении кулера, соединительных шлейфов и т. п. Этот вид неисправности крайне сложно устранить;

· отсутствие контактов в разъемных соединениях. Ситуация может встретиться на старых компьютерах, где могут использоваться контакты без золотого покрытия, что приводит к постепенному окислению. Устранить проблему можно, протерев все подозрительные контакты ластиком;

· наличие проводящей пыли на контактах электронных компонентов и вследствие этого изменение уровня логических сигналов. Проблема устраняется удалением всей пыли при помощи мягкой кисти и пылесоса;

· отсутствие контакта в переходном отверстии печатной платы. Может появиться в результате механического воздействия металлическим предметом или перегрева. Проблему устранить крайне сложно;

· критичное изменение параметров транзисторов, резисторов и конденсаторов. Может появиться в результате их перегрева, устраняется их заменой;

· пробой на "землю" или питание информационных выводов микросхем. Можно устранить только заменой "пробитых" элементов, хотя иногда подобная проблема может быть вызвана металлическим предметом, замкнувшим контакты;

· некорректные установки параметров в CMOS-памяти. Могут появиться как из-за настроек пользователя, так и в результате разрядки аккумулятора или воздействия компьютерных вирусов. Устраняется путем "обнуления" CMOS-памяти или, если есть в этом необходимость, обновления/восстановления содержимого BIOS;

· некорректные установки перемычек (джамперов). Причиной могут стать только "кривые" руки пользователя, который поленился прочитать инструкцию;

· порча информации в микросхеме ПЗУ (BIOS). "Лечится" восстановлением при помощи программатора.

Несмотря на внешнюю простоту дефектов, их поиск и идентификация требуют от пользователя достаточно высокой квалификации. При поиске неисправности внутри системного блока в большинстве случаев вам следует придерживаться следующей последовательности:

· оценка всех компонентов по их внешнему виду. Искать следует детали, которые явно изменили свой цвет или форму (например, вздутые конденсаторы);

· оценка условий эксплуатации каждого из них (запыленность, изменение формы, состояние контактов разъемов, нарушение паяных соединений);

· оценка правильности установки всех компонентов, подключения разъемов, всех перемычек (даже если вы сами ничего не трогали) и т. д.;

· измерение сопротивления между контактами питания +5 В и "землей". Разница между прямым и обратным замером должна находиться в пределах соотношения 3:2;

· измерение напряжения на аккумуляторе, питающем микросхему CMOS-памяти. Оно должно быть в пределах от 2,8 до 3,3 вольт.

Если все параметры находятся в пределах допустимого уровня, можно переходить к следующему этапу. Включаем напряжение питания системного блока и наблюдаем за происходящими событиями. Более подробную информацию о неисправности можно получить исходя из следующих признаков:

· состояние индикаторов материнской платы и подключенных к ней устройств;

· наличие звуковых эффектов, издаваемых механически вращающимися узлами;

· наличие тепловых эффектов и запахов, вызываемых нагревом компонентов;

· наличие звуковых сигналов, издаваемых системным динамиком;

· наличие текстовых сообщений, выводимых на экран монитора.

Аппаратные конфликты и несовместимость устройств

Практически любой пользователь ПК слышал о том, что некоторые устройства могут занимать "не те" прерывания, использовать "не те" области оперативной памяти и т. п. Некоторые в это не верят, считая, что им пытаются подсунуть нерабочую плату или плату, бывшую в употреблении. Некоторые пользователи настолько боятся этой проблемы, что, услышав, что на компьютере возник конфликт, сразу же начинают думать о продаже своего "электронного друга" и покупке нового, у которого не будет никаких конфликтов. Подобная реакция ничем не оправдана, т. к. практически любой аппаратный конфликт можно устранить.

Аппаратный конфликт устройств — это ситуация, когда несколько устройств одновременно пытаются получить доступ к одному и тому же системному ресурсу. Конфликт прерываний возникает в том случае, если несколько устройств используют, например, одну линию для передачи сигналов и отсутствует механизм, позволяющий распределять эти сигналы, в результате чего либо отказ распространяется только на одно из устройств, либо компьютер вообще перестает работать.
Нюанс проблемы аппаратных конфликтов состоит в том, что ресурсы компьютера "раздаются" при помоши соответствующего программного обеспечения, которое мы называем системой Plug and Play. Поэтому основная масса сбоев при распределении ресурсов вполне решаема либо отключением этой системы и ручным распределением прерываний, каналов DMA и областей памяти, либо переключением между Plug and Play BIOS и Plug and Play операционной системы, при этом отдавая приоритет в распределении BIOS или Windows. Определить наличие аппаратных конфликтов можно несколькими способами.

1. Войти в Панель управления и двойным щелчком левой кнопки мыши запустить ярлык Система. После этого активизировать вкладку Оборудование | Диспетчер устройств. Наличие восклицательного знака возле одного из устройств может говорить о возникновении конфликта при распределении ресурсов. Этот способ имеет силу для операционной системы Windows 2000 или Windows XP.

2. Войти в Панель управления и двойным щелчком левой кнопки мыши запустить ярлык Система. После этого активизировать вкладку Устройства. Наличие восклицательного знака возле одного из устройств может говорить о возникновении конфликта при распределении ресурсов. Этот способ имеет силу для всех операционных систем семейства Windows 9x.

3. Запустить программу Сведения о системе, которая находится в меню Пуск | Все программы | Стандартные | Служебные, в которой можно получить полную информацию о совместном использовании практически всех аппаратных ресурсов компьютера, таких как прерывания, каналы DMA, области оперативной памяти. Этот способ действителен для любой версии Windows.

Как ни печально осознавать, но время от времени встречаются случаи крайне яркой несовместимости устройств, когда никакие ухищрения не могут заставить работать их вместе. Несовместимость — невозможность совместного функционирования некоторых из устройств, например, модулей оперативной памяти и материнской платы. Причиной обычно служит несоблюдение производителем общепринятых спецификаций или же использование нестандартных методов увеличения производительности.
Яркий пример несовместимости — струйный принтер марки Lexmark Z45 сложно подключить к некоторым материнским платам с чипсетом производства Intel. Это становится возможным только лишь после установки специального обновления от компании Microsoft, которое, кстати, не всегда дает нужный эффект.

Ход выполнения:

Для выполнения практической работы представлены два системных блока в не рабочем состоянии: 1-не включался, 2-выводит системное сообщение – «жесткий диск не подключен».

1 блок – выявите неисправность заменой на заведомо исправные блоки:

1. проверьте блок питания,

2. проверяли отдельные узлы материнской платы: микпропроцессор, оперативная память, видеокарту.

2 блок – Для выявления неисправности замените жесткий диск на заведомо рабочий жесткий диск, после чего произведите установку операционной системы.

Литература:

3. Гук М. Аппаратные средства IBM PC. Энциклопедия. - СПб.: Питер, 2001.- 485с.

Скачано с www.znanio.ru

Практическая работа № 4 Сокеты и микропроцессоры

Socket 4 Intel 80486 и совместимые с ними процессоры других производителей

Socket F+ (Socket 1207+) серверные

Практическая работа № 5 Шины расширения

Для обеспечения обратной совместимости с 8-битными платами большинство новых возможностей было реализовано путем добавления новых линий

Типы слотов легко определить визуально

Практическая работа № 7 Внешние интерфейсы

LTP – для подключения принтера

Практическая работа № 6 Оперативная память

ПЗУ платы адаптера. - данные на диске, загружаемые в

Практическая работа № 8 Установка процессора и модулей памяти на системную плату

Регистр – область временного хранения данных, инструкций и кованд

Практическая работа № 10 Подключение внешних устройств и настройка

Винчестеры предназначены для стационарной установки в

Для подключения принтера необходимо выключить персональный компьютер, подключить соед

Практическая работа № 9 Установка накопителей, карт расширения

Периферийные устройства обслуживает специальный контроллер

MBR. За загрузчиком расположена таблица разделов -

Биты номера цилиндра Биты номера сектора 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

Дисковое пространство распределяется посекторно, что дает максимально возможное использование пространства раздела, но несколько снижает производительность

Необходимо отметить, что два устройства на одном шлейфе (на одном канале) , подключенные неправильно, опознаваться и работать не будут, а master устройство является загрузочным и…

LBA, допускающий большую совместимость и позволяющий использовать накопители большего объема (до 8

Практическая работа № 11 Модернизация процессора и оперативной памяти

В режиме записи на вход памяти вначале подаются сигналы адреса, сигнал записи

Шина и Кэш – определяют скороперационная системать обмена данных между

Практическая работа № 12 Модернизация системной платы, накопителей и карт расширения

Основное назначение спецификации — это улучшение охлаждения и увеличение механической прочности системной платы

Практическая работа № 13 Контроль и диагностика состояния

В случае появления надписи, грешащей на nvdisplay

S&M и SpeedFan. Наиболее универсальной программой для тестирования стабильности

Для РС существует несколько видов диагноперационная систематических программ (иногда они поперационная систематавляют вместе с персональный компьютер ), которые позволяют пользователю выявлять причины неполадок, возникающих в

Практическая работа № 14 Поиск неисправностей и замена неисправных блоков

Проблемы при работе операционной системы

Искать следует детали, которые явно изменили свой цвет или форму (например, вздутые конденсаторы); · оценка условий эксплуатации каждого из них (запыленность, изменение формы, состояние контактов…

Этот способ имеет силу для всех операционных систем семейства

Материалы на данной страницы взяты из открытых истончиков либо размещены пользователем в соответствии с договором-офертой сайта. Вы можете сообщить о нарушении.

19.02.2020