Типы компьютерных блоков питания. Блок питания – Устройство компьютера. Дополнительные характеристики блока питания

РАЗЪЁМ ВИДЕОАДАПТЕРА имеет два вида исполнения – для аналоговых и для цифровых мониторов. Аналоговый разъём служит для подключения монитора и имеет 15 контактных отверстий в три ряда.

Цифровой разъём DVI имеет 24 контактных отверстия в три ряда.

Рисунок 4 − Задняя панель системного блока

ЗВУКОВЫЕ РАЗЪЁМЫ. Для подключения звуковых устройств служат три круглых гнезда диаметром 3,5 мм. Каждое гнездо рассчитано на передачу двух звуковых каналов. Соответственно, к трём гнездам можно подключить 6-канальный комплект объёмного звучания: две фронтальные колонки, две тыловые, одну центральную и одну басовую (сабвуфер).

Существуют и другие варианты подключения звуковых устройств. Например: к одному гнезду подключаются стереоколонки, к другому - микрофон, а к третьему - внешний усилитель. Такую комбинацию используют, например, когда надо выполнить звукозапись.

У современных моделей компьютеров разъёмы для подключения колонок и микрофона, а также разъёмы USB находятся и на передней панели.

Выбор варианта подключения выполняют программно.

«На глаз» звуковые разъёмы различаются цветом гнёзд: зелёное, розовое и голубое. Если пара звуковых колонок или стереонаушники - всё что вам необходимо на первое время, подключайте их к зелёному (среднему) гнезду.

Подключаясь «вслепую», нужное гнездо можно выявить методом проб и ошибок. Последовательно вставляйте штеккер во все гнёзда, пока не услышите звук. Попадание не в то гнездо не влечёт за собой никаких негативных
последствий.

РАЗЪЁМ IEEE 1394 (FireWire) . Этот о современный интерфейс предназначен для подключения высокоскоростных внешних устройств типа цифровых фото и видеокамер. Он имеет очень большую пропускную способность. Как и интерфейс USB, интерфейс IEEE 1394 допускает «горячее» подключение. Обеспечивает скорость обмена до 50 Мбайт/с.

Разъём IEEE 1394 можно встретить далеко не на всяком компьютере. Он существенно удорожает системную плату, поэтому на платах нижнего ценового уровня его не реализуют. Обязателен для большинства новых плат, выпущенных с начала 2003 года.

Без интерфейса IEEE 1394 можно обойтись, если заменить его интерфейсом USB 2.0, который тоже позволяет передавать большие массивы данных с высокой скоростью. Однако это возможно только для компьютеров, работающих под управлением операционной системы Windows ХР версии SP1 (2003 г.) или более поздней.

РАЗЪЁМ LPT . Этот тип интерфейса тоже давно устарел. В прошлом он служил для подключения высокопроизводительных принтеров. Сегодня его функции успешно выполняет интерфейс USB.

Существует множество различных USB-устройств. Для корректной работы устройства либо не требуется установка никаких специальных программ, либо она не обязательна, либо автоматизирована.

Если к каждому из старых портов можно было подключить только одно устройство, то на один USB-порт можно подключить до 127 устройств. Скорость обмена данными у последней модификации шины USB 2.0 – до 60 Мбайт/с. Предполагается, что со временем все устройства будут подключаться к разъёмам типа USB.

Почему в одних случаях говорят об интерфейсе USB, в других - о порте USB, а в третьих о разъёмах USB.

Интерфейс - понятие теоретическое. Это способ взаимодействия устройств, то есть стандарт. На практике интерфейсы надо как-то реализовывать в металле. Для этого и предназначены порты.

Порт - это устройство. Обычно его встраивают в системную плату. Подключение к порту означает подключение к компьютеру в соответствии с требованиями определённого интерфейса.

Наружу порты выходят разъёмами, к которым физически стыкуются внешние устройства. Исключение составляют беспроводные интерфейсы, где нет разъёмов.

РАЗЪЁМ RJ-45. Этот разъём очень похож на телефонный, только заметно крупнее. Он служит для подключения компьютера к локальной сети. Интерфейс локальной сети может быть как встроен в системную плату, так и представлен отдельной сетевой картой. В последнем случае местоположение разъёма на задней стенке системного блока может отличаться от указанного на рисунке 4.

РАЗЪЁМЫ СОМ. Этот устаревший тип интерфейса служит для подключения внешних устройств. Компьютер обычно имеет два порта этого типа и два разъёма, различающиеся количеством контактных отверстий. Первыми кандидатами на подключение к этим разъёмам были мыши, малопроизводительные принтеры и внешние модемы.

Внутри системного блока (рисунок 3) размещается материнская плата, на которую устанавливаются процессор, модули оперативной памяти и карты расширения. С помощью специальных шлейфов к материнской плате подключают жёсткий диск, привод компакт-дисков и дисковод. Для обеспечения электропитанием всех устройств в системный блок также монтируется блок питания.

По конструкции системные блоки делятся на несколько видов:

· настольные (DeskTop);

· наколенные (LарТор) (4-8 кг);

· блокнотные (NoteBook) (1-2 кг);

· суперблокнотные (SubNoteBook) (0,5-1 кг).

В скобках приведена примерная масса системного блока, а для NoteBook – всего компьютера.

3.2. Основные узлы системного блока (рисунок 3):

3.2.1. Материнская плата (системная или главная плата).

Видеокарта (Видеоадаптер).

Звуковая карта.

Блок питания.

Дисковод CD (DVD).

Винчестер (жёсткий диск).

3.2.1. Материнская плата (рисунок 5) - это самостоятельный комплекс различных устройств, координирующих работу всех внутренних компонентов ПК и взаимодействует через прерывания с другими внешними устройствами. Обязательными атрибутами материнской платы являются:

· микропроцессор ,

· оперативная память,

· микрорсхема BIOS,

· контролер клавиатуры,

· разъёмы расширения .

Её название происходит от английского motherboard (или mainboard), что в переводе означает «главная плата». Помимо портов и слотов материнская плата содержит чипсет (набор микросхем), отвечающий за согласованную работу центрального процессора и других составляющих компьютера, а также контроллёры (устройства, которые управляют периферийным оборудованием и каналами связи, освобождая процессор от этих задач).

Размеры материнской платы нормированы. Также стандартизованы и отверстия внутри платы, которые соединяют её с дном корпуса.

При установке материнской платы необходимо, чтобы она не имела контакта с дном и боковыми металлическими сторонами корпуса из-за вероятности возникновения короткого замыкания. Винты, которыми плата крепится к корпусу, для безопасности должны быть проложены изолирующими шайбами.

Рисунок 5 − Материнская плата

На системной плате размещаются:

· разъёмы для подключения винчестера или HDD (hard disk drive – накопитель на жёстком магнитном диске) , одного или нескольких – устройств для постоянного хранения информации, чаще всего обозначаются в Windows как Диск С, D…;

· дисковод для компакт-дисков CD-ROM (Compact Disk Read Only Mamory – постоянное запоминающее устройство на основе компакт-диска) или DVD (Digital Versatile Disk – Универсальный цифровой диск большой емкости) : лазерный дисковод (D:).

· Адаптеры внешних устройств: контроллеры, платы, карты, адаптеры. Они предназначены для подключения к системному блоку таких внешних устройств, как монитор, графический планшет и т.п.

· Соединительные шлейфы : элементы управления системным блоком – кнопки на передней панели, индикаторы, встроенный динамик; крепёжные элементы конструкции.

· разъёмы для подключения дополнительных устройств (слоты).

· Разъём для процессора , CPU (Central Processing Unit, центральное процессорное устройство) (рисунок 6);

Рисунок 6 − Процессор 300×264 – 18k Daily Digital Digesc

До 2002 г. главным компонентом персонального компьютера, определяющим производительность компьютерной системы, являлся микропроцессор, или центральный процессор – CPU (Central Processing Unit). Микропроцессор выполняет вычисления и обработку данных и, как правило, является одной из самых дорогостоящих микросхем компьютера. Во всех PC-совместимых компьютерах используются процессоры, совместимые с семейством микросхем Intel, но выпускаются и проектируются они как самой фирмой Intel, так и компаниями AMD. Ранее были Cyrix и VIA.

В состав микропроцессора входят:

1. Устройство управления (УУ): формирует и подаёт во все блоки машины в нужные моменты времени определённые сигналы управления (управляющие импульсы), обусловленные спецификой выполняемой операции и результатами предыдущих операций; формирует адреса ячеек памяти, используемых выполняемой операцией, и передает эти адреса в соответствующие блоки компьютера; опорную последовательность импульсов устройство управления получает от генератора тактовых импульсов.

2. Арифметико-логическое устройство (АЛУ): предназначено для выполнения всех арифметических и логических операций над числовой и символьной
информацией.

3. Микропроцессорная память (МПП): предназначена для кратковременного хранения записи и выдачи информации непосредственно в ближайшие такты работы машины, используемой в вычислениях; МПП строится на регистрах и используется для обеспечения высокого быстродействия машины, ибо основная память (ОсП) не всегда обеспечивает скорость записи, поиска и считывания информации, необходимую для эффективной работы быстродействующего микропроцессора.

Регистры – быстродействующие ячейки памяти различной длины.

4. Интерфейсная система микропроцессора: предназначена для сопряжения с другими устройствами ПК; включает в себя внутренний интерфейс МП, буферные запоминающие регистры и схемы управления портами ввода-вывода (ПВВ) и системной
шиной.

Интерфейс (interface) – совокупность средств сопряжения и связи устройств компьютера, обеспечивающая их эффективное взаимодействие.

Порт ввода-вывода (I/O port – Input / Output port) - аппаратура сопряжения, позволяющая подключить к микропроцессору другое устройство ПК.

5. Генератор тактовых импульсов: генерирует последовательность электрических импульсов; частота генерируемых импульсов определяет тактовую частоту машины. Промежуток времени между соседними импульсами определяет время одного такта работы машины или просто такт работы машины. Частота генератора тактовых импульсов (число тактов в секунду: 1МГц =1млн тактов в сек.) является одной из основных характеристик персонального компьютера и во многом определяет скорость его работы, ибо каждая операция в машине выполняется за определённое количество тактов.

Общая производительность системы определяется не только так называемой тактовой частотой, т.е. скоростью, с которой работают элементы на материнской плате, но и количеством данных, обрабатываемых в единицу времени.

К основным характеристикам процессора относятся:

· Быстродействие, определяемое тактовой частотой процессора - (количеством операций выполняемых за 1 сек., измеряемое в Мегагерцах (10 6) и Гигагерцах (10 9)). Чем выше частота, тем выше возможности процессора по обработке данных. Самые первые процессоры для компьютеров платформы IBM PC имели частоту 4,7 МГц (1981 г.). В истории развития частоты процессоров следующие: 40 МГц, 66 МГц, 100 МГц, 130 МГц, 166 МГц, 200 МГц, 333 МГц, 400 МГц, 600 МГц, 800 МГц, 1000 МГц и т. д. до 4ГГц. Тактовая частота отражает уровень промышленной технологии, по которой изготавливался данный процессор. Она также характеризирует и компьютер, поэтому по названию модели микропроцессора можно составить достаточно полное представление о том, к какому классу принадлежит компьютер.

Бурное развитие процессов началось с выпуска модели Pentium. За относительно короткий срок с 1994 по 2002 год тактовая частота процессоров для персональных компьютеров выросла в 50 раз: от 60 МГц до 3 ГГц.

За первые 14 лет существования платформы IBM PC частота процессора выросла всего лишь в 12 раз (с 5 до 60 МГц), а за годы (2002 – 2005) можно говорить лишь о росте на 20 – 30%

Таким образом, «революционный» период развития процессоров фактически завершился в 2002 г. с этого момента процессор больше не является компонентом, однозначно определяющим производительность компьютерной системы. отныне на переднем крае технологий находятся не процессоры, а видеоадаптеры.

· Разрядность процессора определяет, сколько битов в процессоре могут обрабатываться за один такт. Разрядность процессора определяется разрядностью регистров, в которые помещаются обрабатываемые данные. Например, если регистр имеет разрядность 2 байта, то разрядность процессора равна 16 (2x8); если 4 байта, то 32; если 8 байтов, то 64.

Первый микропроцессор на свете был 4-разрядным (INTEL 4004). Его создали в 1971 г. для использования в японских электронных калькуляторах. Позже появились 8-разрядные микропроцессоры, на базе которых в 70-е и 80-е годы производилось множество моделей бытовых ПК (APPLE, ATARI, COMMODORE, SPECTRUM, SHARP и многие другие). Затем появились 16-разрядные процессоры.

Переход на 32-разрядные процессоры INTEL 80386 произошёл в конце 80-х годов прошлого века. С тех пор разрядность процессоров в основном не менялась и производительность компьютерных систем зависела большей частью от рабочей частоты.

В последние годы началось внедрение 64-разрядных процессоров.

· Микросхема BIOS

После включения компьютера выполняются тестовые программы базовой системы ввода – вывода (BIOS-Basic Input/Output System), которые проверяют работы памяти, аппаратных средств компьютера и подключённых к нему
устройств.

BIOS является одним из основных элементов системной платы. Обычно BIOS находится в микросхеме энергонезависимой памяти (ROM BIOS) или флэш-памяти (Flash BIOS). В микросхеме BIOS хранится код, управляющий всеми компонентами и ресурсами системной платы, а также клавиатурой, видеокартой, дисками, шинами и другими компонентами. На большинстве современных системных плат принято устанавливать микросхемы Flash BIOS (флэш-память), код которых можно перезаписать с помощью специальных программирующих устройств. На микросхему BIOS обычно наклеивается этикетка с информацией о дате её последнего обновления, со сведениями о компании, а также о типе памяти (рисунок 7).

Рисунок 7 – Микросхема Flash ROM компaнии AMI

· Локальная шина (рисунок 8) - многопроводный (несколько десятков проводников, причём ширина каждого из них не превышают нескольких долей микрометра) кабель, по которому происходит обмен сигналами между отдельными внутренними устройствами компьютера.

Рисунок 8 − Шины (разъёмы шин)

По каждой линии шины обычно передаётся один двоичный разряд информационного слова, являющегося элементом данных или адресом. Максимальная пропускная способность шины обеспечивается при числе линий, равном сумме числа бит в машинном слове и максимального числа двоичных разрядов адреса, плюс оптимальное количество линий для передачи управляющих сигналов.

Шина, соединяющая процессор, северный мост и оперативную память, носит название системная шина.

Системная шина состоит из двух частей – шины данных, предназначенной для передачи данных и программ, и шины адресов, которую процессор использует для передачи северному мосту сведений о местонахождении в оперативной памяти требуемой информации. Обычно адресная шина состоит из 32 или 36 линий, а шина данных - из 64 линий.

В июне 1992 года Intel разрабатывает новую шину для подключения периферийных устройств – PCI шина PCI (32-разрядная системная шина с возможностью расширения до 64 разрядов, взаимодействие через которую происходит без участия ЦП ). Эта шина в отличие от VL-Bus является процессоронезависимой. Эта шина имеет разрядность 32 бита, работает на частоте 33 МГц, обеспечивая, таким образом, пропускную способность 133 Мбайт/с. Кроме того, есть реализации 66 МГц 64-битной PCI, но в обычных PC такая разновидность не используется, она обычно используется в серверах и высокопроизводительных рабочих станциях (например, для обработки видео). Сегодня PCI-Express – основная шина современного компьютера и, вероятно, ещё долго таковой останется. Сегодня практически все платы расширения выполняют в разъём PCI, кроме плат видеоконтроллёров. Это связано с тем, что именно видеосистема – самая требовательная к пропускной способности шины обмена, и для видеоконтроллёров разработана специальная шина, которая называется AGP (Advanced Graphics Port).

Шина AGP имеет ширину 32 бита (как и PCI), но работает на частоте 66 МГц, имея, таким образом, вдвое большую пропускную способность (266 Мбайт/с). Но этим дело не ограничивается. Дело в том, что шина AGP имеет несколько режимов работы. Причём во всех этих режимах частота работы шины одинакова и составляет 66 МГц. Но пропускная способность шины AGP в разных режимах отличается. В режиме работы, который называют AGP 2x, пропускная способность шины составляет 533 Мбайт/с, так как данные по шине передаются вдвое чаще, чем изменения электрического сигнала, то есть за один такт сигнала передаётся два бита. Шины, работающие в подобном режиме, называют DDR (Double Data Rate) шинами. Кроме того, шина AGP может работать и в режиме 4х, т.е. битов передаются вчетверо больше, чем в обычном режиме. Шину, работающую в таком режиме, называют QDR (Quad Data Rate). В этом случае пропускная способность AGP 4x составляет 1066 Мбайт/с. Следующим является стандарт AGP 8x с пропускной способностью 2133 Мбайт/с.

В современных компьютерах используется некоторое количество специализированных шин, обеспечивающих передачу информации и управляющих сигналом между устройствам компьютера с различными скоростными характеристиками. Можно отметить следующие шины:

PCI (Peripheral Component Interconnect - соединитель периферийных компонент) - современная высокоскоростная шина для подсоединения внешних (периферийных) устройств со скоростью обмена до 500 Мбайт/с, а модификация PCI-X имеет скорость до 1 Гбайт/с;

AGP (Advanced Graphic Port - улучшенный графический порт) - шина и разъём для подключения видеокарт со скоростью обмена от 256 Мбайт/с до 1,06 Гбайт/с; скорость обмена 256 Мбайт/с считается условной единицей измерения для видеокарт типа AGP, поэтому скорость 528 Мбайт/с принято обозначать AGP2x, а 1,06 Гбайт/с – AGP4x;

ISA (Industry Standard Architecture – стандарт промышленной архитектуры) и EISA (Extended ISA - расширенный ISA) - устаревшие шины для подключения внешних устройств со скоростью обмена от 8 до 33 Мбайт/с;

IDE (Integrated Drive Electronics - интегрированное электронное устройство) и EIDE (Extended IDE - расширенный IDE) - шина и стандарт для подключения к материнской плате жёстких, оптических дисков и мобильных дисководов; скорость обмена данными до 100 Мбайт/с;

SCSI (Small Computer System Interface - интерфейс малых вычислительных систем) - шина и стандарт, которые так же, как и EIDE, предназначены для подключения высокопроизводительных дисковых устройств; скорость обмена данными до 80 Мбайт/с;

Arapahoe - перспективная шина третьего поколения, которая должна обеспечить скорость обмена до 6 Гбайт/с.

3.2.2. Видеокарта (видеоадаптер)

Сегодня решающую роль в производительности домашней компьютерной системы играет не микропроцессор, а видеоадаптер.

Видеокарта (известна так же как графическая плата, графическая карта, видеоадаптер) (англ. videocard) - устройство, преобразующее изображение, находящееся в памяти компьютера, в видеосигнал для монитора (рисунок 9).

Обычно видеокарта является платой расширения и вставляется в разъём расширения, универсальный (PCI-Express, PCI, AGP), но бывает и встроенной (интегрированной) в системную плату.

Современные видеокарты не ограничиваются простым выводом изображения, они имеют встроенный графический микропроцессор, который может производить дополнительную обработку, разгружая от этих задач центральный процессор компьютера. Например, все современные видеокарты NVIDIA и RADEON поддерживают приложения OpenGL на аппаратном уровне.

Совместно с монитором видеокарта образует видеоподсистему персонального компьютера. Физически видеоадаптер выполнен в виде отдельной дочерней платы, которая вставляется в один из слотов материнской платы и называется видеокартой. Видеоадаптер взял на себя функции видеоконтроллёра, видеопроцессора и видеопамяти.

Рисунок 9 – Видеокарта

За время существования персональных компьютеров сменилось несколько стандартов видеоадаптеров: MDA (Monochrome Display Adapter – монохромный дисплейный адаптер); CGA (Color Graphics Adapter – цветной графический адаптер) (4 цвета); EGA (Enhanced Graphics Adapter – улучшенный графический адаптер) (16 цветов); VGA (Video Graphics Array – видеографическая матрица) (256 цветов).

Обычно в документации указывают не точное количество цветов, которое способна отобразить видеокарта, а разрядность цвета – т. е. количество битов, необходимое для передачи каждого оттенка. Разрядность и количество цветов можно связать друг с другом с помощью таблицы 2.

Таблица 2 – Зависимость количества цветов видеокарты
от разрядности цветовой палитры

Количество цветов вычисляется путём возведения в степень цифры 2 на соответствующую разрядность цветовой палитры. В настоящее время применяются видеоадаптеры SVGA (Super Video Graphics Array – видеографическая матрица класса “супер”), обеспечивающие по выбору воспроизведение до 16,7 миллионов цветов, с возможностью произвольного выбора разрешения экрана из стандартного ряда значений (640х480, 800х600, 1024х768, 1152х864; 1280х1024 dpi, т.е. точек на дюйм и далее).

Разрешение экрана dpi (dots per inch – число точек на дюйм) является одним из важнейших параметров видеоподсистемы. Чем оно выше, тем больше информации можно отобразить на экране, но тем меньше размер каждой отдельной точки и тем меньше видимый размер элементов изображения.

Цветовое разрешение (глубина цвета) определяет количество различных оттенков, которые может принимать отдельная точка экрана. Минимальное требование по глубине цвета на сегодняшний день – 256 цветов, хотя большинство программ требуют не менее 65 тыс. цветов (режим High Color). Наилучшая работа достигается при 24 и 32-разрядном цветах (для человека разница между этими цветами практически не заметна).

Работа в полноцветном режиме True Color с высоким экранным разрешением требует значительных размеров видеопамяти. Современные видеоадаптеры способны также выполнять функции обработки изображения, снижая нагрузку на центральный процессор ценой дополнительных затрат видеопамяти. Для хранения множества цветных объектов видеоплате требуется большой объём собственной оперативной памяти (до 1 ГГб).

Видеоускорение – одно из свойств видеоадаптера, которое заключается в том, что часть операций по построению изображений может происходить без выполнения математических вычислений в основном процессоре компьютера, а чисто аппаратным путём – преобразованием данных в микросхемах видеоускорителя. Видеоускорители могут входить в состав видеоадаптера (в таких случаях говорят о том, что видеокарта обладает функциями аппаратного ускорения), но могут поставляться в виде отдельной платы, устанавливаемой на материнской плате и подключаемой к видеоадаптеру.

Различают два типа видеоускорителей – ускорители плоской (2D) и трёхмерной (3D) графики.

3.2.3. Звуковая карта (рисунок 10) – устройство, предназначенное для воспроизведения звука. Для этого надо подключить к аудиокарте акустические системы или наушники.

Рисунок 10 – Звуковая карта 1170×914 – 200k

Если к звуковой плате подключить микрофон или другое устройство, генерирующее электрический эквивалент звуковых колебаний (магнитофон, радиоприёмник и т.п.), то можно записать звук в память ПК. К специальному разъёму (игровому порту) звуковой карты можно подключить также и джойстик. Если на карте есть MIDI-разъём, то к ПК можно подключить электронно-музыкальные
инструменты.

У любой звуковой платы есть два различных устройства воспроизведения звука – волновой и табличный синтезаторы.

Звуковая карта подключается к одному из слотов материнской платы в виде дочерней карты и выполняет вычислительные операции, связанные с обработкой звука, речи, музыки.

Звук воспроизводится через внешние звуковые колонки, подключаемые к выходу звуковой карты. Специальный разъём позволяет отправить звуковой сигнал на внешний усилитель. Имеется также разъём для подключения микрофона, что позволяет записывать речь или музыку и сохранять их на жёстком диске для последующей обработки и использования. Основным параметром звуковой карты является разрядность, определяющая количество битов, используемых при преобразовании сигналов из аналоговой в цифровую форму и наоборот. Чем выше разрядность, тем меньше погрешность, связанная с оцифровкой, тем выше качество звучания. Минимальным требованием сегодняшнего дня являются 16 разрядов, а наибольшее распространение имеют 32-разрядные, 64-разрядные и 128-разрядные устройства.

3.2.4. Блок питания(рисунок 11) служит для преобразования тока электросети (переменный ток напряжением 220 В) в ток, необходимый для работы ПК (постоянный ток различных напряжений: 12 В, 5 В, 3 В и других значений), при мощности 300 Вт, 400 Вт, 500 Вт и более.

Рисунок 11 – Блок питания FKI ATX 250W

3.2.5. Дисководы компакт-дисков CD-ROM и DVD

Аббревиатура CD-ROM (Compact Disk Read-Only Memory – память доступная только для чтения) переводится на русский язык как постоянное запоминающее устройство на основе компакт-диска. Диски CD-ROM предназначены лишь для однократной записи информации (рисунок 12). Их ёмкость составляет 700 Мбайт.

Принцип действия этого устройства состоит в считывании числовых данных с помощью лазерного луча, отражающегося от поверхности диска. Цифровая запись на компакт-диске отличается от записи на магнитных дисках очень высокой плотностью.

Рисунок 12 − Диски CD-ROM

Кроме обычных компакт дисков для однократной записи, существуют и устройства CD-R (Compact Disk Recorder), (так же для однократной записи, а при необходимости и дозаписать информацию в свободные области) и устройства многократной записи и считывания информации CD-RW (CD-ReWritable – перезаписываемый компакт-диск).

Основным параметром дисководов CD-ROM является скорость чтения данных. Она измеряется в кратных долях. За единицу измерения принята скорость чтения в первых серийных образцах, составлявшая 150 Кбайт/с. Кратность скоростей обозначается числами 2х, 4х, 8х, 10х и т.д. Таким образом, запись 40х означает, что теоретически устройство способно считывать данные со скоростью 6000 Кбайт/с. В настоящее время наибольшее распространение имеют устройства чтения CD-ROM с производительностью 32х – 52х.

Большое распространение получили сейчас DVD-накопители (Digital Versatile Disk – цифровой универсальный диск), основное преимущество которых заключается в высокой ёмкости. Ёмкость одного DVD может составлять от 4,7 до 17,4 Гбайт в зависимости от того, является он одно- или двухсторонним, а также одно- или двухслойным.

Ёмкость Blue-Ray до 25 ГГб.

Устройства DVD поддерживают запись:

DVD-ROM – только чтение;

DVD-R, DVD+R – однократная запись;

DVD-RW, DVD+RW – многократная запись (1 000 циклов);

DVD-RAM – многократная запись (100 000 циклов).

Большинство современных DVD-дисководов позволяют считывать информацию с шестнадцатикратной скоростью. С практической точки зрения не менее важными параметрами дисководов являются также надёжность считывания данных и уровень шума.

3.2.6. Стандартный комплект персонального компьютера IBM платформы

В комплект обычно входит системный блок, клавиатура, мышь и монитор, при необходимости принтер и сканер. При этом системный блок обычно характеризуется следующими техническими параметрами:

· модель процессора, его тактовая частота, наличие и объём кэша;

· объём и тип оперативной памяти;

· используемые шины;

· объём жёсткого диска;

· наличие дисковода гибких дисков;

· тип дисковода компакт-дисков;

· тип и объём дополнительной памяти видеоплаты;

· тип звуковой платы;

· иногда указывают стандарт клавиатуры и наличие в комплекте мыши.

Вся эта информация укладывается в компактную условную формулу, которая у разных фирм может быть более или менее подробной, но порядок размещения информации поддерживается практически всеми. Вот пример следующей формулы:

Р4-2400, 512 L2/256 DIMM DDR/PCI, USB/80Gb/FDD 3,57CD-RW52x/ AGP4x 32Mb/ SB AUDIGY 5.1/Mouse/Keyboard 108.

Формула всегда начинается с указания типа процессора и его тактовой частоты. В данном случае Р4-2400 означает, что основу компьютера составляет процессор типа Pentium 4 с тактовой частотой 2400 МГц (или 2,4 ГГц) и кэшем 512 Мбайт (512 L2). Далее всегда указывается объём и тип оперативной памяти.

В примере 256 DIMM DDR означает двухрядный модуль (DIMM) оперативной памяти типа DDR SDRAM объёмом 256 Мбайт. Используемые в компьютере специализированные шины указываются не всегда. В нашем примере они указаны - это шины типа PCI и USB. Зато объём жёсткого диска указывается всегда, это очень важный показатель, обычно он располагается на третьем или четвёртом месте. В рассматриваемом примере указано, что объём жёсткого диска равен 80 Гбайт. Иногда добавляется тип интерфейса диска (EIDE или SCSI) и скорость его вращения (например, 7200 об/мин). Далее в формуле показано наличие в комплекте дисковода гибких дисков (FDD 3,5") и дисковода оптических дисков с возможностью многократной перезаписи (CD-RW) и 52-кратной скоростью обмена (52х).

В состав системного блока также входит видеокарта типа AGP со скоростью обмена 1,06 Гбайт/с (4х) и дополнительной памятью объёмом 32 Мбайт. Имеется звуковая плата (SB - Sound Blaster) модели AUDIGY 5.1. Завершается формула указанием на наличие в комплекте поставки мыши (Mouse) и 108-клавишной клавиатуры (Keyboard 108). Наличие двух последних компонентов обычно подразумевается и в формуле специально не оговаривается.

Организация дисковой памяти

Каждое из концентрических колец диска, на котором записаны данные, называется дорожкой записи. Поверхность диска разбивается на дорожки, начиная с внешнего края, число дорожек зависит от типа диска. В используемых гибких магнитных дисках число дорожек равно 80, а число дорожек жёсткого диска составляет от нескольких сотен до нескольких тысяч. Дорожки независимо от их числа идентифицируются номером (внешняя дорожка имеет нулевой номер). Количество дорожек на стандартном диске определяется плотностью записи. Под плотностью записи обычно подразумевают объём информации, который можно разместить на единице площади поверхности носителя. Для магнитных дисков определены две разновидности плотности записи - радиальная (поперечная) и линейная (продольная). Поперечная плотность записи измеряется числом дорожек, размещённых на кольце диска, шириной 1", а линейная плотность - количеством бит данных, которые можно записать на дорожке единичной длины.

Размер секторов различных дисков находится в диапазоне от 128 до 1024 байт, но в качестве стандарта принят размер сектора 512 байт. Кластер - группа смежных секторов. Кластер для жёсткого диска - 4, 8, 16 секторов (16 – 32 Кбайт).

Секторам на дорожке присваиваются номера, начиная с нуля. Сектор с нулевым номером на каждой дорожке резервируется для идентификации записываемой информации, а не для хранения данных. Кластер представляет собой наименьший участок диска, которым оперирует система при распределении места записи файла. Кластер состоит из одного или нескольких секторов (от двух и более). Отметим, что на жёстких дисках размеры кластеров намного больше, поэтому к параметрам, определяющим конструкцию магнитного диска, относится число сторон или поверхностей диска. Жёсткий диск обычно представляет собой пакет (сборку), состоящий из нескольких дисков. Стороны дисков идентифицируются номерами, начиная с нуля (верхняя сторона).

Часто при рассмотрении организаций дисковой памяти используется термин «цилиндр». Под цилиндром понимаются все дорожки, одновременно находящиеся под головками чтения (записи). В накопителях на гибких магнитных дисках «цилиндр» состоит из двух дорожек. Термин «цилиндр» стал практически стандартным, но не является точным, так как геометрическая фигура, образованная совокупностью дорожек и расположенными относительно них магнитными головками, представляет собой усечённый конус. Дорожки на верхней стороне диска смещены к центру относительно дорожек на нижней стороне.

Лабораторная работа № 1. Подключение оборудования к системному блоку………………………………………………………………………...3

Лабораторная работа № 2. Изучение содержимого системного блока……………………………………………………………………….10

Лабораторная работа № 3. Изучение компонентов материнской платы……………………………………………………………………….19

Список литературы……………………………………………………….30

1. Лабораторная работа № 1. Подключение оборудования к системному блоку

Цель: изучение основных компонентов персонального компьютера и основных видов периферийного оборудования, способов их подключения, основных характеристик (название, тип разъема, скорость передачи данных, дополнительные свойства). Определение по внешнему виду типов разъемов и подключаемого к ним оборудования.

Оборудование: макет системного блока, монитор, клавиатура, мышь, кабели в комплекте, периферийные устройства с различными типами разъемов (принтер, модем и другие).

Базовые сведения

Основные разъемы для подключения периферийного оборудования и устройств приведены на рис. 1.

Рис. 1. Основные разъемы для подключения

периферийного оборудования и устройств

Таблица 1

	Тип разъема	Характеристика	Примечания
Питание системного			Провод питания
монитора			Провод питания
Параллельный		Разрядность – 8 Скорость вывода (макс.) - 80 кб/с.	Подключение принтера, факса
Последовательный порт		скорость передачи -115200 бит/с.	Обмен байтовой информации
		6-и контактный разъем	Подключение мыши
		6-и контактный разъем	Подключение клавиатуры
		Пакетный обмен, скорость обмена – 12 мб/с.	Подключение любого оборудования, и дополнительных устройств.
		Скорость обмена зависит от параметров сетевой карты	Подключение локальной или глобальной сети.

Вопросы к защите:

Классификация ЭВМ. Классификация по назначению: большие ЭВМ, мини-ЭВМ, микро-ЭВМ и персональные компьютеры, которые, в свою очередь, подразделяют на массовые, деловые, портативные, развлекательные и рабочие станции. Классификация по уровню специализации: универсальные и специализированные. Классификация по типоразмерам: настольные, портативные и карманные модели. Классификация по совместимости: аппаратная совместимость, совместимость на уровне операционной системы, программная совместимость, совместимость на уровне данных.

Типовая аппаратная конфигурация компьютера. В настоящее время в базовой конфигурации рассматривают четыре устройства: системный блок, монитор, клавиатура, мышь.

Основные характеристики системного блока. Системный блок представляет собой основной узел, внутри которого установлены наиболее важные компоненты. Для корпуса важен параметр, называемый форм-фактором (в настоящее время в основном используются корпуса форм-фактора ATX ). Так же важна мощность блока питания (250-300 Вт).

Основные характеристики монитора. Монитор – устройство визуального представления данных. Сейчас наиболее распространены мониторы двух основных типов на основе электронно-лучевой трубки (ЭЛТ) и плоские жидкокристаллические (ЖК). Размер монитора измеряется по диагонали в дюймах (14, 15, 17, 19, 20, 21). Частота регенерации (обновления) изображения показывает, сколько раз в течение секунды монитор может полностью сменить изображение (Гц). Для ЭЛТ-мониторов минимальным считают значение 75 Гц, нормативным – 85 Гц и комфортным – 100 Гц.

Основные характеристики типового периферийного оборудования.

Периферийные устройства персонального компьютера подключаются к его интерфейсам и предназначены для выполнения вспомогательных операций. Благодаря ним компьютерная система приобретает гибкость и универсальность. По назначению периферийные устройства можно подразделять на: устройства ввода данных, устройства вывода данных, устройства хранения данных, устройства обмена данными.

Характеристики (тип разъема, количество контактов, скорость передачи данных) разъемов:

видеоадаптера;

последовательных портов;

параллельного порта;

• питания системного блока;

  питания монитора.

Смотри таблицу 1.

Типы периферийных устройств. Устройства ввода знаковых данных (специальные клавиатуры), Устройства командного управления (специальные манипуляторы), Устройства ввода графических данных (планшетные сканеры, ручные сканеры, барабанные сканеры, сканеры форм, штрих-сканеры, графические планшеты, цифровые фотокамеры), Устройства вывода данных (матричные, светодиодные, лазерные и струйные принтеры), Устройства хранения данных (стримеры, накопители на съемных магнитных дисках, магнитооптические устройства, флеш-диски), Устройства обмена данными (модемы).

Основные характеристики ЭВМ и вычислительных систем различных классов. 1) технические и эксплуатационные характеристики ЭВМ (быстродействие и производительность, показатели надежности, достоверности, точности, емкость оперативной и внешней памяти, габаритные размеры, стоимость технических и программных средств, особенности эксплуатации); 2) характеристики и состав функциональных модулей базовой конфигурации ЭВМ; 3) состав программного обеспечения ЭВМ и сервисных услуг (операционная система или среда, пакеты прикладных программ, средства автоматизации программирования).

Понятие о семействах ЭВМ. Супер-ЭВМ, мини-ЭВМ, микро-ЭВМ и ПЭВМ. Большие ЭВМ – самые мощные компьютеры. Их применяют для обслуживания очень крупных организаций и даже целых отраслей народного хозяйства. Мини-ЭВМ используются крупными предприятиями, научными учреждениями и некоторыми высшими учебными заведениями, сочетающими учебную деятельность с научной. Их часто применяют для управления производственными процессами. Микро-ЭВМ доступны многим предприятиям. Организации, использующие микро-ЭВМ, обычно не создают вычислительные центры. Персональные компьютеры (ПК) предназначены для обслуживания одного рабочего места.

Устройства ввода данных в системах обработки данных, построенных на базе ПЭВМ. К ним относятся: клавиатуры, сканеры, графические планшеты, цифровые фото-видео камеры.

Устройства ввода изображений (электронные фотоаппараты, проекционные сканеры, видеокамеры, графоповторители). Цифровые фотоаппараты, видеокамеры и сканеры воспринимают графические данные с помощью приборов с зарядовой связью, объединенных в прямоугольную матрицу. Основным параметром является разрешающая способность, которая напрямую связана с количеством ячеек ПЗС в матрице.

Устройства ввода и распознавания рукописного текста. Клавиатуры. Манипуляторы. Клавиатура – основное устройство ввода данных. Манипуляторы: трекболы, пенмаусы, инфракрасные мыши и джойстики. Трекбол устанавливается стационарно и его шарик приводится в движение ладонью руки. Пенмаус – аналог шариковой авторучки, на конце которой вместо пишущего узла установлен узел, регистрирующий величину перемещения. Инфракрасная мышь отличается от обычной наличием устройства беспроводной связи с системным блоком. Джойстики применяются для компьютерных игр и в некоторых специализированных имитаторах.

Устройства ввода данных в системах с мобильными ПЭВМ. Программное обеспечение, необходимое для работы с современными устройствами ввода данных. К ним относятся: клавиатуры, тачпады. Для работы необходимы текстовые и графические редакторы, программы просмотра видео и изображений.

Устройства вывода информации в системах обработки данных, построенных на базе ПЭВМ. В качестве устройств вывода данных, дополнительных к монитору, используют печатающие устройства (принтеры), позволяющие получать копии документов на бумаге или прозрачном носителе. По принципу действия различают матричные, лазерные, светодиодные и струйные.

Современные средства визуального отображения информации – мониторы, принтеры, графопостроители. Монитор – основное средство отображения информации. Сейчас в основном используются ЖК и плазменные мониторы размерами 15, 17, 19, 21 и более дюймов. Основными критериями выбора мониторов являются время регенерации, размер зерна, угол обзора и максимальная разрешающая способность. Принтер – средство, позволяющее переносить данные (изображения, текст) на бумагу или пластиковые носители. Сейчас наибольшее распространение получили струйные и лазерные принтеры. Их выбирают исходя из параметров скорости печати, ее качества, объема собственной оперативной памяти и разрешающей способности. Графопостроитель - устройство для автоматического вычерчивания с большой точностью рисунков, схем, сложных чертежей, карт и другой графической информации на бумаге размером до A0 или кальке.

Основные требования к современным средствам отображения информации. Основными требованиями к современным средствам отображения информации является их высокая производительность и доступность, удобство в использовании и эргономичность.

Современные мониторы – принципы действия и характеристики. Монитор – устройство визуального представления данных. Сейчас наиболее распространены мониторы двух основных типов на основе электронно-лучевой трубки (ЭЛТ) и плоские жидкокристаллические (ЖК). Размер монитора измеряется по диагонали в дюймах (14, 15, 17, 19, 20, 21). Частота регенерации (обновления) изображения показывает, сколько раз в течение секунды монитор может полностью сменить изображение (Гц).

Печатающие устройства. Принципы действия, особенности и характеристики принтеров. Матричные принтеры – простейшие печатающие устройства. Данные выводятся на бумагу в виде оттиска, образующегося при ударе цилиндрических стержней («иголок») через красящую ленту. Качество печати напрямую зависит от количества иголок в печатающей головке. Лазерные принтеры обеспечивают высокое качество печати. Итоговое изображение формируется из отдельных точек. Светодиодные принтеры принципом действия похожи на лазерные, но источником света в данном случае является не лазерная головка, а линейка светодиодов. Струйные принтеры – изображение на бумаге формируется из пятен, образующихся при попадании капель красителя на бумагу. Выброс микрокапель красителя происходит под давлением, которое развивается в печатающей головке за счет парообразования.

Способы использования устройств вывода информации в комплексах обработки данных, построенных на базе ПЭВМ. Программное обеспечение, необходимое для работы с современными устройствами вывода информации. В качестве основного устройства вывода информации на ПЭВМ используется монитор, а стандартным программным обеспечением является драйвер монитора.

Устройства ввода и вывода анимационной и акустической информации. Аппаратная основа построения систем Multi-Media. К устройствам ввода и вывода анимационной и акустической информации относятся видео и звуковые адаптеры (карты). К их параметрам относятся: объем собственной оперативной памяти, частота, количество входных и выходных каналов и способы связи с внешними устройствами. Мультимедиа - одновременное использование различных форм представления информации и ее обработки в едином объекте-контейнере. Например, в одном объекте-контейнере может содержаться текстовая , аудио , графическая и видео информация, а также, возможно, способ интерактивного взаимодействия с ней.

Устройства накопления данных современных вычислительных систем. Накопители на магнитных лентах (НМЛ, стримеры) и жестких магнитных дисках (НЖМД) большой емкости. Стримеры – накопители на магнитной ленте. Емкость магнитных кассет для стримеров достигает нескольких десятков гигабайт. Накопители на съемных магнитных дисках (ZIP -накопители) работают с дисковыми носителями, по размеру незначительно превышающими стандартные гибкие диски и имеющие емкость 100/250/750 Мбайт. Жесткий диск – основное устройство для долговременного хранения больших объемов данных и программ.

Особенности контроллеров НЖМД для построения серверов ЛВС.

Для построения серверов ЛВС используются НЖМД высокого класса с интерфейсом SCSI у которых рабочие параметры значительно выше чем у стандартных НМЖД. К основным рабочим параметрам относятся: частота вращения и время поиска.

Оптические диски и CD-ROM, особенности применения для распространения и хранения информации. CD - ROM – постоянное запоминающее устройство на основе компакт-диска. Принцип действия состоит в считывании числовых данных с помощью лазерного луча, отражающегося от поверхности диска. Оптический диск - собирательное название для носителей информации , выполненных в виде дисков, запись на которые ведётся с помощью оптического излучения . Диск обычно плоский, его основа сделана из поликарбоната, на который нанесен специальный слой, который и служит для хранения информации.

Что такое SPP, ECP, EPP?Это режимы работы параллельного (LPT) порта: SPP (стандартный параллельный порт) - обычный интерфейс PC AT. Осуществляет 8-разрядный вывод данных с синхронизацией по опросу или по прерываниям. Максимальная скорость вывода - около 80 кб/с. Может использоваться для ввода информации по линиям состояния. EPP (расширенный параллельный порт) - скоростной двунаправленный вариант интерфейса. Возможность адресации нескольких логических устройств и 8-разрядного ввода данных, 16-байтовый аппаратный FIFO-буфер. Максимальная скорость обмена до 2 Мб/с. ECP (порт с расширенными возможностями) - интеллектуальный вариант EPP. Возможность разделения передаваемой информации на команды и данные, поддержка DMA и сжатия передаваемых данных методом RLE.

Что такое IR Connector? Infrared Connector - разъем для инфракрасного излучателя/приемника. Подключен к одному из встроенных COM-портов (обычно - COM2) и позволяет установить беспроводную связь с любым устройством, снабженным подобным излучателем и приемником. Работает по тому же принципу, что и пульты управления бытовой радиоаппаратурой.

Что такое USB, AGP, ACPI? USB (универсальная последовательная магистраль) - новый интерфейс для подключения различных внешних устройств. Предусматривает подключение до 127 внешних устройств к одному USB-каналу, реализации обычно имеют по два канала на контроллер. Обмен по интерфейсу - пакетный, скорость обмена - 12 Мбит/с. AGP (ускоренный графический порт) - интерфейс для подключения видеоадаптера к отдельной магистрали AGP, имеющей выход непосредственно на системную память. Интерфейс выполнен в виде отдельного разъема, в который устанавливается AGP-видеоадаптер. ACPI (интерфейс расширенной конфигурации по питанию) - предложенная Microsoft единая система управления питанием для всех компьютеров.

Устройства вывода (принтеры - матричный, струйный, лазерный; монитор). В качестве устройств вывода данных, дополнительных к монитору, используют печатающие устройства (принтеры), позволяющие получать копии документов на бумаге или прозрачном носителе. Матричные принтеры – простейшие печатающие устройства. Данные выводятся на бумагу в виде оттиска, образующегося при ударе цилиндрических стержней («иголок») через красящую ленту. Лазерные принтеры обеспечивают высокое качество печати. Итоговое изображение формируется из отдельных точек. Светодиодные принтеры принципом действия похожи на лазерные, но источником света в данном случае является не лазерная головка, а линейка светодиодов. Струйные принтеры – изображение на бумаге формируется из пятен, образующихся при попадании капель красителя на бумагу.

Коммуникационные устройства (сетевая плата, модем). Модем – устройство, предназначенное для обмена информацией между удаленными компьютерами по каналам связи. При этом под каналом связи понимают физические линии (проводные, оптоволоконные, кабельные, радиочастотные), способ их использования (коммутируемые и выделенные) и способ передачи данных (цифровые или аналоговые сигналы). Сетевая плата (сетевая карта , сетевой адаптер , Ethernet-адаптер ) - периферийное устройство, позволяющее компьютеру взаимодействовать с другими устройствами сети .

Пользователи уделяют недостаточное внимание подбору подходящего для них блока питания. Как правило, приобретаются блоки питания входящие в состав китайских системных блоков или по остаточному принципу, - на сдачу. Данный подход является не оправданным, так как именно на блоке питания лежит такая ответственность, как электроснабжение компонентов системы. Опыт показывает, что большинство пользователей осознают важность приобретения качественного блока питания в каждом конкретном случае достаточно поздно, когда уже приходится менять выгоревшие компоненты системы. Не следует забывать, что 75% зависаний системного блока происходит по вине либо программного обеспечения, либо установленного блока питания.

Современный рынок компьютерных комплектующих предлагает пользователям широкий выбор самых различных продуктов по доступным ценам. В первую очередь, это дешевые отечественные и китайские блоки питания. Отличительной особенностью данных устройств является применение дешевых компонентов, сопутствующая замена многих силовых элементов обычными проводниками, отсутствие какого-либо пассивного охлаждения. Последнее обстоятельство вынуждает производителей дешевых блоков питания не заботиться о частоте вращения вентилятора, так как только работающий на максимальных частотах вращения вентилятор способен охладить данные устройства без радиаторов для рассеивания тепла. Применение упрощенных схем питания в блоках питания необратимо приводит к снижению стабильности напряжений на линиях устройства.

Любой современный блок питания для персонального компьютера должен выдавать три ключевые линии напряжения: 12 вольт, 5 вольт и 3,3 вольта. Значение той или иной линии меняется на протяжении последнего десятилетия и отражается в спецификациях ATX. Первые блоки питания удовлетворяли спецификациям ATX 1.xx, что требовало от блоков питания предоставление основной нагрузки по линии 5 вольт. Данное обстоятельство было связано с тем, что питание центральных процессоров обеспечивалось за счет данной линии напряжения.

Картинка кликабельна --

С течением времени появились спецификации ATX 2.xx , которые требуют от блоков питания предоставления основной нагрузки по линии на 12 вольт. Связано это с тем, что все основные компоненты системного блока питаются от данной силовой линии устройства. Питание всех современных процессоров, видеокарт обеспечивается за счет данной линии. В современных блоках питания нагрузка на 5 вольтную линию ложится со стороны материнской платы, устройств хранения данных и различных приводов.

Линия напряжения на 3,3 вольта традиционно используется материнской платой для обеспечения питанием планок оперативной памяти в системном блоке. Отсутствие какой-либо стабильности по линии на 3,3 вольта необратимо ведет к подрыванию стабильности всей системы, что проявляется либо зависанием всей системы, либо синим экраном с последующей перезагрузкой.

Современные спецификации допускают некоторое отклонение напряжений на любой из трех линий. По последним данным данные отклонения не должны превышать 15%. Это достаточно существенная цифра, но материнская плата должна обеспечивать стабильность работы компонентов системы при подобных провалах или возрастаниях напряжения. Как правило, применение дорогих материнских плат от известных производителей позволяет пользователям длительное время не замечать ущербность своих блоков питания. С течением времени, конденсаторы материнских плат изживают свой срок службы, и все компоненты системы становятся достаточно чувствительными к малейшим просадкам и подъемам напряжений, особенно по линии на 3,3 вольта.

Отличительной особенностью китайских и отечественных дешевых блоков питания является феномен "качелей". Феномен "качелей" заключается в том, что при увеличении нагрузки на линию 12 вольт происходит просадка данного напряжения с параллельным возрастанием напряжения на линии 5 вольт. Обратная тенденция наблюдается при появлении нагрузки на линию пять вольт. Данное обстоятельство связано с упрощенностью схемы питания дешевых блоков питания. Это не говорит о том, что данные блоки питания нельзя эксплуатировать, - их можно эксплуатировать, но только с умом. Необходимо стараться соблюдать баланс нагрузки на обе линии напряжений - 12 и 5 вольт. Это позволит продлить срок службы вашего дешевого блока питания и продлит срок службы компонентов системы.

Наличие подобного феномена выявить достаточно просто. Для этого необходимо включить системный блок и в четырехпиновый разъем Molex найти четыре контакта, для оценки уровня напряжения на линиях 12 и 5 вольт. Красная линии и земля, - это пять вольт. Желтая линия и земля, - это двенадцать вольт. Как правило, у блока питания всегда имеется свободный один разъем Molex, - поэтому можно провести тестирование уровня напряжений напрямую с параллельной вычислительной нагрузкой.

Картинка кликабельна --

Если блок питания достаточно не уверенно держит одну из линий и можно говорить о просадке порядка 0,5 вольт от номинальных значений, - вам следует задуматься о замене блока питания.

Следует запомнить, что тестирование уровня напряжения блоков питания необходимо осуществлять исключительно мультиметром или вольтметром. Все замеры БИОСа, которые иногда представляются различными программными продуктами, годятся лишь для оценки просадки уровня напряжения, но никак не для оценки их точных значений.

Известную трудность представляет проверка уровня напряжения на линии 3,3 вольта. Как правило, приходится ограничиваться данными представленными БИОСом материнской платы или осуществлять параллельное подключение к 24-х пиновому коннектору блока питания, подключенному к материнской плате. Распиновка данного коннектора представлена на ниже представленном рисунке:

Второй категорией блоков питания являются качественные устройства от именитых производителей. Следует понимать, что упакованный в картонную или красочную коробку блок питания не является устройством от известного производителя. Многие производители блоков питания практически не прибегают к упаковке своих решений и поставляют на продажу OEM варианты своих решений, - без какой-либо упаковки.

Современные качественные блоки питания имеют достаточный вес, который составляет от 1 кг и выше. Масса блока питания во многом зависит от его мощности. Следует обратить внимание на толщину стали качественного блока питания. У качественного устройства стенка корпуса не прогибается под нажимом пальца, в то время как на дешевых устройствах образуется ямы не подвергающиеся выпрямлению.

Картинка кликабельна --

Некоторые более дорогие блоки питания дооснащаются модульной системой организации питания, которая помогает более грамотно компоновать компоненты системы в системном блоке. Дешевые блоки питания практически не оснащаются данной системой, так как это значительно увеличивает конечную стоимость продукта.

При приобретении блока питания следует помнить, что каждый блок питания имеет активное охлаждение с помощью установленного блока питания. Многие пользователи стремятся за современными тенденциями и хотят приобрести блок питания с максимально большим вентилятором охлаждения. Во многих случаях это оправданно, особенно, когда система охлаждения доукомплектована PWM контроллером частоты вращения. Опыт показывает, что это не должно являться поводом для отказа от блоков питания с 80 мм вентиляторами охлаждения на передней стенке. Многие известные производители выпускают устройства с данной системой охлаждения, так как во время незначительных нагрузок на источник питания вентилятор шумит гораздо меньше 120 или 140 мм решений на нижней стенке устройства.

Картинка кликабельна --

Несомненным преимуществом блоков питания с вентиляторами на нижней стенке является отвод тепла от системы питания процессора. Тем не менее, следует понимать, что данный эффект не всегда реализуем, так как многие системные блоки требуют размещения блоков питания на нижней стенке. Да и достойные блоки питания с 80 мм вентилятором охлаждения на нижней стенке имеют решетки, через которые осуществляется забор горячего воздуха из зоны системы питания процессора.

Представленный краткий обзор должен помощь определиться нашим пользователям с покупкой блока питания для своего решения. Запомните, то как долго прослужит вам ваш компьютер во многом зависит от источника его питания.

Наиболее распространенный вариант БП подразумевает преобразование 220 Вольт переменного напряжения (U) в пониженное постоянное. Кроме этого, блоки питания могут осуществлять гальваническую развязку между входными и выходными цепями. При этом коэффициент трансформации (отношение входного и выходного напряжений) может быть равным единице.

Примером такого использование может служить энергоснабжение помещений с высокой степенью опасности поражения электрическим током, например, ванных комнат.

Кроме того, достаточно часто бытовые блоки питания могут оснащаться встроенными дополнительными устройствами: стабилизаторами, регуляторами. индикаторами и пр.

ВИДЫ И ТИПЫ БЛОКОВ ПИТАНИЯ

В первую очередь классификация источников питания осуществляется по принципу действия. Основных вариантов здесь два:

• трансформаторный (линейный);
• импульсный (инверторный).

Трансформаторный блок состоит из понижающего трансформатора и выпрямителя, преобразующего переменный ток в постоянный. Далее устанавливается фильтр (конденсатор), сглаживающий пульсации и прочие элементы (стабилизатор выходных параметров, защита от коротких замыканий, фильтр высокочастотных (ВЧ) помех).

Преимущества трансформаторного блока питания:

• высокая надежность;
• ремонтопригодность;
• простота конструкции;
• минимальный уровень помех или их отсутствие;
• низкая цена.

Недостатки - большой вес, крупные габариты и небольшой КПД.

Импульсный блок питания - инверторная система, в которой происходит преобразование переменного напряжения в постоянное, после чего генерируются высокочастотные импульсы, которые проходят ряд дальнейших преобразований (). В устройстве с гальванической развязкой импульсы передаются к трансформатору, а при отсутствии таковой - напрямую к НЧ фильтру на выходе устройства.

Благодаря формированию ВЧ сигналов, в импульсных блоках питания применяются малогабаритные трансформаторы, что позволяет уменьшить размеры и вес устройства. Для стабилизации напряжения используется отрицательная обратная связь, благодаря которой на выходе поддерживается постоянный уровень напряжения, не зависящий от величины нагрузки.

Достоинства импульсного блока питания:

• компактность;
• небольшой вес;
• доступная цена и высокий КПД (до 98%).

Кроме того, следует отметить наличие дополнительных защит, обеспечивающих безопасность применения устройства. В таких БП часто предусмотрена защита от короткого замыкания (КЗ) и выхода из строя при отсутствии нагрузки.

Минусы - работа большей составляющей схемы без гальванической развязки, что усложняет ремонт. Кроме того, устройство является источником помех высокой частоты и имеет ограничение на нижний предел нагрузки. Если мощность последней меньше допустимо параметра, агрегат не запустится.

ПАРАМЕТРЫ И ХАРАКТЕРИСТИКИ БЛОКА ПИТАНИЯ

При выборе блока питания стоит принимать во внимание ряд характеристик, среди которых:

• мощность;
• выходное напряжение и ток;
• а также наличие дополнительных опций и возможностей.

Мощность.

Параметр, который измеряется в Вт или В*А. При выборе устройства стоит брать во внимание наличие пусковых токов у многих электроприемников (насосов, поливных систем, холодильников и прочих). В момент пуска потребляемая мощность вырастает в 5-7 раз.

Что касается остальных случаев, блок питания выбирается с учетом суммарной мощности питающихся приборов с рекомендуемым запасом в 20-30%.

Входное напряжение.

В России этот параметр составляет 220 Вольт. Если использовать БП в Японии или США, потребуется устройство с входным напряжением на 110 Вольт. Кроме того, для инверторных блоков питания эта величина может составлять - 12/24 Вольта.

Выходное напряжение.

При выборе прибора стоит ориентироваться на номинальное напряжение применяемого потребителя (указывается на корпусе прибора). Это может быть 12 Вольт, 15,6 Вольта и так далее. При выборе стоит покупать изделие, максимально приближенное к требуемому параметру. Например, для питания устройства на 12,1 V подойдет блок на 12 V.

Тип выходного напряжения.

Большая часть приборов питается от стабилизированного постоянного напряжения, но есть и те, которым подойдет постоянное нестабилизированное или переменное. С учетом этого критерия выбирается и конструкция. Если потребителю достаточно нестабилизированного постоянного U на входе, БП со стабилизированным напряжением на выходе также подойдет.

Выходной ток.

Параметр этот может и не указываться, но при знании мощности его можно рассчитать. Мощность (P) равна напряжению (U), умноженному на ток (I). Следовательно, для расчета тока необходимо мощность поделить на напряжение. Имеющийся параметр пригодится для выбора подходящего блока питания под конкретную нагрузку.

По-хорошему рабочий ток должен превышать на 10-20% максимально потребляемый ток устройства.

Коэффициент полезного действия.

Большая мощность блока питания - еще не гарантия хорошей работы. Не менее важным параметром является КПД, отражающий эффективность преобразования энергии, и ее передачи к прибору. Чем выше КПД, тем эффективнее используется блок, и тем меньше энергии идет на нагрев.

Защита от перегрузок.

Многие источники оборудованы защитой от перегрузок, обеспечивающей отключение БП в случае превышения уровня тока, потребляемого из сети.

Защита от глубокого разряда.

Ее задача заключается в разрыве цепи питания при полном разряде АКБ (характерно для бесперебойных БП). После восстановления питания работоспособность устройства восстанавливается.

Кроме перечисленных выше опций, в блоке питания может быть предусмотрена защита от КЗ, от перегрева, перегрузки по току, повышенному и пониженному напряжению.

© 2012-2019 г. Все права защищены.

Все представленные на этом сайте материалы имеют исключительно информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов

Другой термин используемый при определении блока питания - источник питания постоянного тока. Что из себя представляет данный механизм? Это своеобразное устройство, которое позволяет получить приемлемое стабильное постоянное напряжение. Ну или же просто постоянный ток. Когда, допустим, блок питания 24в постоянного тока выполняет работу и находится в режиме функции стабилизирования напряжения, он изначально способен поддерживать требуемый заданный показатель силы тока даже в случае и некоего изменения напряжения.

Особенности и классификация по мощности

Самым наиболее распространённым принципом классификации блоков питания является классификация по мощности. То есть то количество приборов, функционирующих от электричества, которое блок способен поддерживать.

Если устройство превышает допустимый предел потребляемого тока, то блок снижает потребление в сети, таким образом, предотвращая выход приборов из строя и поломку аппаратуры. Если вам необходимо обеспечить током электрическое оборудование , системы контроля, системы наблюдения (видеонаблюдения), а также всевозможных прочих устройств, которым нужно электричество и постоянное напряжение, то подобные блоки подойдут как нельзя лучше потому, что часто спроектированы для стационарного применения.

Главными выделяющимися моментами и интересующими нас качествам в подобных блоках являются:

1. долгий срок службы, если не случается экстремальных ситуаций и воздействий
2. высокий коэффициент полезного действия
3. естественная конвекция воздуха
4. подстройка выходного напряжения обладает потенциометром
5. крепление возможно как на DIN-рейку, так и на стену
6. большая надёжность устройства
7. защита, которая срабатывает в случае перегрузки, перенапряжения
8. качество исполнения - высокое

Типы блоков питания

Вообще, источники питания можно разделить на несколько типов:

1. вторичный источник электропитания;
2. трансформаторный или, как ещё такой называют, сетевой источник питания;
3. импульсный источник питания.

Вторичный блок

Вкратце их различия можно описать так. Вторичный источник питания - своеобразное устройство, предназначаемое для обеспечения питания электроприбора энергией , при учёте напряжения и тока, путём преобразования электрической энергии других источников. Согласно правилам ГОСТа при определении в документах и бумагах слово «вторичный» благоразумно опускается.

Источник электропитания способен быть интегрированным в некую общую схему. Это либо в простых устройствах случается, либо в вариантах, когда падение напряжения на каких-то подводящих проводах, даже и незначительное, недопустимо - материнская плата какого-либо компьютера, например.

Встроенные преобразователи напряжения, которые она имеет, для питания процессора отвечают за это. Источник может также быть выполнен и расположен вообще в отдельном помещении. Распространённый пример для данного случая - расположение в отдельном помещении цеха питания . Источник может быть выполненным в виде некоего варианта модуля стойки электропитания, наиболее обычного блока, распространённого в ассоциациях и представлениях многих.

Часто и в наиболее распространённых аспектах вторичные блоки преобразуют энергию из сети переменного тока обычной промышленной частоты. Если мы рассмотри разные страны, в Российской Федерации она составляет 220 в и 50 Гц, а в Америке - 120 в и 60 Гц.

Трансформаторный блок

Трансформаторный блок питания является самым классическим. Ещё его называют сетевым. Обычно он состоит из автотрансформатора или, как вариант, понижающего трансформатора. Первичная обмотка при этом рассчитана на сетевое напряжение, после чего идёт выпрямитель.

Это устройство преобразует переменное напряжение в пульсирующее однонаправленное , говоря стандартным языком - постоянное. Выпрямитель же в данной кострукции состоит из одного диода в большинстве случаев. Или четырёх диодов, которые образуют из себя диодный мост. Бывает, что и используются более редкие, другие схемы, например, если мы взаимодействуем с выпрямителем с удвоением напряжения.

Когда выпрямитель уже на нужном месте, дальше идёт фильтр, сглаживающий колебания, именуемые проще пульсациями. Как стандартный вариант это устройство представляет из себя просто несколько большой по используемой ёмкости обычный конденсатор. В схеме, помимо вышеупомянутого, могут стоять защиты от КЗ, фильтры высокочастотных помех, а также всплесков (варисторы), стабилизаторы тока и напряжения.

Трансформаторные источники имеют свои достоинства. И относительно их можно сказать следующее. У них хорошо доступна элементная база. Они просты в своей уникальной конструкции. Их надёжность - один из их высших и важных приоритетов. Трансформаторные источники питания , тем не менее, имеют и свои минусы и о них можно рассказать следующее. Они слабостойки к броскам напряжения и пропаданию нейтрали, которая в итоговом случае ведёт к образованию фазного напряжения. У них большие габариты и вес, они металлоёмки. Для обеспечения стабильности им нужен стабилизатор, вносящий свои дополнительные потери.

Импульсный блок

Импульсные блоки питания - по сути являются инвенторной системой. Переменное входное напряжение первоначально выпрямляется в импульсных блоках.

Напряжение, что получено изначально, преобразуется в прямоугольные импульсы, частота у них повышена , а скважность же определённая, которые подаются на трансформатор или же на выходной фильтр нижних частот.

В случае когда импульсные блоки питания обладают гальванической развязкой прямо от питающей сети, то прямоугольные импульсы подаются на трансформатор, а если импульсные блоки питания не обладают гальванической развязкой, то на фильтр.

В импульсных блоках питаниях вполне могут применяться малогабаритные трансформаторы. Эффективность работы, как можно определить, с ростом частоты повышается и, соответственно, уменьшается требование к габаритам сердечника , его сечению, которое нужно для передачи достаточной необходимой эквивалентной мощности. Это всё объясняет. В наибольшем количестве случаев такой сердечник выполняется из ферромагнитных материалов и тем довольно-таки отличается от сердечников низкочастотных трансформаторов. Они выполняются из электротехнической стали.

Стабилизация напряжения в них поддерживается при посредстве обратной отрицательной связи. Отрицательная связь позволяет поддерживать искомое выходное напряжение, при этом и вне зависимости от колебаний входного, а также величины нагрузки , на относительно достаточно постоянном уровне. Если импульсный источник с гальванической развязкой, то наиболее популярным способом является использование одной из выходных обмоток или может использоваться оптрон. Так организуется обратная связь.

В зависимости от величины сигнала, которая зависит от выходного напряжения, скважность импульсов изменяется на выходе ШИМ-контроллера. При этом резистивный делитель напряжения используется, как правило, если развязка не требуется. Данный блок питания поддерживает нужное стабильное напряжение именно таким образом.

Импульсные источники не создают радиопомехи за счёт гармонических составляющих, в отличие от трансформаторных.