Структурная схема ПК

Московский ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции
и ордена Трудового Красного Знамени.
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
им. Н. Э. БАУМАНА
Факультет: Информатики и систем управления
Кафедра: Проектирование и технология производства электронной аппаратуры (ИУ4)
______________________________________________________________________________
Контрольное задание №1
Аналитическое сравнение домашнего
ПК
По курсу:
Схемотехника ЭВС, комплексы и сети
Студент:
Антохина Д.Д. ИУ4-93
(фамилия, инициалы)
(индекс группы)
Руководитель:
дата сдачи
Шпиев В.А.
(фамилия, инициалы)
отметка о защите
Москва
2011
Структурная схема ПК
Основным устройством ПК является материнская плата, которая определяет его
конфигурацию. Все устройства ПК подключаются к этой плате с помощью разъемов
расположенных на этой плате. Соединение всех устройств в единую систему
обеспечивается с помощью системной магистрали (шины), представляющей собой линии
передачи данных, адресов и управления.
Ядро ПК образуют процессор (центральный микропроцессор) и основная память,
состоящая из оперативной памяти и постоянного запоминающего устройства (ПЗУ) или
перепрограммируемого постоянного запоминающего устройства ППЗУ. ПЗУ
предназначается для записи и постоянного хранения данных.
Подключение всех внешних устройств: клавиатуры, монитора, внешних ЗУ, мыши,
принтера и т.д. обеспечивается через контроллеры, адаптеры, карты.
Контроллеры, адаптеры или карты имеют свой процессор и свою память, т.е.
представляют собой специализированный процессор.
Рисунок 1. Структурная схема ПК
Микропроцессор
Центральный микропроцессор (небольшая микросхема, выполняющая все вычисления и
обработку информации) – это ядро ПК. В компьютерах типа IBM PC используются
микропроцессоры фирмы Intel и совместимые с ними микропроцессоры других фирм.
Компоненты микропроцессора:
 АЛУ выполняет логические и арифметические операции
 Устройство управления управляет всеми устройствами ПК
 Регистры используются для хранения данных и адресов
 Схема управления шиной и портами – осуществляет подготовку устройств к обмену
данными между микропроцессором и портом ввода – вывода, а также управляет шиной
адреса и управления.
Основные характеристики процессора:
 Разрядность – число двоичных разрядов, одновременно обрабатываемых при
выполнении одной команды. Большинство современных процессоров – это 32 – разрядные
процессоры, но выпускаются и 64 - разрядные процессоры.
 Тактовая частота – количество циклов работы устройства за единицу времени. Чем
выше тактовая частота, тем выше производительность.
 Наличие встроенного математического сопроцессора
 Наличие и размер Кэш- памяти.
Оперативная память
Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ или RAM) - область памяти,
предназначенная для хранения информации в течение одного сеанса работы с
компьютером. Конструктивно ОЗУ выполнено в виде интегральных микросхем.
Из нее процессор считывает программы и исходные данные для обработки в свои
регистры, в нее записывает полученные результаты. Название “оперативная” эта память
получила потому, что она работает очень быстро, в результате процессору не приходится
ждать при чтении или записи данных в память.
Однако быстродействие ОЗУ ниже быстродействия регистров процессора, поэтому перед
выполнением команд процессор переписывает данные из ОЗУ в регистры. По принципу
действия различают динамическую память и статическую.
Ячейки динамической памяти представляют собой микроконденсаторы, которые
накапливают заряд на своих обкладках. Ячейки статической памяти представляют собой
триггеры, которые могут находиться в двух устойчивых состояниях.
Основные параметры, которые характеризуют ОЗУ – это емкость и время обращения к
памяти. ОЗУ типа DDR SDRAM (синхронная память с двойной скорость передачи
данных) считается наиболее перспективной для ПК.
Кэш-память
Компьютеру необходимо обеспечить быстрый доступ к оперативной памяти, иначе
микропроцессор будет простаивать, и быстродействие компьютера уменьшится. Поэтому
современные компьютеры оснащаются Кэш-памятью или сверхоперативной памятью.
При наличии Кэш-памяти данные из ОЗУ сначала переписываются в нее, а затем в
регистры процессора. При повторном обращении к памяти сначала производится поиск
нужных данных в Кэш-памяти и необходимые данные из Кэш-памяти переносятся в
регистры, поэтому повышается быстродействие.
Контроллеры
Только та информация, которая хранится в ОЗУ, доступна процессору для обработки.
Поэтому необходимо, чтобы в его оперативной памяти находились программа и данные.
В ПК информация с внешних устройств (клавиатуры, жесткого диска и т.д.) пересылается
в ОЗУ, а информация (результаты выполнения программ) с ОЗУ также выводится на
внешние устройства (монитор, жесткий диск, принтер и т.д.).
Таким образом, в компьютере должен осуществляться обмен информацией (ввод-вывод)
между оперативной памятью и внешними устройствами. Устройства, которые
осуществляют обмен информацией между оперативной памятью и внешними
устройствами называются контроллерами или адаптерами, иногда картами. Контроллеры,
адаптеры или карты имеют свой процессор и свою память, т.е. представляют собой
специализированный процессор.
Контроллеры или адаптеры (схемы, управляющие внешними устройствами компьютера)
находятся на отдельных платах, которые вставляются в унифицированные разъемы
(слоты) на материнской плате
Системная магистраль
Системная магистраль (шина) - это совокупность проводов и разъемов,
обеспечивающих объединение всех устройств ПК в единую систему и их взаимодействие.
Для подключения контроллеров или адаптеров современные ПК снабжены такими
слотами как PCI. Слоты PCI – E Express для подключения новых устройств к более
скоростной шине данных. Слоты AGP предназначены для подключения видеоадаптера
Для подключения накопителей (жестких дисков и компакт-дисков) используются
интерфейсы IDE и SCSI. Интерфейс – это совокупность средств соединения и связи
устройств компьютера.
Подключение периферийных устройств (принтеры, мышь, сканеры и т.д.) осуществляется
через специальные интерфейсы, которые называются портами. Порты устанавливаются на
задней стенке системного блока.
Слоты (разъемы) расширения конфигурации ПК предназначены для подключения
дополнительных устройств к основной шине данных компьютера. К основным платам
расширения, предназначенным для подключения к шине дополнительных устройств,
относятся:
 Видеоадаптеры (видеокарты)
 Звуковые платы
 Внутренние модемы
 Сетевые адаптеры (для подключения к локальной сети)
 SCSI - адаптеры
Внешняя память. Классификация накопителей
Для хранения программ и данных в ПК используются накопители различных типов.
Накопители - это устройства для записи и считывания информации с различных
носителей информации. Различают накопители со сменным и встроенным носителем.
По типу носителя информации накопители разделяются на накопители на магнитных
лентах и дисковые накопители. К накопителям на магнитных лентах относятся стримеры
и др. Более широкий класс накопителей составляют дисковые накопители.
По способу записи и чтения информации на носитель дисковые накопители разделяются
на магнитные, оптические и магнитооптические.
К дисковым накопителям относятся:
накопители на флоппи-дисках;
накопители на несменных жестких дисках (винчестеры);
накопители на сменных жестких дисках;
накопители на магнитооптических дисках;
накопители на оптических дисках (CD-R CD-RW CD-ROM) с однократной записью и
накопители на оптических DVD – дисках (DVD-R DVD-RW DVD-ROM и др.)
Дополнительные устройства
Периферийные устройства - это устройства, которые подключаются к контроллерам ПК и
расширяют его функциональные возможности
По назначению дополнительные устройства разделяются на:
устройства ввода (трэкболлы, джойстики, световые перья, сканеры, цифровые камеры,
диджитайзеры)
устройства вывода (плоттеры или графопостроители)
устройства хранения (стримеры, zip - накопители, магнитооптические накопители,
накопители HiFD и др.)
устройства обмена (модемы)
Описание программы Everest Ultimate
Краткое описание
Собирает сведения обо всем аппаратном и программном обеспечении, проводит
тесты различных модулей ПК, позволяет оптимизировать работу компьютера, сохраняет
отчеты в HTML, TXT и других форматах. Программа поддерживает 31 языковой
интерфейс, при инсталляции автоматически выбирается язык, аналогичный используемой
версии ОС. К сожалению, файл помощи - англоязычный. Поэтому освоение пакета
начинающим пользователем довольно затруднено. Кроме того, использование этой
программы требует от пользователя достаточно глубоких знаний в области программного
и аппаратного обеспечения.
Основные возможности программы
Сбор информации об устройствах компьютера. Точная низкоуровневая информация о
материнской плате, BIOS и процессоре, включая информацию о чипсетах, DMI,
конфигурации AGP, модулях SPD, синхронизации DRAM, наборе команд для поддержки
CPU. Детальная информация о видеоадаптере, драйверах и мониторе, включая DDC, GPU,
серийный номер монитора, поддерживаемые монитором видеорежимы, список
возможностей OpenGL и Direct3D. Информация обо всех устройствах для хранения
информации (HDD- и оптические диски), включая IDE, S.M.A.R.T., список устройств
ASPI SCSI и информацию о логических разделах дисков. Информация об устройствах
ввода данных, мультимедиаустройствах и сетевых адаптерах, включая MAC этих
устройств, IP- и DNS-адреса, мониторинг сетевого трафика, DirectSound, DirectMusic и
DirectInput. Информация обо всех остальных устройствах PCI, PnP, PCMCIA и USB,
портах, питании, принтерах.
Сбор информации о программном обеспечении компьютера. Полная информация об
операционной системе, включая дату инсталляции и ключ, системных службах и
драйверах, процессах, списки системных папок, файлов и логов, списки AX- и DLLфайлов. Информация о пользователях и настройках их учетных записей, список
общедоступных документов, список шрифтов и настроек рабочего стола. Информация о
сетевом статусе, удаленном управлении, сетевых ресурсах, настройках IE и почтовых
аккаунтов, файлах cookie и истории интернет-серфинга. Детальная информация об
установленных программах, запланированных задачах и программ в автозапуске.
Сбор информации об уровне безопасности. Индикация системного уровня безопасности,
включая статус DEP (Data Execution Prevention), список установленных патчей системы,
статус восстановления системы. Список защитных программ: брандмауэры,
антитроянские программы, антивирусы, включая детальные данные антивирусных баз.
Проведение диагностики компьютера. Датчики информации о состоянии температуры
CPU и GPU, текущем напряжении CPU, GPU, AGP и DRAM, статус S.M.A.R.T. HDD,
поддержка модулей памяти Corsair Xpert. Вывод всех названных данных на иконки
системного трея. Контроль CPU и FPU. Тестирование памяти на запись, считывание и
задержку. Выявление возможных нестыковок аппаратного и программного обеспечения
на компьютере.
Отчеты о состоянии. Удобная система настройки вывода информации о состоянии
системы, разнообразные форматы для вывода контролируемых данных, вывод отчетов на
печать или посылка их по e-mail.
Сравнение технических параметров домашнего ПК
Система
С помощью программы Evevrest Ultimate, как было рассмотрено выше, могут быть
получены различные сведения о ПК. Рассмотрим некоторые из них. Для начала проведем
общий анализ системы (рис. 2)
Рисунок 2. Суммарная информация о ПК.
В приложении 1 представлен файл отчета, сгенерированный программой. В таблице 1
отражены наиболее важные сведения.
Таблица 1. Суммарная информация
Наименование параметра
Значение
Тип компьютера
Тип ЦП
Системная плата
Чипсет системной платы
Системная память
Тип BIOS
Видеоадаптер
Монитор
Звуковой адаптер
Контроллер IDE
ACPI Uniprocessor PC (Mobile)
Mobile Intel Celeron M 520, 1600 MHz (12 x
133)
Asus A8000He Series Notebook
Mobile Intel Calistoga-G i943GML
1008 Мб (DDR2-533 DDR2 SDRAM)
AMI (07/02/07)
Mobile Intel(R) 945GM Express Chipset
Family (224 Мб)
AU Optronics B141EW02 [14.1" LCD]
Analog Devices AD1986A @ Intel
82801GBM ICH7-M - High Definition Audio
Controller [B-0]
Intel(R) 82801GBM/GHM (ICH7-M Family)
Контроллер IDE
Контроллер IDE
Контроллер IDE
Контроллер хранения данных
Дисковый накопитель
Оптический накопитель
Контроллер IDE
Сетевой адаптер
Контроллер FireWire
Контроллер USB
Serial ATA Storage Controller - 27C4
Ricoh Memory Stick Controller
Ricoh MMC Host Controller
Ricoh xD-Picture Card Controller
AA6F2QQK IDE Controller
ST980811AS (80 Гб, 5400 RPM, SATA)
MATSHITA DVD-RAM UJ-850S
(DVD+R9:4x, DVD-R9:4x, DVD+RW:8x/8x,
DVD-RW:8x/6x, DVD-RAM:5x, DVDROM:8x, CD:24x/16x/24x DVD+RW/DVDRW/DVD-RAM)
Intel(R) 82801GBM/GHM (ICH7-M Family)
Serial ATA Storage Controller - 27C4
Realtek RTL8168/8111 PCI E Gigabit Ethernet
NIC (192.168.0.123)
Ricoh RL5C832 IEEE1394 Controller (PHY:
Ricoh RL5C832)
Intel 82801GBM ICH7-M - USB Universal
Host Controller [B-0]
Более подробно рассмотрим содержание системной платы.
Рисунок 3. Характеристики системной платы.
Таблица 2. Характеристики системной платы
ЦП
Тип ЦП
Псевдоним ЦП
Степпинг ЦП
Наборы инструкций
Исходная частота
Мин./макс. множитель ЦП
Engineering Sample
Кэш L1 кода
Кэш L1 данных
Кэш L2
Физическая информация о ЦП
Тип корпуса
Размеры корпуса
Технологический процесс
Напряжение питания ядра
Напряжение I/O
Системная плата
Свойства шины FSB
Тип шины
Ширина шины
Реальная частота
Эффективная частота
Пропускная способность
Свойства шины памяти
Тип шины
Ширина шины
Соотношение
Реальная частота
Эффективная частота
Пропускная способность
Северный мост
Южный мост
Mobile Intel Celeron M 520, 1600 MHz (12 x
133)
Merom-1M
B2
x86, x86-64, MMX, SSE, SSE2, SSE3, SSSE3
1600 МГц
6x / 12x
Нет
32 Кб
32 Кб
1 Мб (On-Die, ASC, Full-Speed
479 Ball uFCBGA / 478 Pin uFCPGA
3.5 cm x 3.5 cm
8M, 65 nm, CMOS, Cu, Low-K Inter-Layer,
2nd Gen Strained Si
1.263 V
1.263 V
Intel AGTL+
64 бит
133 МГц (QDR)
533 МГц
4267 Мб/с
Dual DDR2 SDRAM
128 бит
DRAM:FSB 8:4
267 МГц (DDR)
533 МГц
8533 Мб/с
Mobile Intel Calistoga-G i943GML
Intel 82801GBM ICH7-M
Тесты системы
Кроме информации об устройствах, входящих в состав ПК, программа снимает
показатели с различных датчиков, установленных в ПК и производит различные тесты.
Рисунок 3. Тест дисплея
На рис 3. представлен тест дисплея. На выбранном тесте проверяется корректное
отображение вертикальных линий на дисплее.
Рисунок 4. Тест памяти
В программе существует возможна теста памяти. Тест проводится на запись, чтение и
копирование. На рис. 4 представлены сравнительные данные.
Далее проведем тест на стабильность системы. Тест длился 2:35 секунд. На первом
рисунке (рис. 5) представлен график изменения температуры процессора, материнской
платы и дискового накопителя. На графике внизу показан процент загрузки центрального
процессора.
Как видно из графиков, температура растет по мере проведения стрессовых тестов.
Рисунок 5. График изменения температуры и загрузки ЦП
На следующем рисунке представлен график изменения напряжения на ядре процессора.
Рисунок 6. График изменения напряжения питания на ядре процессора.
Как видно, он находится на одном уровне 1,26 В.
Заключение
В работе была рассмотрена структурная схема ПК. В соответствии с этой структурной
схемой, программой Everest были произведены действия по изучению системы. В ходе
изучения были выявлены как показатели, такие как пропускная способность, количество
памяти, так и конкретные производители тех или иных компонентов.
Кроме того, был произведен ряд тестов системы, под воздействием нагрузок. Были
получены такие характеристики, как температура процессора, напряжения ядра и тп.
Программа Everest подходит как для теста системы, так и для выявления неисправностей,
с точностью до конкретного компонента.
Приложение 1. Отчеты
--------[ EVEREST Ultimate Edition ]----------------------------------------------------------------------------------Версия
Тестовый модуль
Домашняя страница
Тип отчёта
Компьютер
Генератор
Операционная система
(WinXP Retail)
Дата
Время
EVEREST v4.20.1170/ru
2.3.212.0
http://www.lavalys.com/
Быстрый отчёт
MSTU
svichka
Microsoft Windows XP Professional 5.1.2600
2011-12-20
03:08
--------[ Суммарная информация ]--------------------------------------------------------------------------------------Компьютер:
Тип компьютера
Операционная система
Пакет обновления ОС
Internet Explorer
DirectX
Имя компьютера
Имя пользователя
Вход в домен
Дата / Время
Системная плата:
Тип ЦП
Системная плата
Чипсет системной платы
Системная память
Тип BIOS
Дисплей:
Видеоадаптер
Мб)
Видеоадаптер
Мб)
3D-акселератор
Монитор
Монитор
Монитор
ACPI Uniprocessor PC (Mobile)
Microsoft Windows XP Professional
Service Pack 2
6.0.2900.2180 (IE 6.0 SP2)
4.09.00.0904 (DirectX 9.0c)
MSTU
svichka
MSTU
2011-12-20 / 03:08
Mobile Intel Celeron M 520, 1600 MHz (12 x 133)
Asus A8000He Series Notebook
Mobile Intel Calistoga-G i943GML
1008 Мб (DDR2-533 DDR2 SDRAM)
AMI (07/02/07)
Mobile Intel(R) 945GM Express Chipset Family (224
Mobile Intel(R) 945GM Express Chipset Family (224
Intel GMA 950
AU Optronics B141EW02 [14.1" LCD]
AU Optronics B141EW02 [14.1" LCD]
AU Optronics B141EW02 [14.1" LCD]
Мультимедиа:
Звуковой адаптер
Analog Devices AD1986A @ Intel 82801GBM
ICH7-M - High Definition Audio Controller [B-0]
Хранение данных:
Контроллер IDE
Intel(R) 82801GBM/GHM (ICH7-M Family) Serial
ATA Storage Controller - 27C4
Контроллер IDE
Ricoh Memory Stick Controller
Контроллер IDE
Ricoh MMC Host Controller
Контроллер IDE
Ricoh xD-Picture Card Controller
Контроллер хранения данных
AA6F2QQK IDE Controller
Дисковый накопитель
Secure Digital Storage Device
Дисковый накопитель
ST980811AS (80 Гб, 5400 RPM, SATA)
Оптический накопитель
MATSHITA DVD-RAM UJ-850S
(DVD+R9:4x, DVD-R9:4x, DVD+RW:8x/8x, DVD-RW:8x/6x, DVD-RAM:5x, DVD-ROM:8x,
CD:24x/16x/24x DVD+RW/DVD-RW/DVD-RAM)
Оптический накопитель
QJUV QVWP6ZO5 SCSI CdRom Device
Статус SMART жёстких дисков
FAIL
Разделы:
C: (NTFS)
D: (NTFS)
Общий объём
Ввод:
Клавиатура
Keyboard
Мышь
Мышь
Сеть:
Первичный адрес IP
Первичный адрес MAC
Сетевой адаптер
(192.168.0.123)
Сетевой адаптер
(169.254.118.234)
Модем
Периферийные устройства:
Принтер
Принтер
Принтер
Принтер
Принтер
Контроллер FireWire
Ricoh RL5C832)
Контроллер USB1
Controller [B-0]
Контроллер USB1
Controller [B-0]
Контроллер USB1
Controller [B-0]
Контроллер USB1
Controller [B-0]
15000 Мб (3577 Мб свободно)
61317 Мб (6671 Мб свободно)
74.5 Гб (10.0 Гб свободно)
Standard 101/102-Key or Microsoft Natural PS/2
HID-compliant mouse
Microsoft PS/2 Mouse
192.168.0.123
00-1A-92-C0-F7-4E
Realtek RTL8168/8111 PCI-E Gigabit Ethernet NIC
VirtualBox Host-Only Ethernet Adapter
Motorola SM56 Speakerphone Modem
\\svc-printserver\HP LaserJet 1100 (MS)
Bluebeam PDF Printer
hp LaserJet 1320 PCL 6
Microsoft Office Document Image Writer
PDF Printer
Ricoh RL5C832 IEEE1394 Controller (PHY:
Intel 82801GBM ICH7-M - USB Universal Host
Intel 82801GBM ICH7-M - USB Universal Host
Intel 82801GBM ICH7-M - USB Universal Host
Intel 82801GBM ICH7-M - USB Universal Host
Контроллер USB2
Controller [B-0]
USB-устройство
Батарея
Батарея
Intel 82801GBM ICH7-M - Enhanced USB2
USB Human Interface Device
Microsoft AC Adapter
Microsoft ACPI-Compliant Control Method Battery
DMI:
DMI поставщик BIOS
American Megatrends Inc.
DMI версия BIOS
A8HeAS.209
DMI производитель системы
ASUSTeK Computer Inc.
DMI система
A8He
DMI системная версия
1.0
DMI системный серийный номер
SSN12345678901234567
DMI системный UUID
FF3F81DB-D64C0955-3800001A-92C0F74E
DMI производитель системной платы
ASUSTeK Computer Inc.
DMI системная плата
A8He
DMI версия системной платы
1.0
DMI серийный номер системной платы
BSN12345678901234567
DMI производитель шасси
ASUSTeK Computer Inc.
DMI версия шасси
DMI серийный номер шасси
DMI Asset-тэг шасси
DMI тип шасси
Notebook
DMI всего / свободных сокетов памяти
2/0