2 Аппаратное обеспечение компьютера 2012
.pdf31
количества текстурных блоков; - число блоков пиксельных процессоров (пиксельных шейдеров), или
конвейеров, используемых для построения трѐхмерного изображения; каждый пиксельный шейдер занимается тем, что готовит очередной пиксель конечного изображения, продумывая и вырисовывая кусочек текстуры, попавшей в кадр, с учѐтом многих факторов, включая освещение сцены;
-число вершинных процессоров (вершинных шейдеров) занимаются собственно геометрией, в некоторых случаях - ещѐ и освещением;
-число унифицированных шейдерных блоков (или универсальных процессоров), которые объединяют два типа перечисленных выше блоков, они могут исполнять вершинные, пиксельные и геометрические (в DirectX 10) программы. Унификация блоков шейдеров значит, что код разных шейдерных программ (вершинных, пиксельных
игеометрических) универсален, и соответствующие унифицированные процессоры могут выполнить любые программы из вышеперечисленных;
-число блоков текстурирования (TMU), которые работают совместно с шейдерными процессорами всех указанных типов, ими осуществляется выборка и фильтрация текстурных данных, необходимых для построения сцены. Оно определяет текстурную производительность, скорость выборки из текстур и особо влияет на скорость при использовании трилинейной и анизотропной фильтраций, требующих дополнительных текстурных выборок;
-число блоков операций растеризации (ROP), которые осуществляют операции записи рассчитанных видеокартой пикселей в буферы и операции их смешивания (блендинга), что влияет на филлрейт. В последнее время еѐ значение несколько снизилось, но производительность приложений сильно зависит от скорости и количества блоков при активном использовании фильтров постобработки и включенным антиалиасингом при высоких игровых настройках;
-версия шейдеров - набора команд, которые позволяют изменять изображение на разных стадиях его обработки, добавлять различные эффекты, последняя версия шейдеров 4.0 поддерживается сериями видеокарт Radeon HD 3000 и GeForce 8000 и GeForce 9000;
10) число и частота блоков цифроаналогового преобразования видеосигнала
RAMDAC (Random Access Memory Digital to Analog Converter), подаваемого на
аналоговый монитор, два блока позволяют одновременно работать с двумя мониторами;
11)наличие встроенного видеотюнера для приема телевизионных программ;
12)возможность подключения входных видеосигналов с телевизора и видео;
13)наличие дополнительных выходов и входов для работы с внешними мультимедийными устройствами:
- ТВ вход/выход (S-Video) для подключения телевизоров и видеомагнитофона; - интерфейс DVI (точнее, DVI-D) - это интерфейс для прямого подключения
видеокарты к ЖК-монитору, минуя RAMDAC;
- Display Port позволяет подключать до четырѐх устройств, в том числе акустические системы;
14)конструкция системы охлаждения для видеопроцессора и видеопамяти;
15)возможность совместной работы нескольких видеокарт (3 Way SLI – для
GeForce до 3 или CrossFire X до 4 – для Radeon);
16)потребляемая мощность в Вт, для двухпроцессорных систем NVIDIA GeForce 9800 GX2 она достигает 580 Вт.
В ряде случаев для удешевления стоимости возможно встраивание видеоадаптера в системную плату компьютера в виде отдельной микросхемы. Однако данное исполнение имеет более низкую производительность, так как используется общая оперативная память с процессором и затруднена модернизация компьютера.
С 2010 года появились многоядерные ЦП Intel Core i7, у которых одно или несколько ядер выполняют функцию графического процессора, но полноценная версия такого устройства выйдет только в 2011 году.
32
Рисунок 2.41 – Три видеоадаптера NVIDIA GeForce GTX 280 в режиме 3 Way SLI
Таблица 2.6 - Характеристики современных видеоадаптеров
Видеокарта |
Radeon |
GeForce |
GeForce |
|
HD 7970 |
GTX 580 |
GTX 680 |
||
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Графический процессор (GPU) |
Tahiti XT |
Fermi |
Kepler |
|
(GF110) |
(GK104) |
|||
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сложность чипа, млрд.транз. |
4,3 |
3,0 |
3,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Потоковых ядер, шт |
2048 |
512 |
1536 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Текстурных модулей (TMU), шт |
128 |
64 |
128 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Блоков ROP, шт |
32 |
48 |
32 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Шина памяти, бит |
384 |
384 |
256 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Частота GPU, МГц |
925 |
772/1544 |
1006(1058) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Частота видеопамяти, МГц |
5500 |
4000 |
6000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Пропускная способность, ГБ/с |
264 |
192 |
192 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Производительность ALU, |
3.79 |
1.58 |
3.09 |
|
терафлопс |
||||
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Скорость заполнения, ГП/с |
29,6 |
37,1 |
32,2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Скорость выборки текстур, ГТ/с |
118,4 |
49,4 |
128,8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Макс. энергопотребление |
250 |
244 |
195 |
|
|
|
|
|
2.5.6 Блок питания
Блок питания конструктивно предназначен для обеспечения всех электронных компонентов стабилизированным напряжением питания постоянного тока. Его основными характеристиками являются:
1) назначение:
-основной блок питания обеспечивает питанием системную плату ПК;
-дополнительный секционный блок питания для отдельных компонентов ПК, например, для видеоадаптера;
2) стандарт питания системной платы (ATX, ATX-2, BTX);
3) мощность блока питания в ВА (вольт-амперах), для современных офисных ПК рекомендуется не менее 350 ВА, которая распределяется по следующим каналам:
33
-максимальный ток цепи 3.3 В (канал +3.3VDC);
-максимальный ток цепи 5 В (канал +5VDC);
-максимальный ток цепи 12 В (два канала +12V1DC и +12V2DC);
4)качество стабилизации выходных напряжений – максимальное значение пульсаций по каждому из каналов в мВ;
5)число выходных разъемов и длина их кабелей для следующих цепей:
-24-контактный разъем ATX (для подключения системной платы);
-4-контактный ATX12V;
-SATA – разъем;
-4-контактные разъемы FDD (для дисковода гибких дисков);
-4-контактный разъем Molex (для подключения приводов внешней памяти);
6) коэффициент полезного действия – отношение мощности выходных цепей БП
кпотребляемой из входной сети в процентах – высоким считается КПД свыше 95%;
7)массогабаритные показатели;
8)уровень шума от системы охлаждения блока питания в дБ;
9)наличие дополнительного тумблера отключения питания, которое позволяет полностью обесточить внутренние компоненты при ремонте и защитить от случайного включения компьютера малолетними детьми;
10)срок службы.
а) |
б) |
в) |
|
а) безвентиляторный |
бесшумный блок питания Shuttle для HTPC мощность 200 Вт; |
||
б) основной БП Thermaltake |
TR2 900W/1000W мощностью 1000 |
Вт; |
|
в) модульный блок питания Ultra Products |
|
||
Рисунок |
2.42 – |
Блоки питания для ПК |
|
34
Рисунок 2.43 – Внутренний монтаж блока питания Seasonic S12 II 500 Вт
2.5.7 Корпус системного блока
Корпус системного блока настольного компьютера предназначен для удобного размещения внутренних компонентов компьютера и обеспечения требуемой системы охлаждения. Важнейшими характеристиками корпусов являются:
1)форм-фактор корпуса, определяющий объем компоновки всего персонального компьютера;
2)число отсеков под платы расширения PCI-express;
3)число отсеков для установки систем внешней памяти;
4)возможность подключения в корпусе дополнительной системы охлаждения;
5)расположение дополнительных разъемов для подключения периферийных устройств: USB, аудиовыхода и т.п.;
6)дизайн корпуса, в последние годы направление дизайна корпусов персональных компьютеров получило название моддинг;
7)уровень шума системы охлаждения в дБ или сон;
8)массогабаритные показатели.
Таблица 2.7 – Размеры корпусов ПК
Тип корпуса |
Высота |
Ширина |
Длина |
Форматы |
Примечание |
Slim Desktop |
80 |
300-350 |
400-450 |
microATX |
|
Desktop |
200 |
350 |
450 |
microATX |
|
|
|
|
|
|
|
Desktop |
200 |
450 |
450 |
ATX |
|
Micro Tower |
350 |
200 |
450 |
microATX |
Mini Tower (IN WIN) |
Mini Tower (vPSU) |
350 |
200 |
450 |
ATX |
|
Mini Tower |
450 |
200 |
450 |
ATX |
Midi Tower (IN WIN) |
Midi Tower |
500 |
200 |
450 |
ATX |
|
Full (Big)Tower |
>550 |
200 |
>480 |
fullATX |
|
35
Рисунок 2.44 – Корпус MidiTower стандарта ATX
В 2004 году появился новый стандарт корпуса ПК для организации домашнего компьютеров мультимедиа-центров - The Balanced Technology Extended (BTX).
Рисунок 2.45 – Вид корпуса стандарта BTX
Для домашних ПК выпускаются специальные корпуса стандарта HTPC.
Рисунок 2.46 – Вид корпуса Chieftec для HTPC
36
Рисунок 2.47 Корпус Modecom FEEL 102 стандарта mini-ITX
Рисунок 2.48 – корпус для ПК оригинального дизайна Antec Skeleton
2.5.8 Клавиатура
Клавиатура является основным средством ввода символьных данных. С ее помощью формируются текстовые документы и кодируются программы, а также реализуются основные команду операционных систем и командных программных сред.
Основными характеристиками клавиатур являются:
1)назначение: офисная (для работы с символьными документами), игровая (оптимизирована под компьютерные игры), мобильные (для использования с MID или КПК), для бухгалтеров и т.п.;
2)число основных и дополнительных клавиш;
3)определенная раскладка: QWERTY или Дворака;
4)наличие надписей на клавишах на дополнительном языке (русском или белорусском);
37
5)интерфейс подключения к ПК: PS/2, USB или беспроводное подключение;
6)удобство клавиш хода при нажатии;
7)наличие специальных эргономических подставок для рук;
8)удобство крепления к поверхности стола, реализуемое с помощью специальных нескользящих элементов;
9)массогабаритные показатели (для офиса лучше использовать более тяжелые клавиатуры);
10)дизайн – цветовая гамма, наличие подсветки клавиш;
11)возможность влажной уборки грязи с клавиш;
12)наличие дополнительных элементов: USB-разъемы, сенсорная панель и
т.п.;
13)надежность, выражаемая в наработке на отказ в часах или косвенно в длительности гарантийного срока эксплуатации.
Рисунок 2.49 – Офисная Клавиатура SVEN Multimedia EL 4003 с подсветкой клавиш
Рисунок 2.50 – Игровая клавиатура BTC Cheetah с блоком 17 клавиш макрокоманд
Рисунок 2.51 – Клавиатуры для бухгалтеров на выставке CeBIT 2008
2.5.9 Манипулятор типа «Мышь»
Ручной манипулятор является основных средством навигации в системах графических меню, средством задания перемещений в графических редакторах и компьютерных играх. В состав компьютерной мыши входят:
1)датчик перемещения, отслеживающий направление и расстояние передвижения;
2)кнопки управления;
3)дополнительные элементы управления: колеса прокрутки, сенсорные экраны, миниджойстик — плечо с двумя кнопками, исключающее одновременное нажатие обеих кнопок и т.п.;
4)гибридные элементы управления, сочетающие в себе свойства нескольких различных элементов;
5)интерфейс подключения к ПК;
6)элементы питания для беспроводных мышей.
38
а)б)
а) Лазерная 9-кнопочная мышь 2D-мышь Cyber Snipa Stinger для киберспортсменов б) Мобильная 3D-мышь 3Dconnexion SpaceNavigator for Notebooks
Рисунок 2.52 – Стандартные компьютерные мыши Основными характеристиками компьютерной мыши являются:
1)принцип действия датчика перемещения: - механический (устаревший);
- оптический на светодиодах или оптический на лазере; - индукционный, используя специальный коврик;
2)число управляемых координат: 2
-двухкоординатные (2D) – обычные манипуляторы, которые позволяют контролировать только систему плоских координат;
-трехкоординатные (3D) – специальные манипуляторы позволяющие управлять
тремя координатами в системах 3D-проектирования или тренажерах;
3) максимальное разрешение – число точек на дюйм (для лазерных − до 3200
dpi);
4)интерфейс подключения к компьютеру через определенный порт: проводной
(СОМ, PS/2, USB) или беспроводной (IrDA или Bluetooth);
5)число и тип основных управляющих клавиш: двухкнопочные, трехкнопочные
ит.д.;
6)наличие дополнительных навигационных устройств: колеса прокрутки (Netscroll) и дополнительные клавиши управления (например, двойного клика);
7)время отклика, описывает задержку отображения перемещения на экране,
для современных устройств, стандартным значением является 8 мс (возможна и 1 мс);
8)эргономичность, которая обеспечивает удобство работы;
9)возможность перепрограммирования назначения клавиш;
10)возможность регулировать вес мышки с помощью дополнительных грузиков, (особенно важно для киберспорта);
11)надежность, определяемая сроком службы;
12)дизайн.
а) |
|
б) |
в) |
|
а) |
Беспроводная мышка ASUS MS-71 с встроенной флэш-памятью |
|
|
б) |
Надувная компьютерная мышь Jelly click |
|
в) OptiWind — мышь с вентилятором и подсветкой
Рисунок 2.53 – Оригинальные конструкции компьютерной мыши Дополнительным аксессуаром для мыши является коврик, который выполняется
из специального материала. Его основное назначение – улучшение точности позиционирования. Для механических мышек материал коврика должен исключать проскальзывание шарика датчика перемещения, для лазерных в материал добавляются специальные отражающие частицы. Коврики могут оснащаться подставками для кисти
39
рук, чтобы снизить утомляемость. Дополнительной функцией коврика является уменьшение износа и загрязнения специальных скользящих элементов подложки мыши.
2.5.10 Монитор
Монитор является основным средством для вывода визуально воспринимаемых данных. Его характеристики в значительной степени определяют удобство работы и здоровье оператора. К основным характеристикам мониторов относятся:
1) назначение монитора, характеризующая область применения:
- индикаторные мониторы для технических устройств малого размера;
Рисунок 2.54 - Панель разрешения 392 х 224 пикселей (WQVGA) 15,2x11,3x3,8 мм
- офисные мониторы предназначены в основном для работы с текстовыми
документами и бизнес-графикой; |
|
а) |
б) |
Рисунок 2.55 – Офисные мониторы: CRT-монитор (а) и LСD-монитор (б)
-мультимедийные мониторы предназначены для воспроизведения высококачественных видеоданных и фото-дизайна, основной характеристикой является качество видеоизображения;
-игровые мониторы используются для компьютерных тренажеров и развлечений,
укоторых кроме качества изображения важная роль отводится быстродействию отображения;
Рисунок 2.56 – Изогнутый игровой монитор NEC CRV43 43 дюйма
2) принцип формирования видео сигнала, классифицирующий мониторы на:
-с электроннолучевой трубкой (CRT-монитор);
-мониторы жидкокристаллической LCD матрицей;
-мониторы с TFT-матрицей;
40
- мониторы на основе органических светоизлучающих диодов OLED (Organic Light Emitting Diode);
Рисунок 2.57 – Принцип формирования изображения LCD и OLED дисплеев
- мониторы на основе «электронных чернил» (электронная бумага) с использованием технологий e-ink или e-paper для электронных книг. В них формируется растровая графика и текст для просмотра в отражѐнном свете, при этом поддержание уже сформированного на экране изображения не требует приложения энергии, она нужна только для изменения "картинки";
Рисунок 2.58 – Принцип технологии электрогидравлических дисплеев (EFD)
3) |
общий размер экрана и размер видимой области по |
диагонали в дюймах |
(17, 19, 21, 22, 24 и т.д.); |
|
|
4) |
величина шага элементарной точки (пикселя) или полосы в мм; |
|
5) |
максимальное разрешение, которое определяется |
числом элементарных |
точек изображения по горизонтали и вертикали. Максимальное разрешение определяет специальный стандарт, параметры которого приводятся в таблице 2.8.
Таблица 2.8 – Обозначение стандартов разрешения экрана
Стандартные пропорции |
Широкоформатные пропорции |
|
||||
Название |
Разрешение |
Пропорции |
Название |
Разрешение |
||
VGA |
640 |
x 480 |
|
|
|
|
SVGA |
800 |
x 600 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
XGA |
1024 x 768 |
16:10 |
WXGA |
1280 |
x 768 |
|
|
|
|
15:9 |
WXGA |
1280 |
x 800 |
XGA+ |
1152 x 865 |
16:10 |
WXGA+ |
1440 |
x 900 |
|
SXGA* |
1280 |
x 1024 |
|
- |
|
|
SXGA+ |
1400 |
x 1050 |
16:10 |
WSXGA+ |
1680 x 1050 |
|
USXGA |
1600 |
x 1200 |
16:10 |
WUXGA |
1920 x 1200 |
* - данное разрешение имеет нестандартные пропорции 5:4
6) ширина полосы пропускания в мегагерцах (МГц) видеоусилителя монитора, определяющая частоту горизонтальной (строчной развертки) в килогерцах (кГц), равна числу сканируемых лучом строк в 1 секунду;
7) вертикальная (кадровая) развертка – число выводимых в 1 секунду кадров, определяет усталость глаз и должно быть не менее 75 Гц, более жесткое определение дает стандарт TCO-99 – 85 Гц;
8)контрастность – это соотношение между самой темной и самой светлой отображаемыми точками для современных LCD мониторов она должна не менее 1000:1;
9)яркость, кд/м2;