Корпус ПК предназначен для:

1. Крепления основных компонентов системного блока

2. Защита системных компонентов от физических воздействий

3. Защита системных компонентов системы от статического электричества

4. Защита внешнего мира от электромагнитных излучений

5. Оптимизации системы охлаждения

Состав корпуса ПК

1. Рама к которой крепится все остальные компоненты. Ребро жесткости корпуса.

2. Блок питания.

3. Элемент системы охлаждения.

4. Панель крепления материнской платы- обычно составляет единое целое с рамой Но можно встретить варианты когда панель съемная

5. Отверстие для плат расширения.

6. Передняя панель.

7. Секции для дисковода. Делится на размеры 5,25 и 3,5.

8. Салазки для накопителей 3,5.

9. Кнопки POWER и RESET.

10. Input и OUTPUT(заглушка или 10)позволяет производителям свободно интегрировать на материнскую плату произвольные устройства, несогласовывая положения разъемов с производителями корпусов. Единственным требованием к заглушке является внешние геометрические размеры: ширина- 158,75-2мм(6,250+-0,08 дюйма) толщина в пределах от 0,94 до 1,32 мм( от 0,037 до 0,052 дюйма). Скругление панелей не более 0,99 мм (0-0,39 дюйма)

11. Крышка. В новых компьютерах спецификации ATX их 2: левая и правая( снимаются раздельно), а в более старых компьютерах крышка всего 1.

12. Крышка всего одна- рама п образная. Крышка крепления материнской платы, корпус блока питания, секции накопителей- все это изготавливается из алюминия или дураля, передняя же, лицевая панель- из пластмассы.

13. На начало 2009 года практически все материнские платы имели:

1. 1 или 2 PC/2 разъема для клавиатуры и мыши в случаи с одним универсальный или только для клавиатуры.

2. Разъемы интегрированные со звуковой платой(от 3 до 6).

3. От 4 до 8 USB разъемов.

На некоторых системных платах присутствуют:

1. Параллельный порт

2. 1или 2 последовательных порта

3. Порт джойстика

4. Цифровые аудио выходы( коаксиальный и/ или оптический)

5. Интегрированный видео адаптер( в этом случае видео выход приходится на место одного из последовательных портов)

6. S-Video выход интегрированного видео.

7. DVI- выход интегрированного видео.

8. Разъем одной или 2 интегрированных сетевых карт.

9. 1 или 2 IEEE 1394 разъемов.

10. Разъем для антенны. Интегрированной WIFI карты.

11. Кнопка быстрого сброса BIOS.

Типы корпусов

1. Настольные горизонтальные корпуса. А) FULL-destop 2 или более отсеков 5,25 и3,5 секций, высота более 120 мм. Все детали такого компьютера находятся максимально близко друг к другу, охлаждение их недостаточное и как следствие- перегрев. Блоки питания их редко превышают мощность в 450 WT. Высота этого типа блоков примерно 15 см, ширина 40 см, длинна 45 см.

Б) SLIMM-DESCTOP. 1 или 2 отсека 5,25, высота до 120 мм; SLIMM-LINE- это разновидность DESCTOP только более тонкий. В виду этого для таких корпусов были разработаны специальный FORM-FAKTOR( FLEX-ATX) материнских плат. Дело в том, что высота корпуса не позволяет устанавливать платы расширения перпендикулярно материнской платы. Поэтому используется, как карта адаптера(ёлочка). На материнской плате находится один общий разъем для подключения карты адаптера, на которой уже находится разъемы шин к которым подключаются разъемы расширения, то есть карты расположены параллельно материнской платы. Поскольку корпуса SLIMM-LINE выпускаются в сборе то карта адаптера изготавливается под высоту данного корпуса, что позволяет изготовить его как можно тоньше. В них можно установить по одной- 2. 5,25 и 3,5 секций. Все детали такого компьютера находятся максимально близко друг другу. охлаждение их недостаточно и как следствие- перегрев. В блоке питания их редко превышают мощность 150 WT. Толщина этого типа блоков примерно 8 см. ширина 30 см. длинна 40 см. могут располагаться как вертикально так и горизонтально.

2. TOWER настольные вертикальные корпуса. Имеет несколько подвидов. В основном отличающихся высотой.

А) MIKRO-TOWER имеет 1 отсек 5,25. Блок питания до 350 WT ширина 150 мм, высота 300 мм, глубина 300 мм.

Б)MINI-TOWER. Имеет 2 отсека 5,25, блок питания от 350-500 WT, ширина 150 мм, высота 350 мм, глубина 400 мм.

С) MIDI-TOWER. 3-4 отсека 5,25, блок питания от 350-500 WT , ширина 200 мм, высота 400мм, глубина 500мм.

Д) FU-TOWER. 4-8 отсеков 5,25, блок питания от 500 WT, ширина 220 мм, высота 500мм, глубина 600 мм.

Г) SUPER-TOWER 9 и более отсеков. Блок питания от 500WT, ширина 220мм, высота 550мм, глубина 600мм.

3. BAREBONE- заготовка для компьютера , компонуемого пользователем, определенным для выполнения задач (обычно в качестве мульти-медийных станций). В состав системы входят- корпус, материнская плата, система охлаждения. Материнская плата, как правило, оснащена встроенной звуковой и видеокартой. Как правило, BAREBONE имеют меньшую высоту корпуса и, как следствие, уменьшенный внутренний объем, также усовершенствованную систему охлаждения, отличающиеся низкими показателями производимого шума необходимо быть особо внимательным при выборе компонента.

Блоки питания

Блок питания это устройство предназначенное для преобразования переменного электрического тока поступающего из сети 220 вольт в постоянный ток пригодный для питания системы. В вычислительной технике применяются импульсные блоки питания.

Основные компоненты

1. Входной фильтр.

2. Инвертор сетевого напряжения.

3. Импульсный трансформатор.

4. Трансформатор со специальным конвертором

5. На мощном радиаторе.

6. Силовой дроссель.

7. Контроллер управления оборотами вентиляторов.

8. Плата с силовыми разъемами.

9. Схема контроля за напряжением и потреблением тока.

В каждом блоке питания перед получением разрешения системы . выполняется внутренняя проверка и тестирование выходного напряжения. После этого на системную плату посылается сигнал POWERBUD. Если такой сигнал не поступил система будет находится в состоянии постоянного сброса. POWERBUD= 5 вольт=PWR_ON. PC_ON# предназначен для управления системы энергосбережения, автоматического включение, выключение питания.

ASPI интерфейс.

Материнские платы и чипсэты.

Материнская плата- это конструктив предназначен для установки на нем базовых компонентов систем и их сопряжения. FORM фактор материнской платы, определяет тип и размер мат. Платы, геометрическое расположение компонентов на ней, положение монтажных отверстий, а также разъем устанавливаемый на МП.

Ч

Super I/O

BIOS

HDD

Шина PCI

Порты ввода\вывода

South Bridge

North Bridge

Граф. интерфейс

память

CPU

ипсеты- слово чипсет означает в переводе набор микросхем. Чипсет, который также называют набором системной логики, это одна или чаще 2 микросхемы предназначены для организации взаимодействия между процессором, памятью, портами ввода-вывода и остальными компонентами компьютера. На заре развития компьютерной техники для организации взаимодействия между отдельными компонентами ПК использовались десятки отдельных микросхем, что было крайне неудобно. И только с появлением процессора i486 отдельные микросхемы стали объединять в одну, две большие микросхемы которые получили название чипсет. Схема простого классического чипсета.

С появлением шины PCI отдельные микросхемы чипсета стали называть мостами, так появились устоявшиеся термины. Северный и южный мост чипсета. Северный мост соединяется непосредственно с процессором, а южный мост соединяется с северным. В некоторых случаях производители объединяют северный и южные мосты в одну микросхему. Если чипсет это всего одна микросхема то такое решение называют одно-чиповым, а если 2 двух- мостовым.

Северный мост чипсета традиционно содержит контроллер памяти. Контроллер графической шины, интерфейс, взаимодействуя с южным мостом и интерфейс взаимодействия с процессором. В некоторых случаях северный мост чипсета может содержать дополнительные линии PCI-EX.1 для организации взаимодействия с картами расширения имеющие соответствующий интерфейс.

На южный мост чипсета возлагается функция организации взаимодействия с устройствами ввода-вывода. Южный мост содержит контроллер жестких дисков, USB- контроллер, сетевой контроллер, контроллер шин PCI, PCI-EX, контроллер прерываний, DMA- контроллер кроме того в южный мост встраивается звуковой контроллер. Также южный мост соединяется с 2 важными микросхемами: с микросхемой ROM памяти BIOS и микросхемой I/O отвечающих за последовательные и параллельные порты и дисковод. Для соединения южных

Если NVideo то шина PCI-EX, если AMD-ATI то шина гипер-транспорт, если Intel то DMI и QPI(6,400),

Скорость передачи данных по каждой шине.

Технология повышения производительности процессора.

Потоки информации

ALU

ALU

FPU

S/L

Циклы процессора Циклы процессора

Б

ALU

ALU

FPU

S/L

ез гипертрейдинга

Циклы процессора

г ипер трейдинг

Циклы процессора

Turbo Boost

Прирост

Понижение

Система охлаждение

Пассивная система охлаждения на основе радиатора. Обычно изготавливается из алюминия или меди. Передача тепла между процессором и радиатором зависит от разности температур на границе двух сред, от площади контакта и от контактирующих материалов. Расчет производится по формуле.

разность температур

Системы охлаждения на основе тепловых трубок.

Рисунок.

В тепловой трубке может находится дистиллированная вода, диапазон рабочих температур 30-200 Цельсия или ацетон 0-120 Цельсия. А также другие жидкости.

Воздушные системы охлаждения.

Состоят из радиатора обдуваемого потоком воздуха который создается вентилятором. Конструктивно можно выделить на основе подшипник качения и подшипник скольжения. Вентиляторы на основе подшипник качения дороже, качественнее, более долго работают, менее шумны.

Производительность вентилятора определяется в кубических футах в минуту(CFM), скорость вращения вентиляторов от 10 до 50 CFM.

Стандартные размеры 60*60,80*80,92*92,120*120мм.

Жидкостные системы охлаждения

Жид. радиатор

Резервуар с водой

помпа

Опрос по шинам ISA.PCI.АGP

Интерфейсы бывают внешние и внутренние, последовательные, параллельные.

Шина PCI-Express. Последовательная масштабируемая шина. Предназначенная для подключения тех же устройств как и на шину PCI то есть фактической её заменой.

Шина состоит из нескольких независимых линий передачи данных. 1-2-4-8-16-32. Передаваемые данные поровну распределяются между ними по принципу 1 бит на первую линию 2 на 2, 3 на 3 …

Так достигается гибкая масштабируемость позволяющая задействовать требуемое количество линий.

Стандарт

Стандарт	Год	Кол. линий	Мб/сек	ВТ
PCI Express X1	2002 (1.0)	7	2,5 Гбит/с	Питание 1.5 В и 3.3 В
PCI Express 2.0	15 января 2007 (2.0)	7	5 Гбит/с
PCI Express 3.0	ноябрь 2010 (Спецификации версии 3.0)	7	8 GT/s(Гигатранзакций/с).
PCI Express 4.0			16 GT/s(Гигатранзакций/с).

x1 x2 x4 x8 x12 x16 x32

PCIe 1.0 2/4 4/8 8/16 16/32 24/48 32/64 64/128

PCIe 2.0 4/8 8/16 16/32 32/64 48/96 64/128 128/256

PCIe 3.0 8/16 16/32 32/64 64/128 96/192 128/256 256/512

PCIe 4.0 (предварительно) [3] 16/32 32/64 64/128 128/256 192/384 256/512 512/1024

Шина Hyper-Transport

Высокоскоростной последовательный интерфейс, предназначенный для использования в качестве внутренней шины вычислительных систем.

Уровни организации интерфейса Hyper-Transport .

1. На физическом уровне шина представлена линиями данных, управления, тактовыми линиями, а также контроллерами и стандартными электрическими интерфейсами.

2. На уровне передачи данных определяется порядок инициализации и конфигурирования устройств, установления и прекращения сеанса связи, ЦРЦ коды, выделение пакетов для передачи данных.

3. На уровне протокола определены команды для выделения виртуальных каналов, правило управления потоками данных.

4. На уровне транзакций команда протокола конкретизированы управляющие сигналы.

5. На уровне сессии определены правила управления электропитанием и прочие команды общего правила.

Физические устройства в рамках интерфейса подразделяются на несколько типов.

Типы устройств и топология шины Hyper-Transport

Устройство типа

CAVE Tunnel Bridge Bridge- Tunnel

Хост контроллер

Хост контроллер

Хост контроллер

Хост контроллер

Абонент 2

Абонент 1

канал

канал

Абонент 1

Абонент 2

Абонент 1

Абонент 1

Т очка-точка цепочка

Дерево с выходом цепочка

На другие интерфейсы

1. Хост контроллер шины- это основное устройство полностью реализующие все функции интерфейса.

2. CAVE- это оконечное устройство на двунаправленном канале связи.

3. Tunnel- это устройство на двунаправленном канале связи установленное на «проходе», но не являющиеся мостом.

4. Bridge- это устройство на двунаправленном канале связи один из абонентов которого считается главным и связывает устройство с контроллером шины, а другие соединяют с прочими устройствами.

Шина является масштабируемой и в минимальной комплектации ширина канала от 2 бита максимальная 32 бита. Физически сигнальные линии Hyper-Transport построены по технологии низковольтных дефиренциальных сигналов.

Табличка Hyper-Transport(1.0,2.0,3.0)

Дома

Шина ata (ide)

Разработан в 1986 году для подключения накопителей на жестких дисках, интерфейс появился в результате установки контроллера жесткого диска, то есть создается устройство со встроенным контроллером IDE устройство.

Контроллер интерфейса позволяет организовать 2 канала каждый канал поддерживает 2 устройства, ведущее и ведомое. Интерфейс АТА имеет универсальный набор сигналов то есть можно подключить любое устройство с любым контроллером в котором пространстве портов ввода-вывода достаточно того же набора регистров и способна поддерживать принятый режим выбора устройств. Система команд спецификации АТА ориентирована на блочный обмен данными с устройствами прямого доступа. Для иных устройств имеется другая спецификация АТАРI.

В системе адресации данных АТА изначально указывается адрес цилиндра, головки и секции. CHS- адресация.

Различают физическую и логическую CHS адресацию. В настоящее время используется линейная адресация логического блока где адрес блока определяется 28 или 48 битным числом.

Архитектура интерфейса АТА предусматривает следующие: пост адаптер для сопряжения интерфейса системной шины, шлейф с 40 или 80 проводниками с 2 или 3 разьемами, ведущее устройство мастер и ведомое SLAVE.

На сегодняшний день актуальным считается стандарт АТА 133 который позволяет организовать передачу до 133 Мб/сек использует 48 битную LVA адресацию,LBA адресацию сектора до 144 петабайта.

Шина SATA(Serial ATA)- это последовательный интерфейс обеспечивающий передачу данных системы(накопитель). SATA имеет 2 деферинциальные пары одна работает на передачу, а вторая на прием. Всего 7 проводников. 3 из которых заземление. Максимальная длина кабеля 1 метр. Для надежности передачи данных используется двух этапное кодирование 8-10 бит.

Стандарт	Год	Макс пропускная способность	примечание	Частота
Sata 1	2001	150 мб/сек		1,5 Ггц
Sata 2		300	NCQ	3 Ггц
Sata 3	2009	600		3Ггц
Sata 4

Шина SCSI

Спецификация SCSI определяет физическую шину ввода-вывода и поддерживаемый ею логический интерфейс для подключения периферийных устройств.

Картинка

Все SCSI устройства подразделяются на несколько групп для каждой из которых определен свой базовый набор команд.

1. Устройство прямого доступа. Например жесткий диск.

2. Устройство последовательного доступа. Ленточные накопители.

3. Принтеры.

4. Устройства обработки данных.

5. оптические накопители

6. оптические накопители

7. сканеры

8. прочие устройства

Для адресации каждого устройства, оно должно иметь свой идентификатор SCSI ID представляющий собой позиционный код выдаваемый на шину данных каждой линии шины данных соответствует свой идентификатор. Каждое устройство SCSI шины может быть сконфигурировано на логические единицы. LUN число которых в одном устройство адресуемым одним SCSI ID также достигает 8 штук. Устройства на SCSI шины не равноправны. Каждая имеет свой приоритет в соответствии с идентификатором. Максимальный приоритет имеет устройство с максимальным ID.

Стандартные распределения ID

ID	Устройство
0	винчестеры
1	винчестеры
2	Сканеры, принтеры
3	Оптические накопители
4	Ленточные или магнитооптические накопители
5	Прочие дисководы
6	Зарезервировано
7	Пост адаптер шины SCSI

Таблица SCSI

Стандарт	Год	Макс пропускная способность	Частота

SAS(Serial Attached SCSI)

Картинка 2

SAS()- это последовательная шина основывается на интерфейсах SCSI и SATA. Отличительной особенностью является полнодуплексный режим работы возможность подключения до 128 корневых устройств(всего 16000 устройств) и обратной совместимости на физическом уровне шины сата.

Архитектура интерфейса предусматривает несколько уровней,

1 физической линией или физического порта.

2 Логического канала

3 логического порта

4 транспортного протокола

5 приложение

SAS обеспечивает пиковую пропускную способность до 5 гигабит/ сек и применяется в основном на серверах.

Шина USB. Универсальная последовательная шина является промышленным стандартом расширения архитектуры PC. Архитектура USB. Шина USB представляет собой хост центрическую аппаратно программную систему подключения множества периферийных устройств. Хост-центричность понимается как:

1. хост отвечает за конфигурирование всех устройств.

2. Хост управляет всеми транзакциями на шине.

3. Обмен информацией возможен только между хостом и устройством. Однорангового взаимодействия устройств шина USB не позволяет.

Компоненты аппаратной части USB:

1. Периферийные устройства USB .

2. Хост контроллер обеспечивающий связь шины с системой. А также объединяемый с корневых хабом организующий точки подключения устройств USB.

3. Хабы USB. Обеспечивающие дополнительные точки подключения.

4. Кабели USB.

Компоненты USB

1. Клиентское ПО. Это драйверы устройств USB обеспечивающие доступ устройства со стороны прикладного программного обеспечения

2. Драйверы USB. USBD они заведуют всеми устройствами USB системы их нумерации, конфигурировании, предоставлением служб и т.д.

3. Драйвер хост контроллера. Преобразует запросы ввода-вывода в структуру данных размещенные в коммуникационной области ОЗУ, и обращается к регистрам хост контроллера.

1. Физическая топология шина и логическая

физическое соединение устройств между собой осуществляется по топологии многоярусной звезды;

• центром каждой звезды является хаб;

• каждый кабельный сегмент соединяет между собой две точки: хост с хабом или функцией, хаб с функцией или другим хабом.

логическая топология шины USB (рис. 8.2) гораздо проще физической: хост обменивается информацией с логическими устройствами таким образом, что точка подключения устройства не имеет значения, как если бы все устройства были подключены к корневому хабу. Верхний уровень взаимодействия вопросы топологии шины вообще не затрагивает.

2. Максимальное количество подключаемых устройств(хабов)

максимальное количество подключённых устройств (включая размножители) — 127

3. Стандарты 1.1,1.0,2,0.

USB 1.0

Спецификация выпущена 15 января 1996 года.

Технические характеристики:

два режима данных:

режим с высокой пропускной способностью (Full-Speed) — 12 Мбит/с

режим с низкой пропускной способностью (Low-Speed) — 1,5 Мбит/с

максимальная длина кабеля для режима с высокой пропускной способностью — 5 м[2]

максимальная длина кабеля для режима с низкой пропускной способностью — 3 м[2]

максимальное количество подключённых устройств (включая размножители) — 127

возможно подключение устройств, работающих в режимах с различной пропускной способностью к одному контроллеру USB

напряжение питания для периферийных устройств — 5 В

максимальный ток, потребляемый периферийным устройством — 500 мА

[править]

USB 1.1

Спецификация выпущена в сентябре 1998 года. Исправлены проблемы и ошибки, обнаруженные в версии 1.0. Первая версия, получившая массовое распространение.

[править]

USB 2.0

Логотип USB 2.0 High Speed

Спецификация выпущена в апреле 2000 года.

USB 2.0 отличается от USB 1.1 введением режима Hi-speed.

Для устройств USB 2.0 регламентировано три режима работы:

Low-speed 10—1500 Кбит/c (клавиатуры, мыши, джойстики)

Full-speed 0,5—12 Мбит/с (аудио-, видеоустройства)

Hi-speed 25—480 Мбит/с (видеоустройства, устройства хранения информации)

Жесткие диски

В качестве привода шпинделя как правило используют трехфазные синхронные двигатели. Которые являются основным потребителем 12 вольтового напряжения. Скорость вращения является стандартной и измеряется в оборотах в минуту. Пластины HDD обычно изготавливаются из алюминиевых сплавов иногда из керамики и стекла. Рабочий магнитный слой основан на оксиде железа и оксиде хрома, количество пластин в современных дисков от1 до 5 штук. Емкость одной пластины порядка 640 гигабайт. Для записи и считывания информации используются магнитные головки представляющие собой миниатюрные катушки индуктивности намотанные на сердечники с зазором. В настоящее время применяют гигантские магнитные резистивные головки основанные на эффекте анизотропии полупроводников в магнитном поле. Для позиционирования головок на требуемый цилиндр применяют привод с подвижной катушкой работающий по принципу звуковой катушки динамика. В таком приводе блок головок связан с катушкой индуктивности помещенный в магнитное поле постоянного магнита. При протекании тока через катушку на нее начинает действовать сила пропорциональная силе тока которая вызывает перемещение катушки а следовательно и блока головок.

Параметрический фильтр служит для согласования давления внутри и снаружи диска, а также фильтрации воздуха попадающий в накопитель.

Параметры MJMD

1. Форматированная емкость представляет объем хранимой полезной информации то есть сумму полей данных всех доступных секторов .

2. Не форматированная емкость представляет собой максимальное количество бит записываемое на всех треках диска. Включая служебную информацию. Такую как заголовки секторов, контрольные коды полей данных.

3. Скорость вращения шпинделя измеряется в оборотах в минуту и позволяет косвенно судить о производительности дисковой подсистемы. Стандартными скоростями является 3600,4500,5400,7200,10000,15000 оборотов.

Интерфейс определяет способ подключения накопителя.

Объем буферной памяти, то есть возможность кэширования.

Параметры внутренней организации:

1. Количество физических дисков или рабочих поверхностей.

2. Количество физических головок чтении-записи должно совпадать с количеством рабочих поверхностей.

3. Физическое количество цилиндров. Цилиндр- это совокупность всех дорожек на поверхности дисков равно удаленных от центра диска.

4. Количество зон и секторов на дорожке.

5. Размер сектора. 572 байт.

6. Расположение серво меток необходимы для позиционирования головок чтения-записи.

Метод кодирования и декодирования данных может быть FM, MFM, RLL, ARLL.