Тема: «Суперкомпьютеры и их применение»

План

1. Сущность понятия «суперкомпьютер»
2. Первые суперкомпьютеры
3. Области применения суперкомпьютеров

Определение

Суперкомпьютеры – это специальные вычислительные машины, которые в значительной степени превосходят по своим характеристикам, в частности, по производительности, все существующие компьютеры.

Сущность понятия «суперкомпьютер»

С тех пор, как были изобретены первые компьютеры, главной проблемой, которая стоит перед их проектировщиками, является повышение производительности компьютерного оборудования. Всё время, пока шло развитие компьютерной промышленности, непрерывно росло быстродействие процессорных модулей, но параллельно наращивались объёмы программного обеспечения, возрастало количество пользователей, и ширилась область использования компьютерного оборудования, что в конечном итоге и вызвало создание суперкомпьютеров.

Хотя фактически под суперкомпьютером понимается стандартная вычислительная система, которая позволяет выполнять очень сложные вычисления за наиболее маленькие временные интервалы. Все компьютерные системы имеют в своём составе три главных элемента: Модуль центрального процессора (вычислитель). Модуль памяти. Вторичные периферийные модули информационного хранения. Главную роль здесь играют не только технические характеристики всех этих компонентов, но и пропускные возможности соединяющих их каналов, а также каналов связи с пользователями. Основное компьютерное правило заключается в том, что общее быстродействие компьютера не может превышать быстродействие самого медленного его компонента. Суперкомпьютером является электронная вычислительная машина, которая значительно превосходит по своим характеристикам почти все существующие аналоги. Обычно, сегодняшние суперкомпьютеры состоят из большого количества серверного оборудования, соединённого между собой локальной сетью с высокими скоростными показателями. Это позволяет достичь максимума производительности согласно методике параллельных вычислений при решении поставленной задачи.

Потребность в суперкомпьютерах возникла потому, что учёные не могут осуществить некоторые испытания по причине их масштабности, или дороговизны, или возникновения угрозы здоровью людей. А суперкомпьютеры позволяют проводить эксперименты с построенными моделями сложных объектов без вреда окружающей среде и людям. Они превратились в незаменимых помощников в научных изысканиях и производственных процессах. Главными особенностями, которые характеризуют суперкомпьютеры помимо повышенной скорости работы, являются: Наиболее совершенный уровень используемых технологий. Оригинальные решения в области архитектурной организации, которые направлены на увеличение скорости работы (к примеру, возможность выполнения векторных операций). Стоимость, превышающая один миллион долларов. Первые суперкомпьютеры Вычислительное устройство Cray-1 считается родоначальником суперкомпьютеров. Оно было создано в 1974-ом году. Этот компьютер имел процессорные модули, в состав которых входило очень большое количество регистров, подразделявшихся на отдельные группы. Каждая группа предназначалась для осуществления определённых функциональных обязанностей. Группа регистров адреса была ответственна за организацию работы с памятью суперкомпьютера. Были также блоки векторных и скалярных регистров. Производительность этого суперкомпьютера равнялась 180-ти миллионам операций в секунду над числовыми данными с плавающей точкой. Области применения суперкомпьютеров Стандартной областью использования суперкомпьютеров, как правило, считалась сфера научных исследований, а именно плазменная физика и статистическая механика, физика молекулярных и атомных процессов и многие другие. Как правило, некоторые сферы использования располагаются на стыке различных наук, к примеру, физики и химии, и перекликаются с разными техническими применениями. Метеорологические задачи, атмосферные явления, и прежде всего проблема долгосрочного прогнозирования погоды, для которой всегда недостаточно компьютерных мощностей, имеют тесную связь с решением многих физических и химических проблем. Техническими проблемами, для разрешения которых применяются суперкомпьютеры, являются проблемы в аэрокосмическом и автомобильном производстве, задачи ядерной энергетики, прогнозы наличия залежей полезных ископаемых, многие другие и, естественно, проектирование современных микропроцессорных модулей и компьютерного оборудования, прежде всего для самих суперкомпьютеров. Военная промышленность является также традиционной сферой использования суперкомпьютеров. Помимо общеизвестных уже задач по проектированию оружия массового поражения разработке новейших образцов авиатехники и ракетных комплексов, следует отметить, к примеру, проектирование подводных лодок, которые практически не издают никакого шума и других объектов. Наиболее заметным примером использования суперкомпьютеров в военной сфере является программа СОИ (стратегическая оборонная инициатива), объявленная правительством Соединённых Штатов в 1983-ем году. Кроме того, суперкомпьютеры Министерства энергетики Соединённых Штатов использовались для создания моделей ядерного оружия, что дало возможность не проводить реальные испытания ядерного оружия. Ещё одной областью применения суперкомпьютеров является визуальное представление данных, которые были получены по итогам осуществления каких-либо сложных вычислений. Иногда, к примеру, при поиске решения дифференциального уравнения по методике сеток, получаются просто огромные объёмы итоговых результатов, которые в численном формате люди просто не могут обрабатывать. Тогда следует использовать графический формат отображения информационных данных. Ещё одной сферой применения суперкомпьютеров, является проблема передачи данных по компьютерным сетям. Объём передаваемой по сетям информации непрерывно возрастает, и на решение этой комплексной проблемы сегодня направлены усилия многих специалистов и их суперкомпьютеров.

по дисциплине: «Технические средства информатизации»

1. Какие основные блоки и устройства входят в состав ПК?
2. Какие основные компоненты входят в состав системного блока?
3. Назовите и дайте краткую характеристику основным формфакторам корпусов ПК
4. Назовите и дайте краткую характеристику основным формфакторам системных плат.
5. Что называется чипсетом?
6. Какие основные типы архитектуры были разработаны фирмой Intel для последних поколений ПК?
7. Какой из мостов (хабов) обладает наибольшим быстродействием и почему?
8. Что такое шина?
9. Какие типы шин применяются в ПК?
10. Какие типы шин обладают наибольшим быстродействием?
11. Что относится к системным ресурсам?
12. Что такое BIOS?
13. Какие основные действия осуществляет процедура POST?
14. Какие виды памяти используются в ПК?
15. Какие конструктивные разновидности модулей памяти используются в ПК?
16. От каких основных факторов зависит быстродействие CPU?
17. Что представляет собой разъем типа Socket?
18. Для каких усилий установки предназначен разъем типа ZIF?
19. Какие меры рекомендуется применять для улучшения теплоотдачи между корпусом CPU и радиатором?
20. Охарактеризуйте скорость вращения шпинделя жесткого диска: чему она равна, на что влияет, что может сказать о производительности ЖД.
21. Охарактеризуйте такую характеристику жесткого диска, как объем кеш-памяти: ее назначение, влияние на скорость записи и считывания данных.
22. Охарактеризуйте такую характеристику жесткого диска, как скорость непрерывной передачи данных: что характеризует этот показатель и в каком случае этот показатель должен быть высоким.
23. Охарактеризуйте такую характеристику жесткого диска, как среднее время произвольного доступа: что характеризует этот показатель и чем обусловлен.
24. Перечислите компоненты механической части жесткого диска
25. Какую форму имеют головки чтения/записи жесткого диска: как они перемещаются, что может привести к выходу жесткого диска из строя? Как данные хранятся на жестком диске?
26. Что представляют собой дисковые пластины жесткого диска?
27. Дайте определение BIOS. Какие устройства проверяет BIOS перед загрузкой?
28. Опишите тип памяти BIOS Boot Block.
29. Опишите микросхему памяти, хранящую BIOS.
30. Опишите CMOS-память BIOS.
31. Опишите принцип работы BIOS.
32. Охарактеризуйте память типа SRAM
33. Охарактеризуйте память типа DRAM
34. Охарактеризуйте память типа SDRAM
35. Расшифруйте маркировку модулей памяти PC66/PC100/PC133
36. Расшифруйте маркировку модулей памяти PC2100/PC2700/PC3200
37. Что называется латентностью оперативной памяти?
38. Как осуществляется обращение к оперативной памяти?
39. Как выглядит процессорный сокет и как его стандарт влияет на дальнейший апгрейд (замену) центрального процессора?
40. Как выглядят слоты памяти и каков актуальный стандарт на сегодняшний день?
41. Каково назначение интерфейса SATA и чем он отличается от других стандартов?
42. Опишите северный мост, расположенный на материнской плате.
43. Каково назначение слотов типа PCI Express, его пропускная способность.
44. Что называют чипсетом материнской платы?

Тема: «Состав и назначение основных компонентов сетевого оборудования»

Теоретическое обоснование

Коммуникационное сетевое оборудование не является источником или конечным получателем данных. Приведем краткие характеристики коммуникационного оборудования локальных сетей.

• Повторитель является средством объединения кабельных сегментов в единый логический сегмент. В сетях на витой паре повторитель является самым дешевым средством объединения конечных узлов и других устройств в единый разделяемый сегмент.
• Мост является средством передачи кадров между двумя и более логическими сегментами. По логике работы является частным случаем коммутатора. Скорость обычно 10 Мбит в секунду.
• Коммутатор является средством организации виртуальных цепей для передачи каждого кадра между двумя его портами. Скорости портов могут быть разными у разных портов одного устройства – 10, 100 или 1000 Мбит/сек. Реальная пропускная способность ниже из-за несимметричности загрузки портов коммутатора.
• Хаб – устройство, к которому подключаются кабели от множества конечных узлов и коммуникационных устройств. Внутренняя структура может быть различной. Чаще всего под хабом подразумевают повторитель. Сегментирующий хаб является комбинацией нескольких повторителей, между которыми может присутствовать мост.
• Концентратор считается синонимом хаба, но может трактоваться шире (может включать набор повторителей, коммутаторов и мостов, соединяющих разные технологии).
• Преобразователь интерфейсов позволяет осуществлять переходы из одной среды передачи данных в другую без логического преобразования сигналов. Благодаря усилению сигналов, эти устройства могут позволять преодолевать ограничения на длину линий связи. Используются для связи оборудования с разнотипными портами.
• Маршрутизатор – устройство с несколькими физическими интерфейсами, возможно, различных сетевых технологий. Выполняет передачу пакетов между интерфейсами на основании информации 3-го уровня.
• Брандмауэр – устройство (программное средство), по уровню функционирования аналогичное маршрутизатору, но с более развитой системой фильтрации и малым (как правило, 2) числом портов. Для сетевых узлов присутствие брандмауэра не должно быть заметно. Используется для защиты локальных сетей от несанкционированного вмешательства извне. Обычно устанавливается между маршрутизатором и внешним интерфейсом глобальной сети. Может быть встроен в маршрутизатор или коммуникационное оборудование подключенное к глобальной сети.
• Модем – устройство для передачи данных на дальние расстояния по выделенным или коммутируемым линиям. Интерфейс, обращенный к источнику и приемнику данных, может быть последовательным, параллельным или даже шиной USB.
• Модемный пул – сборка из нескольких модемов, которые объединены общим портом с интерфейсом ЛВС. Каждый модем пула подключается к своей внешней линии. Устройство позволяет одновременно нескольким абонентам локальной сети пользоваться индивидуальными выходами во внешний мир или обеспечивать нескольким пользователям доступ к локальной сети.
• LAN-модем – комбинация модема и маршрутизатора, имеющая в качестве интерфейса порт Ethernet (иногда несколько портов, объединенных повторителем). Позволяет одновременно пользоваться одним выходом во внешний мир группе абонентов локальной сети.

Компьютер, подключенный к сети, называется рабочей станцией (Workstation), компьютер, предоставляющий свои ресурсы — сервером, компьютер, имеющий доступ к совместно используемым ресурсам — клиентом.

Несколько компьютеров, расположенных в одном помещении или функционально выполняющих однотипную работу: бухгалтерский или плановый учет, регистрацию поступающей продукции и т.п., подключают друг к другу и объединяют в рабочую группу с тем, чтобы они могли совместно использовать различные ресурсы: программы, документы, принтеры, факс и т.п.

Рабочая группа организуется так, чтобы входящие в нее компьютеры содержали все ресурсы, необходимые для нормальной работы. Как правило, в

рабочую группу, объединяющую более 10 — 15 компьютеров, включают выделенный сервер — достаточно мощный компьютер, на котором располагаются все совместно используемые каталоги и специальное программное обеспечение для управления доступом ко всей сети или ее части.

Группы серверов объединяют в домены. Пользователь домена может зарегистрироваться в сети на любой рабочей станции в этом домене и получить доступ ко всем его ресурсам. Обычно в серверных сетях все совместно используемые принтеры подключены к серверам печати.

Ход работы

1. Работа с общими документами. Запустить программу «Сетевое окружение» и наблюдать включенные компьютеры вашей рабочей группы. Зайти на компьютер администратора (Преподавателя) и наблюдать открытые для общего доступа папки. С папками «Полный доступ» и «Ограниченный доступ» проделать следующие операции:
   1. Скопировать из этих папок по документу на жёсткий диск своего ПК;
   1. Открыть эти документы у себя на компьютере для редактирования и попытаться обратно отправить их на прежнее место (на компьютер преподавателя);
   1. Создать новую папку в папке на компьютере администратора и убедиться, что в папке с ограниченным доступом это невозможно;
   1. Попытаться отредактировать файлы, содержащиеся в папках и убедиться, что в папке с ограниченным доступом это невозможно.
2. По указанию преподавателя скачать указанную учебную литературу с внутреннего сервера, а также дополнительную специальную литературу с внешних файловых архивов.
3. Работа с почтовыми клиентами. Запустить программу Outlook Express, и произвести подключение к почтовому серверу, создав новую учётную запись, как показано на рисунках 7-10. После успешной настройки программы создать пустое письмо и отправить его на свой адрес электронной почты. При успешном подключении к почтовому серверу получение этого письма является доказательством верной настройки почтового клиента.
4. Заполните адресную книгу для вновь созданной учётной записи. Для этого обратитесь к пункту меню «Сервис» и выберите «Адресная книга». Нажмите на пиктограмму «Создать» и выберите «Группа». Запишите название своей группы, например Группа №28
5. Создайте контакты (внесите в данную группу электронные адреса всех одногруппников).

Проделайте следующие действия:

• Отправьте произвольное текстовое сообщение всем участникам созданной вами группы;
  • Выясните, кто работает за компьютером с таким же номером, как и Ваш, но в соседней аудитории (по указанию преподавателя);
  • Обменятся вложениями (файлами с такими расширениями):
  • .Txt;
  • .Doc;
  • .Rar;
  • .Jpg;
  • .Xls;
  • Удалите Вашу учётную запись (после контроля преподавателя).

4. Сделайте выводы о проделанной работе.

Вопросы для самоподготовки

1. Что такое локальная компьютерная сеть?
2. Перечислите преимущества корпоративных компьютерных сетей.
3. По каким признакам проводится классификация компьютерных сетей?
4. Какие протоколы работы сетей Вы знаете?
5. Как открыть общий доступ к папке на своём компьютере?
6. Можно ли изменять привилегии доступа к общим папкам на компьютере под ограниченной учётной записью?
7. Что такое ФТП – сервер?
8. Какие ФТП – сервера Вы знаете?
9. Какие программы позволяет осуществить подключение к файловому архиву ФТП – сервера?
10. Что такое почтовый клиент? Какие почтовые клиенты Вы знаете? Какую информацию нужно указать в почтовом клиенте, чтобы подключиться к серверу электронной почты?

Тема: «Назначение и характеристика сетевого оборудования»

Для создания сети необходимо иметь в наличии определенный набор устройств, обеспечивающих связь между компьютерами:

1. Сетевые карты – специальные платы, помещаемые вовнутрь системного блока, которые имеют разъемы для подключения сетевых кабелей;
2. Сетевые кабели – специальные проводники, с помощью которых соединяются компьютеры и передаются сигналы. Кабели бывают следующих видов:
   1. толстый коаксиальный кабель – мало восприимчив к воздействию магнитного поля и получил широкое применение на заводах, складах в лабораториях, работающих с радиоактивными веществами. Максимальная длина такого кабеля может составлять 500м. однако для создания небольших сетей не подходит, так как дорого стоит и неэластичен;
   1. тонкий коаксиальный кабель – дешевле и эластичнее толстого кабеля, поэтому и получил большое распространение. Максимальная длина участка составляет 185 метров. Подсоединяется кабель к сетевой плате с помощью устройства, называемого коннектором;
   1. витая пара – еще дешевле тонкого коаксиального кабеля и часто используется в сетевых устройствах, так как хорошо сочетается с современными типами телефонных систем. Максимальная длина – 100 м. Если использовать витую пару, то для подключения компьютеров в сеть необходимо также приобрести специальное устройство – концентратор, к которому подсоединяются все компьютеры.

Топология сети – способ соединения компьютеров в сети

Топология типа «шина». При таком соединении компьютеры соединяются в единое целое путем их последовательного подсоединения друг к другу. При этом чаще всего используют тонкий коаксиальный кабель. Каждая сетевая плата имеет T-коннектор, к которому подсоединяются кабели соседних компьютеров. На последних компьютерах заключительный конец замыкается терминаторами – специальными устройствами, которые не дают электрическому сигналу вылететь за пределы сети. Если их не будет, то сеть не работает.

При таком соединении компьютеров передача данных осуществляется следующим образом: вначале компьютер прослушивает сигнал, не занят ли он другими посланиями, если нет, то он посылает свое послание. Если несколько компьютеров посылают свои послания одновременно, то чтобы не вторгнуться в чужое послание каждый компьютер пытается задержать собственное на определенный промежуток времени для того, чтобы пропустить второе послание. Так как длительность задержки выбирается случайным образом, то вероятность того, что послания столкнуться в сети ничтожно мала.

Недостатком такой топологии является то, что если в любом месте сети произойдет обрыв, то вся сеть не функционирует.

Топология типа «кольцо». Такой способ соединения напоминает шину, только концы этой шины также соединены между собой. Такой способ соединения имеет преимущества перед шиной. В частности такая сеть никогда не будет перегружена посланиями, так как она очень строго следит за тем, кто посылает послания. Внутри сети последовательно по кольцу циркулирует маркер. Сообщение с компьютера может быть послано только тогда, компьютер получил маркер. Таким образом, столкновение посланий полностью исключается.

Недостатком такого соединения является наличие специальных дорогостоящих сетевых плат.

Если произойдет разрыв кабеля, то сеть выходит из строя.

Топология типа «звезда». При таком виде соединения компьютеров каждый компьютер подключается с помощью витой пары к концентратору. По сути, каждый компьютер работает отдельно от остальных, так как имеет отдельный кабель. Если произойдет разрыв кабеля, то компьютер, подключенный этим кабелем, отсоединяется от сети, но сеть не обрывается.

Такая топология является самой надежной, но требует наличия концентраторов.

Тема: «Выбор и анализ конфигурации компьютера в зависимости от решаемой задачи»

Теоретическое обоснование

При покупке ПК большинство пользователей идут в основном таким путем — посещают компьютерный магазин, консультируются с продавцами, а затем выбирают конфигурацию компьютера.

Перед вами текст с параметрами персонального компьютера. Разоберем, что он обозначает.

ASUS Desktops CM6431 H61 Intel® G2120, 4Gb DDRIII 1333, 1Tb SATA, VGA int. (D-SUB+DVI-D), 1xPCIex16, 2xPCIex1, 1xPCI, DVD-RW, Card Reader, 8xUSB2.0, Win8, Black, PS350W, mATX, 173x480x513.

Ответы:

• ASUS – производитель;
• Desktops – форм-фактор корпуса системного блока;
• CM6431 – марка компьютера;
• H61 – марка чипсета;
• Intel® G2120 – процессор Intel Pentium;
• 4Gb DDR3 1333 – оперативная память, объем 4 Гб, частота 1333 МГц;
• 1Tb SATA – жесткий диск, объем 1 Тб;
• VGA int. –видеокарта встроена (интегрирована) в материнскую плату;
• (D-SUB+DVI-D) – наличие аналогово и цифрового видеоразъема;
• 1xPCIex16 – один специальный разъем на материнской плате для установки дополнительной видеокарты;
• 2xPCIex1 – 2 разъема на материнской плате для установки дополнительных плат расширения;
• 1xPCI – в принципе тоже самое, что и выше, только с учетом разъема PCI.
• DVD-RW – устройство для чтения и записи компакт-дисков;
• Card Reader – картритер, устройство для чтения различных типов карт памяти;
• 8xUSB2.0 – 8 разъемов USB2.0 для подключения внешних устройств;
• Win8 – операционная система Windows 8;
• Black – цвет корпуса системного блока черный;
• PS350W – блок питания мощностью 350 Ватт;
• mATX – тип материнской платы микроАТХ;
• 173x480x513 – размер корпуса в миллиметрах, ширина-высота-глубина.

Параметры, на которые стоит обращать внимание при покупке персонального компьютера:

• Количество ядер и тактовая частота процессора. От числа ядер зависит мощность системы, а частота работы отражается на скорости вычислений, осуществляемых в единицу времени.
• Объем оперативной памяти. От величины ОЗУ зависит скорость обработки данных приложениями и их количество, запускаемое одновременно на ПК.
• Объем жёсткого диска. Чем больше емкость жесткого диска, тем большее количество информации можно хранить на ПК.
• Количество и типы имеющихся разъёмов для плат расширения (в зависимости от оборудования, планируемого к подключению). 
• Мощность блока питания (если в дальнейшем планируется модернизация ПК).

Ход работы

В результате выполнения работы должно получиться 7 разных конфигураций персонального компьютера.

Варианты требований:

• конфигурация ПК для 3D-моделирования;
• конфигурация ПК типа офисный компьютер;
• конфигурация ПК типа универсальный домашний компьютер;
• конфигурация ПК типа игровой компьютер;
• конфигурация ПК типа бюджетный компьютер;
• конфигурация ПК типа сервер;
• конфигурация ПК для фото и видеообработки.

Для выполнения данной работы на каждую конфигурацию выделена ограниченная сумма денежных средств (см. ниже). При выборе компонента компьютера необходимо уложиться в заданную сумму. Самый важный этап работы – это правильный подбор совместимости комплектующих ПК именно по цели его использования.

Для подбора различных вариантов решения указанной задачи используйте табличный процессор Excel. Прайс-лист можно использовать любого известного интернет-магазина, например, «DNS». Готовый документ сохраните в этой же папке под своими фамилиями.

Приложение

ВАРИАНТ 1.

Из имеющегося в салоне набора устройств подобрать комплектующие для компьютера, предназначенного для работы Web-мастера.

При выборе компонент компьютера необходимо уложиться в заданную сумму. Для подбора различных вариантов решения указанной задачи использовать табличный процессор Excel (электронные таблицы). Все компоненты должны стыковаться с материнской платой по интерфейсу подключения и пропускной способности.

Заказчик будет использовать компьютер для выхода в Интернет и создания сайтов. При создании сайтов пользователь будет работать с программами по 3D-моделированию.

Сумма, которой располагает заказчик — 30 тыс. руб.

Образец выполнения практической работы

ВАРИАНТ 2.

Из имеющегося в салоне набора устройств подобрать комплектующие для офисного компьютера.

При выборе компонент компьютера необходимо уложиться в заданную сумму. Для подбора различных вариантов решения указанной задачи использовать табличный процессор Excel (электронные таблицы). Все компоненты должны стыковаться с материнской платой по интерфейсу подключения и пропускной способности.

Компьютер будет использоваться в основном для подготовки и печати офисных документов и выхода в Интернет. Также он должен входить в состав локальной сети фирмы.  

Сумма, которой располагает фирма — 20 тыс. руб.

ВАРИАНТ 3.

Из имеющегося в салоне набора устройств подобрать комплектующие для универсального домашнего компьютера.

При выборе компонент компьютера необходимо уложиться в заданную сумму. Для подбора различных вариантов решения указанной задачи использовать табличный процессор Excel (электронные таблицы). Все компоненты должны стыковаться с материнской платой по интерфейсу подключения и пропускной способности.

Компьютером будет пользоваться ребенок 11 лет. Предполагается, что он будет использовать его для учебы, просмотра видеофильмов с выводом на экран телевизора, прослушивания музыки и выхода в Интернет через выделенную линию связи.

Сумма, которой располагают родители — 25 тыс. руб.

ВАРИАНТ 4.

Из имеющегося в салоне набора устройств подобрать комплектующие для игрового компьютера.

При выборе компонент компьютера необходимо уложиться в заданную сумму. Для подбора различных вариантов решения указанной задачи использовать табличный процессор Excel (электронные таблицы). Все компоненты должны стыковаться с материнской платой по интерфейсу подключения и пропускной способности.

Компьютер будет использоваться в компьютерном клубе, и он должен соответствовать всем системным требованиям видеоигр, существующих на данный момент.

Сумма, которой располагает клуб — 45 тыс. руб.

ВАРИАНТ 5.

Из имеющегося в салоне набора устройств подобрать комплектующие для бюджетного компьютера.

При выборе компонент компьютера необходимо уложиться в заданную сумму. Для подбора различных вариантов решения указанной задачи использовать табличный процессор Excel (электронные таблицы). Все компоненты должны стыковаться с материнской платой по интерфейсу подключения и пропускной способности.

Компьютер будет использоваться в учебном процессе для обучения начальному пользовательскому курсу (Windows, Microsoft Office), включая печать документов,  и должен входить в локальную сеть школы.

Сумма, которой располагает школа — 20 тыс. руб.

ВАРИАНТ 6.

Из имеющегося в салоне набора устройств подобрать комплектующие для фото и видеообработки.

При выборе компонент компьютера необходимо уложиться в заданную сумму. Для подбора различных вариантов решения указанной задачи использовать табличный процессор Excel (электронные таблицы). Все компоненты должны стыковаться с материнской платой по интерфейсу подключения и пропускной способности.

Компьютер будет использоваться на телестудии для создания рекламных роликов.

Сумма, которой располагает телестудия — 35 тыс. руб.

ВАРИАНТ 7.

Из имеющегося в салоне набора устройств подобрать комплектующие для компьютера-сервера.

При выборе компонент компьютера необходимо уложиться в заданную сумму. Для подбора различных вариантов решения указанной задачи использовать табличный процессор Excel (электронные таблицы). Все компоненты должны стыковаться с материнской платой по интерфейсу подключения и пропускной способности.

Компьютер будет использоваться в организации, и выполнять общие задачи локальной компьютерной сети из пяти рабочих станций.

Сумма, которой располагает организация — 45 тыс. руб.

Тема: «Выбор рациональной конфигурации оборудования в соответствии с решаемой задачей»

Цель: ознакомить студентов с возможностями наращивания аппаратных возможностей.

Выбор аппаратной платформы и конфигурации системы представляет собой чрезвычайно сложную задачу.

Задача выбора конфигурации системы начинается с определения сервиса, который должен обеспечиваться системой и уровня сервиса, который может обеспечить данная конфигурация. Имея набор целевых показателей производительности конечного пользователя и стоимостных ограничений, необходимо спрогнозировать возможности определенного набора компонентов, которые включаются в конфигурацию системы. Подобная оценка сложна и связана с неточностью. Это связано со следующими причинами:

•подобная оценка прогнозирует будущее: предполагаемую комбинацию устройств, будущее использование программного обеспечения, будущих пользователей;

•сами конфигурации аппаратных и программных средств сложны, связаны с определением множества разнородных по своей сути компонентов системы, в результате чего сложность быстро увеличивается. Несколько лет назад существовала только одна вычислительная парадигма: мейнфрейм с терминалами. В настоящее время по выбору пользователя могут использоваться несколько вычислительных парадигм с широким разнообразием возможных конфигураций системы для каждой из них. Каждое новое поколение аппаратных и программных средств обеспечивает настолько больше возможностей, чем их предшественники, что относительно новые представления об их работе постоянно разрушаются;

•скорость технологических усовершенствований во всех направлениях разработки компьютерной техники (аппаратных средствах, функциональной организации систем, операционных системах, ПО СУБД, ПО «среднего» слоя ( middleware ) уже очень высокая и постоянно растет. Ко времени, когда какое-либо изделие широко используется и хорошо изучено, оно часто рассматривается уже как устаревшее.

•доступная потребителю информация о самих системах, операционных системах, программном обеспечении инфраструктуры (СУБД и мониторы обработки транзакций) как правило, носит очень общий характер. Структура аппаратных средств, на базе которых работают программные системы, стала настолько сложной, что эксперты в одной области редко являются таковыми в другой;

•информация о реальном использовании систем редко является точной. Более того, пользователи всегда находят новые способы использования вычислительных систем как только становятся доступными новые возможности.

Для выполнения анализа конфигурации, система (под которой понимается весь комплекс компьютеров, периферийных устройств, сетей и программного обеспечения) должна рассматриваться как ряд соединенных друг с другом компонентов. Например, сети состоят из клиентов, серверов и сетевой инфраструктуры. Сетевая инфраструктура включает среду (часто нескольких типов) вместе с мостами, маршрутизаторами и системой сетевого управления, поддерживающей ее работу. В состав клиентских систем и серверов входят центральные процессоры, иерархия памяти, шин, периферийных устройств и ПО. Ограничения производительности некоторой конфигурации по любому направлению (например, в части организации дискового ввода/вывода) обычно могут быть предсказаны исходя из анализа наиболее слабых компонентов.

Поскольку современные комплексы почти всегда включают несколько работающих совместно систем, точная оценка полной конфигурации требует ее рассмотрения как на макроскопическом уровне (уровне сети), так и на микроскопическом уровне (уровне компонент или подсистем).

Эта же методология может быть использована для настройки системы после ее инсталляции: настройка системы и сети выполняются, как правило, после предварительной оценки и анализа узких мест. Более точно, настройка конфигурации представляет собой процесс определения наиболее слабых компонентов в системе и устранения этих узких мест.

Следует отметить, что выбор той или иной аппаратной платформы и конфигурации определяется и рядом общих требований, которые предъявляются к характеристикам современных вычислительных систем. К ним относятся:

•отношение стоимость/производительность

•надежность и отказоустойчивость

•масштабируемость

•совместимость и мобильность программного обеспечения.

Отношение стоимость/производительность.

 Появление любого нового направления в вычислительной технике определяется требованиями компьютерного рынка. Поэтому у разработчиков компьютеров нет одной единственной цели. Большая универсальная вычислительная машина (мейнфрейм ) или суперкомпьютер стоят дорого. Для достижения поставленных целей при проектировании высокопроизводительных конструкций приходится игнорировать стоимостные характеристики. Суперкомпьютеры фирмы Cray Research и высокопроизводительные мейнфреймы компании IBM относятся именно к этой категории компьютеров. Другим крайним примером может служить низкостоимостная конструкция, где производительность принесена в жертву для достижения низкой стоимости. К этому направлению относятся персональные компьютеры различных клонов IBM PC . Между этими двумя крайними направлениями находятся конструкции, основанные на отношении стоимость / производительность, в которых разработчики находят баланс между стоимостными параметрами и производительностью. Типичными примерами такого рода компьютеров являются миникомпьютеры и рабочие станции.

Для сравнения различных компьютеров между собой обычно используются стандартные методики измерения производительности. Эти методики позволяют разработчикам и пользователям использовать полученные в результате испытаний количественные показатели для оценки тех или иных технических решений, и в конце концов именно производительность и стоимость дают пользователю рациональную основу для решения вопроса, какой компьютер выбрать.

Надежность и отказоустойчивость.

Важнейшей характеристикой вычислительных систем является надежность. Повышение надежности основано на принципе предотвращения неисправностей путем снижения интенсивности отказов и сбоев за счет применения электронных схем и компонентов с высокой и сверхвысокой степенью интеграции, снижения уровня помех, облегченных режимов работы схем, обеспечение тепловых режимов их работы, а также за счет совершенствования методов сборки аппаратуры.

Отказоустойчивость — это такое свойство вычислительной системы, которое обеспечивает ей, как логической машине, возможность продолжения действий, заданных программой, после возникновения неисправностей. Введение отказоустойчивости требует избыточного аппаратного и программного обеспечения. Направления, связанные с предотвращением неисправностей и с отказоустойчивостью, — основные в проблеме надежности. Концепции параллельности и отказоустойчивости вычислительных систем естественным образом связаны между собой, поскольку в обоих случаях требуются дополнительные функциональные компоненты. Поэтому, собственно, на параллельных вычислительных системах достигается как наиболее высокая производительность, так и, во многих случаях, очень высокая надежность. Имеющиеся ресурсы избыточности в параллельных системах могут гибко использоваться как для повышения производительности, так и для повышения надежности. Структура многопроцессорных и многомашинных систем приспособлена к автоматической реконфигурации и обеспечивает возможность продолжения работы системы после возникновения неисправностей. Следует помнить, что понятие надежности включает не только аппаратные средства, но и программное обеспечение. Главной целью повышения надежности систем является целостность хранимых в них данных.

Масштабируемость.

Масштабируемость представляет собой возможность наращивания числа и мощности процессоров, объемов оперативной и внешней памяти и других ресурсов вычислительной системы. Масштабируемость должна обеспечиваться архитектурой и конструкцией компьютера, а также соответствующими средствами программного обеспечения.

Добавление каждого нового процессора в действительно масштабируемой системе должно давать прогнозируемое увеличение производительности и пропускной способности при приемлемых затратах. Одной из основных задач при построении масштабируемых систем является минимизация стоимости расширения компьютера и упрощение планирования. В идеале добавление процессоров к системе должно приводить к линейному росту ее производительности. Однако это не всегда так. Потери производительности могут возникать, например, при недостаточной пропускной способности шин из-за возрастания трафика между процессорами и основной памятью, а также между памятью и устройствами ввода/вывода. В действительности реальное увеличение производительности трудно оценить заранее, поскольку оно в значительной степени зависит от динамики поведения прикладных задач.

Возможность масштабирования системы определяется не только архитектурой аппаратных средств, но зависит от заложенных свойств программного обеспечения. Масштабируемость программного обеспечения затрагивает все его уровни от простых механизмов передачи сообщений до работы с такими сложными объектами как мониторы транзакций и вся среда прикладной системы. В частности, программное обеспечение должно минимизировать трафик межпроцессорного обмена, который может препятствовать линейному росту производительности системы. Аппаратные средства (процессоры, шины и устройства ввода/вывода) являются только частью масштабируемой архитектуры, на которой программное обеспечение может обеспечить предсказуемый рост производительности. Важно понимать, что простой переход, например, на более мощный процессор может привести к перегрузке других компонентов системы. Это означает, что действительно масштабируемая система должна быть сбалансирована по всем параметрам.

Совместимость и мобильность программного обеспечения.

Концепция программной совместимости впервые в широких масштабах была применена разработчиками системы IBM /360. Основная задача при проектировании всего ряда моделей этой системы заключалась в создании такой архитектуры, которая была бы одинаковой с точки зрения пользователя для всех моделей системы независимо от цены и производительности каждой из них. Огромные преимущества такого подхода, позволяющего сохранять существующий задел программного обеспечения при переходе на новые (как правило, более производительные) модели были быстро оценены как производителями компьютеров, так и пользователями и начиная с этого времени практически все фирмы-поставщики компьютерного оборудования взяли на вооружение эти принципы, поставляя серии совместимых компьютеров. Следует заметить, что со временем даже самая передовая архитектура неизбежно устаревает и возникает потребность внесения радикальных изменений архитектуру и способы организации вычислительных систем.

В настоящее время одним из наиболее важных факторов, определяющих современные тенденции в развитии информационных технологий, является ориентация компаний-поставщиков компьютерного оборудования на рынок прикладных программных средств. Это объясняется, прежде всего, тем, что для конечного пользователя в конце концов важно программное обеспечение, позволяющее решить его задачи, а не выбор той или иной аппаратной платформы. Переход от однородных сетей программно совместимых компьютеров к построению неоднородных сетей, включающих компьютеры разных фирм-производителей, в корне изменил и точку зрения на саму сеть: из сравнительно простого средства обмена информацией она превратилась в средство интеграции отдельных ресурсов — мощную распределенную вычислительную систему, каждый элемент которой (сервер или рабочая станция) лучше всего соответствует требованиям конкретной прикладной задачи.

Этот переход выдвинул ряд новых требований. Прежде всего такая вычислительная среда должна позволять гибко менять количество и состав аппаратных средств и программного обеспечения в соответствии с меняющимися требованиями решаемых задач. Во-вторых, она должна обеспечивать возможность запуска одних и тех же программных систем на различных аппаратных платформах, т.е. обеспечивать мобильность программного обеспечения. В третьих , эта среда должна гарантировать возможность применения одних и тех же человеко-машинных интерфейсов на всех компьютерах, входящих в неоднородную сеть. В условиях жесткой конкуренции производителей аппаратных платформ и программного обеспечения сформировалась концепция открытых систем, представляющая собой совокупность стандартов на различные компоненты вычислительной среды, предназначенных для обеспечения мобильности программных средств в рамках неоднородной, распределенной вычислительной системы.

Одним из вариантов моделей открытой среды является модель OSE ( Open System Environment ), предложенная комитетом IEEE POSIX . На основе этой модели национальный институт стандартов и технологии США выпустил документ » Application Portability Profile ( APP ). The U . S . Government s Open System Environment Profile OSE /1 Version 2.0″, который определяет рекомендуемые для федеральных учреждений многих государств спецификации в области информационных технологий, обеспечивающие мобильность системного и прикладного программного обеспечения. Все ведущие производители компьютеров и программного обеспечения в настоящее время придерживаются требований этого документа.

Тема: «Подбор составляющих персонального компьютера по заданным условиям»

Цель: приобрести практический опыт выбора системных плат в соответствии с заданными критериями;

Ход  работы:

1. Определите свой вариант в таблице 1 в соответствии с рабочим местом и выберите набор комплектующих

Таблица 1 – Варианты конфигурации системы

3)    По итогам сравнения, дайте заключение о наиболее оптимальном варианте, отвечающем условиям выбора из таблицы 1.

Вопросы к защите практической работы:

1. Назовите три основных параметра с помощью которых осуществляется выбор материнских плат.
2. Укажите функциональные отличия материнских плат следующих ценовых групп:
   1. до 5000 руб.
   2. До 10000 руб.
   3. До 15000 руб.
3. Назовите основных производителей материнских плат.

Тема: «Критерии выбора совместимых комплектующих ПК»

Перед выбором компонентов для сборки компьютера, важно разобраться в характеристиках устройств. Прежде чем приступить к сборке компьютера, нужно убедиться, на сколько совместимо выбранное оборудование для бесперебойной работы.

Совместимость материнских плат и процессоров

Первый шаг к созданию работающего ПК — обеспечение совместимости процессора и материнской платы. Основным показателем считается совместимость сокетов. Сокет — это физическое соединение между процессором и материнской платой или слот материнской платы, на котором расположены контакты, расположенные под процессором.

Системные платы производятся с определенным разъемом и совместимы только с процессорами, подходящими для этого разъема. Типы сокетов имеют конкретное имя, основанное на последовательности числовых и буквенных значений, относящихся к числу выводов на процессоре. Два крупных производителя процессоров, AMD и Intel, также используют разные типы сокетов, которые не являются взаимозаменяемыми. Имея это в виду, сокет определяет, какую марку процессора он может поддерживать, а также какую модель.

Например, Intel использует сокеты, такие как LGA1151 и LGA2066, для своего ряда процессоров Intel Core, в то время как AMD использует сокеты AM4 и TR4 для своей линейки процессоров Ryzen и Threadripper.

Чипсеты материнских плат также играют роль в обеспечении совместимости ЦП, поскольку производители выпускают обновленные версии существующих ЦП. Например, сокет LGA1151 Intel Core i7, выпущенный два года назад, будет работать с материнской платой LGA1151, выпущенной два года назад, но может не работать с обновленным Intel i7, выпущенным в этом году.

Поэтому стоит проверить требования чипсета для процессора к чипсету материнской платы, особенно если вы рассматриваете более новую модель. Информацию можно легко найти на сайтах производителей.

Корпуса, блок питания и размер системной платы

Производители выпускают платы разных размеров; меньший Mini ITX для корпусов Mini Tower, Mid Tower для средних, и Full Tower для высоких сборок. Каждый из них имеет определенные размеры, поэтому важно купить материнскую плату, подходящую для конкретной задачи.

Размеры материнских плат подразделяются на три постепенно увеличивающихся форм-фактора: Mini-ITX, MicroATX и ATX. Помимо физических размеров, различия сводятся к числу слотов оперативной памяти, слотов видеокарт, портов SATA и слотов PCI-E. Производители материнских плат и корпусов предоставляют подробные сведения о совместимости для каждой конкретной модели на своих веб-сайтах.

Аналогично, блоки питания различаются по размеру в зависимости от мощности. Чем выше мощность, тем больше блок питания. Большинство блоков питания придерживаются стандарта ATX размером 150 × 86 × 140 мм, при этом только размер глубины изменяется на 160, 180, 200 и 230 мм. Измерьте размеры корпуса и убедитесь, что блок питания подходит, особенно если вы выбираете меньшие форм-факторы.

Материнская плата и видеокарта

В том случае, если вы создаете игровую сборку и устанавливаете выделенный графический процессор, то убедитесь, что системная плата оснащена слотом PCI-E для размещения видеокарты. То же самое касается конфигурации с двумя видеокартами SLI или Crossfire — убедитесь, что материнская плата имеет два доступных слота PCI-E и поддерживает любую из технологий, основанных на марке двух графических процессоров.

При выборе одного из меньших форм-факторов материнской платы, проверьте, соответствуют ли размеры графического процессора удобной посадке внутри корпуса. Более новые видеокарты , как правило, занимают достаточно много места, и в большинстве случаев их будет трудно разместить в один из меньших форм-факторов. Производители графических процессоров часто выпускают меньшие варианты популярных моделей специально для этих случаев.

Оперативная память (RAM)

CPU, и материнская плата поддерживают разные типы ОЗУ, скорости и объемы. Проверьте спецификации ЦП и материнских плат на веб-сайтах поставщиков, чтобы узнать, поддерживают ли они более новую оперативную память DDR4 или старую DDR3. Убедитесь, что объем ОЗУ, который вы планируете установить, находится в пределах максимальной емкости памяти ЦП, и на материнской плате достаточно слотов ОЗУ для ваших задач. Скорость ОЗУ (измеренная в МГц — 2400 МГц, 2666 МГц, 3000 МГц и т.д.) должна совпадать с возможностями процессора.

Совместимость блока питания

Одна из наиболее распространенных ловушек для новичков — недостаточное или избыточное питание. Не все блоки питания равны, когда дело доходит до их ваттной мощности и по уважительной причине. В зависимости от конфигурации компонентов внутри компьютера потребляемая мощность будет разной, и требования к мощности также будут разными.

С практической точки зрения это означает учет потребностей в мощности видеокарты, процессора, материнской платы, оперативной памяти, решений для охлаждения и любого другого аппаратного обеспечения в сборке, такого как аудио и сетевые карты PCI, и выбор подходящего блока питания, способного обеспечить требуемую мощность.

Совместимость процессоров

Самое важное – это сокет. Сокет – это разъем на материнской плате, через который процессор подключается к ней и взаимодействует со всей остальной системой. Сокеты бывают различных размеров и с разной конфигурацией контактов. В современных материнских платах есть несколько типов сокетов. AMD использует сокет AM4 для основной линейки своих процессоров и сокет TR4 для более мощных моделей Threadripper.

С Intel все несколько сложнее. Большинство процессоров Intel в данный момент используют сокет LGA1151, также существует LGA2066 для более мощных моделей, аналогично TR4 для Threadripper. Однако, у сокета LGA1151 есть две версии: Rev. 1 и Rev. 2. На новой ревизии сокетов изменено расположение некоторых контактов, поэтому эта версия несовместима с процессорами до Coffee Lake (8 и 9 поколение).

Если вас интересует, как легко отличить материнские платы Rev. 1 и 2, то нужно обратить внимание на чипсет. Coffee Lake использует чипсеты 300-й серии, поэтому в любой материнской плате с чипсетом этой серии (например, h470, Z370 и т.д.) будет новая ревизия сокета, совместимая с 8 и 9 поколением процессоров Intel Core, но не с 6 и 7 моделей Skylake и Kaby Lake.

Влияют ли на совместимость сами чипсеты? Если у вас подходящий сокет, процессор будет работать, но конкретные модели чипсетов отличаются по некоторым возможностям и количеству интерфейсов, например, разгону, поддержке видеокарт, таким технологиям как AMD StoreMI и Intel Optane, а также количеству слотов PCIe, портов USB, коннекторов SATA и т.д.

Совместимость видеокарт

При сборке игрового ПК вам почти наверняка предстоит покупка дискретной видеокарты (хотя если вы сильно ограничены в средствах, для бюджетной сборки неплохо подойдут некоторые APU от AMD). Видеокарта – самый главный компонент игрового ПК, и, к счастью, о совместимости видеокарты вам придется беспокоиться гораздо меньше, чем в случае с процессором.

Для подключения видеокарт к материнской плате уже много лет используется интерфейс PCI Express, и на данный момент его самая популярная версия – PCIe 3.0. Стоит отметить, что совсем недавно на рынке появились материнские платы с PCIe 4.0, но пока нет смысла за них переплачивать. Поэтому если на вашей карте есть слот PCIe, а видеокарта физически помещается в корпус, то все хорошо.

Но имейте в виду, что если вы думаете о конфигурации с несколькими видеокартами, простого наличия двух слотов PCIe 3.0 недостаточно – чипсет должен поддерживать технологии AMD CrossFire или Nvidia SLI.

Однако, SATA 3 – не самый быстрый интерфейс, поэтому многие SSD, особенно NVMe, используют вместо него M.2. В сущности, M.2 0 – это особый сверхкомпактный слот PCIe, который позволяет легко установить SSD на материнскую плату. На большинстве современных материнских плат есть по крайней мере один такой интерфейс.

Совместимость корпуса и материнской платы

Массовые модели материнских плат обычно производятся в четырех форматах: mini-ITX, microATX, ATX и EATX.

Чем же отличаются форматы помимо физических размеров? Как вы, наверное, догадались, в материнских платах меньшего размера меньше слотов и коннекторов, но они, как правило дешевле, а больший размер предполагает больше слотов и более высокую стоимость. Исключение составляют материнские платы стандарта mini-ITX: они меньше microATX, но стоят обычно чуть дороже.

Что касается корпусов, они также обычно выпускаются в четырех форматах, примерно соответствующих вышеуказанным размерам материнских плат: компактные (mini-ITX), Mini Tower (microATX), Mid Tower (ATX) и Full Tower (EATX). Однако, жестких рамок здесь нет, и в некоторых корпусах Mini Tower может поместиться полноразмерная плата ATX, а в некоторых Mid Tower – плата EATX. Это зависит от конкретной модели и уточняется на сайте производителя.

Но могут ли какие-то другие компоненты, кроме материнской платы, не поместиться в корпус? На самом деле да, хотя обычно это проблема компактных корпусов, иногда Mini Tower. Два компонента, с которыми могут возникнуть проблемы – это видеокарта и кулер для процессора. Как вы могли догадаться, единственный способ убедиться, что они поместятся в компактном корпусе – точно измерить сам корпус и эти устройства. К счастью, существует множество компактных моделей видеокарт и низкопрофильных кулеров.

Тема: «Критерии выбора составляющих персонального компьютера»

Покупка системного блока для ПК – ответственная задача, ведь от его выбора зависит, насколько эффективно и долго будет служить вам компьютер. Системный блок оснащен множеством комплектующих, характеристики которых следует внимательно изучить, чтобы сделать правильный выбор.

Главным критерием при выборе системного блока является соответствие устройства поставленным задачам. В зависимости от назначения различают три типа ПК:

1 Игровые ПК

Выбирая системный блок для игрового компьютера, следует учитывать, что игровая индустрия развивается стремительными темпами, поэтому чтобы наслаждаться комфортной игрой, необходимо подбирать комплектующие, соответствующие последним системным требованиям. Современные игровые компьютерные конфигурации стоят немало, но при этом обеспечат максимально реалистичную картинку, исключат торможение системы и разрыв кадров. Кроме того, игровой ПК без проблем справится с такими задачами, как видеомонтаж, работа с графическими редакторами и т.д.

2 Мультимедийные ПК

Такие компьютеры относятся к среднему ценовому сегменту. Они обеспечат комфортное прослушивание музыки и просмотр видео, а также пользование любыми интернет-ресурсами. На этом ПК также можно воспроизводить некоторые игры, не предъявляющие высоких требований.

Чтобы ПК оптимально соответствовал вашим требованиям, следует учесть следующее:

• Любителям VR-технологий следует позаботиться, чтобы видеокарта поддерживала соответствующие девайсы.
• Чтобы ПК воспроизводил мультиканальный звук, он должен быть оснащен встроенным аудио интерфейсом. В крайнем случае, хороший звук можно обеспечить посредством встроенного в материнскую плату аудиочипа, поддерживающего акустическую систему 5.1 или 7.1 формата, этого будет вполне достаточно.

3 ПК для офиса, учебы или работы дома

Сборка, обладающая невысокой стоимостью, но при этом способная эффективно решать такие задачи, как: работа с текстовыми редакторами, ведение бухгалтерии и деловодства, пользование электронной почтой и другими интернет-ресурсами. Поддерживает такой ПК и IP-телефонию, и Skype. С его помощью можно просматривать видеоролики или общаться в соцсетях и даже воспроизводить самые простые игры.

Критерии выбора системного блока

1. Материнская плата

Наиболее важными параметрами при выборе материнской платы являются:

• Количество слотов для подключения оперативной памяти. Их должно быть не менее 2-х, так как более высокой производительности можно достичь, разделив оперативную память на две планки (например, 2 планки по 4 Гб, вместо одной на 8 Гб). Кроме того, дополнительный слот пригодится в случае модернизации конфигурации ПК.
• Поддержка разгона (важно для игровых ПК, оснащенных соответствующим процессором).

Что касается дизайна платы, оснащения ее подсветкой и прочих дополнений, то потребность в них каждый решает для себя индивидуально, следует только учитывать, что все эти дополнения влияют на стоимость самой платы и системного блока в целом.

• Процессор

Выбор процессора необходимо осуществлять соответственно назначению компьютера:

• Для офисного ПК вполне достаточно четырёхъядерного процессора. Более упрощенный вариант – двухъядерный процессор с 4-мя и более потоками. Его можно использовать, если не предполагается работы в Photoshop и других требовательных программах. Важно также поколение процессора. Например, 4-ядерный процессор Intel i3 8-го поколения обеспечит такую же работоспособность, как и i5 семейства Kaby Lake.
• Для системного блока домашнего мультимедийного ПК подойдет практически любой 4-ядерный процессор, желательно только, чтобы была достаточно высокая тактовая частота.
• Более высокие требования к процессору игрового ПК, так как современные игры требуют достаточно высокой мощности. Для игровых компьютеров лучше устанавливать процессор на 6-ть или даже 8 ядер, что обеспечит запас мощности на новые игры. Очень кстати здесь будет центральный процессор с разблокированным множителем, т.е. под разгон, обеспечивающий существенный прирост производительности (У AMD процессоров наличие разгона обозначается буквой «Х», в процессорах Intel – буквой «К»).

Современные процессоры AMD (RYZEN 5 или 7) или Intel Core i5, i7 8-го поколения обеспечивают великолепную производительность даже на заводских настройках.

• Видеокарта

Если системный блок комплектуется для ПК офисного назначения, то нет необходимости устанавливать дискретную видеокарту. Вполне достаточно будет интегрированной в процессор. Такой вариант может удовлетворить и сборку мультимедийной конфигурации. Но если вы все же выберете дискретный графический редактор, то получите возможность пользоваться очками или шлемом виртуальной реальности, хотя для этого придется немного переплатить. В этом случае необходимо проверить, поддерживается ли VR технология девайсом.

Оптимальным вариантом для игровых компьютеров, является видеокарта Geforce GTX (от поколения 1060), которая при доступной стоимости готова к решению серьезных задач, особенно, если рассчитана на 6 Гб памяти. Среди более дешевых вариантов можно выбрать Radeon rx570 (4 Гб).

• Оперативная память

Наиболее важной характеристикой оперативной памяти является ее объем:

• для офисного компьютера достаточно оперативной памяти емкостью 4–8 Гб;
• для мультимедиа рекомендуется ОЗУ емкостью не менее 8 Гб, в крайнем случае, можно установить карту на 4 Гб с перспективой добавить в будущем;
• в игровых ПК 8 Гб – минимально допустимый объем, но лучше сразу устанавливать ОЗУ на 16 Гб, которая обеспечит максимальный объем игры.

Частота оперативной памяти для офисных и мультимедийных ПК не имеет особого значения, а вот в игровых компьютерах частота влияет на производительность, и ее значение должно быть не менее 2666 МГц.

• Жесткий диск

Подобрать жесткий диск для оснащения системного блока несложно:

• Для офисного ПК достаточно диска объемом 500 Гб.
• Мультимедийный компьютер лучше оснастить диском объемом 1 Тб.
• Игровые ПК нуждаются в запасе свободного места, так как для современных игр его требуется достаточно много, поэтому минимальный объем HDD – 1 Тб, хотя желательно сразу устанавливать диск большего объема.

Кроме того, современные компьютерные конфигурации все чаще оснащаются еще и SSD-диском, который существенно влияет на скорость и отзывчивость ПК. Особенно важно иметь такой диск в игровом компьютере, так как он значительно быстрее запускает игры.

Но твердотельные накопители (SSD) имеют существенный недостаток – при частом записывании и удалении файлов, они быстрее выходят из строя. Поэтому желательно, чтобы при построении компьютерной конфигурации использовались оба вида накопителей, тогда SSD-диск (не обязательно большой емкости) может быть использован под операционную систему, а для записи текущих файлов можно традиционно использовать HDD-диск.

Другие советы, которые следует учесть при сборке системного блока

Собирая компьютерную конфигурацию, не следует сбрасывать со счетов блок питания и систему охлаждения системного блока. При использовании в сборке комплектующих, обладающих высокой мощностью, следует позаботиться о достаточной мощности блока питания и эффективной системе охлаждения. Кроме того, блок питания должен иметь запас мощности на случай модернизации ПК в дальнейшем.

Выбирая системный блок для геймерского ПК лучше не экономить. Мощные конфигурации, созданные на основе самых современных комплектующих прослужат вам значительно дольше, и смогут воспроизводить самые «тяжелые» игры, которые будут выпускаться в течение последующих лет. 

Дополнительно о выборе монитора

Монитор также следует подбирать соответственно назначению компьютера:

• Для офисного или домашнего варианта подойдет бюджетная модель, поддерживающая HD разрешение и оснащенная TN+film матрицей, диагональ которой, например, 21,5”. Конечно, от такого монитора не следует ожидать супердетализации или широкого угла обзора, но для офисной работы, пользования интернет-ресурсами или общения в соцсетях он вполне приемлем.
• Для мультимедийных ПК следует подбирать мониторы, соответствующие более высоким требованиям, в том числе: поддержание FHD-разрешения, оснащение IPS панелью, которая при обзоре с любого положения обеспечит четкое и насыщенное изображение. Монитор с тонкими рамками обеспечит визуальное увеличение экрана.

Кроме того, дисплей для игрового ПК должен характеризоваться быстрым откликом и хорошей частотой развертки. Наличие дополнительных режимов, а также функции синхронизации частоты обновления кадров с используемой видеокартой также будет кстати.

Усвоив эту информацию, вы сможете без труда выбрать системный блок заводской сборки и подобрать к нему монитор. Если вы все же решите заказать сборку системного блока, то сможете проконтролировать, насколько корректно подобрана комплектация необходимой вам компьютерной конфигурации.

Тема: «Печатающие устройства. Принтеры»

Классификация печатающих устройств

В зависимости от порядка вывода информации различают:

Посимвольные печатающие устройства (ПУ) – выводят на носитель последовательно символ за символом.

Построчные ПУ – выводят за один цикл печати всю строку.

Постраничные ПУ – выводят за один цикл печати всю страницу.

Матричные и струйные принтеры являются строчными, а лазерные принтеры — страничными.

По принципу формирования изображений символов на носителе различают:

Литерные ПУ – изображение формируется одновременно на всей поверхности символа при единичном воздействии на носитель записи.

Матричные ПУ – изображение символа формируется из отдельных элементов – точек последовательно или последовательно- параллельно (их еще называют «знакосинтезирующими»).

По физическому принципу печати различают:

ПУ ударного действия – изображения получаются в результате удара по носителю записи органом записи – молоточком, стержнем.

ПУ безударного действия – изображения получают в результате физико-химического или другого воздействия на конечный или промежуточный носитель записи, входящий в состав ПУ.

Матричные принтеры. При ударном принципе действия изображение на бумаге получают механическим воздействием на бумагу, как правило, через красящую ленту, из которой выдавливается краситель. В настоящее время наибольшее распространение получили ПУ с многоэлементными матричными печатающими головками, каждый печатающий элемент которых при воздействии на носитель записи создает отдельную точку, комбинация которых формирует изображение знака. Каждый печатающий элемент головки представляет собой тонкий стержень, соединенный с автономным быстродействующим электроприводом. Разрешающая способность матричных принтеров определяется количеством точек, которые принтер способен вывести на отрезке единичной длины в вертикальном и горизонтальном направлениях. При печати графики изображение выводимой на печать строки матричного принтера хранится в специальной буферной памяти принтера в закодированном виде.

Более высокую производительность обеспечивают построчные (постраничные) матричные принтеры. Вместо маленьких точечно-матричных головок они используют длинные массивы с большим количеством игл, при этом достигается скорость печати порядка 1500 строк в минуту.

Наибольшее распространение при реализации безударных ПУ получили электрографический (лазерный) и струйный способы регистрации.

Электрографические ПУ. В таких ПУ используют лазерные и светодиодные источники излучения. Во всех лазерных ПУ развертку лазерного луча вдоль строки производят электромеханическим путем с помощью вращающегося зеркального многогранника или призмы. В качестве фотопроводникового слоя применяют неорганические вещества (селен-теллур) или органические фотопроводниковые вещества. Скрытое электронное изображение визуализируют с помощью магнитной кисти (подаваемый лист заряжается так, чтобы тонер с барабана притягивался к бумаге). Порошковое изображение на бумаге закрепляют, используя термический или термосиловой способ фиксации (прокатывают между двух нагретых валов).

Кроме лазерных принтеров существуют и так называемые LED-принтеры (Light Emitting Diode), которые получили свое название благодаря замене полупроводникового лазера в них гребенкой мельчайших светодиодов. Разумеется, в данном случае не требуется сложная оптическая система вращающихся зеркал и линз, что позволяет реализовывать более дешевые решения.

Струйные ПУ. Струйная технология является на сегодня самой распространенной для реализации цветных устройств. Отличие струйных ПУ заключается в конструкции головки, используемом красконосителе и способе его подачи.

 В большинстве струйных ПУ красящая капля генерируется по запросу, т.е. с поступлением управляющего сигнала из отверстия сопла вылетает только одна капля. Используют многоканальные струйные головки. Для генерации капель в канале с чернилами, сопряженным с выходными отверстиями сопел, возбуждают ударную волну, которая, дойдя до отверстия, выбрасывает каплю.

Струйные чернильные принтеры (Ink Jet) относятся, как правило, к классу последовательных матричных безударных печатающих
устройств. Наиболее распространены два способа возбуждения ударной волны – возбуждение пьезоэлемента (piezo ink-jet) и нагревание микрорезистора (bubble-jet – пузырьковая технология). У чернильных устройств, как, впрочем, и у ударных матричных принтеров, печатающая головка движется относительно неподвижной бумаги.

В головках с пьезоприводом используется деформация пьезо-кристалла под воздействием электрического поля. Изменение размеров пьезоэлемента, расположенного сбоку сопла и связанного с диафрагмой приводит к выбрасыванию капли. Достоинство головок с пьезоприводом – неограниченный срок службы. Недостаток – повышенная трудоемкость при изготовлении.

При пузырьковой технологии каждом сопле находится маленький нагревательный элемент (тонкопленочный резистор). При его резком нагревании образуется чернильный паровой пузырь, который выталкивает через сопло каплю чернил.

Сопла на печатающей головке струйных принтеров соответствуют ударным иглам матричных принтеров. Но размер сопл существенно меньше диаметра иглы, поэтому потенциально разрешение струйных принтеров выше, но многое зависит от качества бумаги.

Принтеры с термопереносом восковой мастики. Принцип работы принтера с термопереносом восковой мастики (thermal wax transfer) состоит в том, что термопластичное красящее вещество, нанесенное на тонкую подложку, попадает на бумагу именно в том месте, где нагревательными элементами (аналогами сопел и игл) печатающей головки обеспечивается должная температура.

Основными составными частями печатающей головки термопринтера являются несколько крошечных нагревательных элементов, которые расположены примерно так же, как расположены иглы в обычном матричном ударном принтере: друг над другом в два ряда. Как у ударных матричных и струйных принтеров, печатающая головка термопринтера позиционируется только в горизонтальном направлении, а подача бумаги осуществляется в вертикальном (последовательные принтеры). Поскольку между печатающей головкой и бумагой механический контакт отсутствует, термопринтеры относятся к классу безударных устройств.

Cублимационные принтеры. Это уникальные устройства, которые не переносят краску непосредственно на страницу. В их печатных головках установлены тысячи термических элементов, с высокой точностью нагревающие красители на трех- или четырехцветной пластиковой ленте до тех пор, пока они не переходят в газообразное (сублимированное) состояние. Газообразный краситель впитывается специальной подложкой на базе полистирола, формируя один из 16 миллионов цветов в каждой точке. В результате появляется нерастрированное изображение, в котором плавные градации цветов создаются без использования полутоновых растров. Эти устройства медленные (печать одной страницы с максимальным качеством может длиться до 12 минут) и дороги в обслуживании, а если не применять специальных защищающих от воздействия ультрафиолета покрытий, полученные на них отпечатки выцветают.

Управление работой принтера.

Операционная система может работать с тремя параллельными устройствами (LРT1-LРT3), а также с практически неограниченным количеством USB-устройств. Последовательные принтеры управляются в точности так же, как и параллельные, за исключением способа, которым данные посылаются на принтер. Каждое параллельное устройство имеет свой адаптер. Адаптер управляется тремя регистрами ввода/вывода и адреса портов этих регистров различны для каждого адаптера. Область данных BIOS содержит базовые адреса для каждого адаптера. Базовый адрес соответствует младшему адресу группы из трех адресов портов. Базовый адрес для LРT1 – 0040:0008, для LРT2 – 0040:000А и т.д. Какой адаптер назначен какому номеру LPT – не определено. По этой причине программа, которая прямо адресуется в параллельный порт, должна выискивать адреса, которые он использует.

Посылка данных на принтер.

Посылка данных на принтер тривиальна в языках высокого уровня, а для программиста на языке ассемблера имеется ряд функций операционной системы, которые делают задачу так же достаточно простой.

Программирование на низком уровне требует больше работы, но зато предоставляет больше возможностей. Как правило, процедуры печати низкого уровня посылают символ на принтер, а затем постоянно проверяет регистр статуса ввода порта, к которому присоединен принтер. Следующий символ посылается только тогда, когда принтер сигнализирует, что он готов (принтер может не печатать символ сразу, а запасать его в своем буфере до тех пор, пока не будет получена целая строка или страница символов для печати). Кроме того, процедуры низкого уровня могут использовать прерывание принтера или могут имитировать действие этого прерывания. С помощью специального программирования можно сделать так, что принтер будет делать прерывание процессора, когда он готов к приему следующего символа. Процедура обработки прерывания посылает следующий символ, после чего процессор может продолжать заниматься своими делами. Этот метод используется для фоновой печати. Поскольку физические перемещения деталей принтера намного медленнее, чем скорость электроники компьютера, то вывод символов на принтер занимает лишь малую долю процессорного времени. Использование прерывания позволяет использовать это время эффективно.