1 теоретическая часть 2 1 Документация предприятия 2
 Скачать 2.39 Mb.
|
1.4 Установка и конфигурация персональных компьютеровПерсональные компьютеры – это устройство позволяющее пользователю обрабатывать информацию, хранить данные, выполнять задачи разной степени сложности. Компьютеры сейчас используются во всех сферах жизни, для работы, развлечений и других задач. Все компьютеры состоят из основных компонентов которые будут описаны ниже: Корпус системного блока. Для установки комплектующих используют корпус системного блока. Основное его назначение: крепление основных комплектующих в соответствующие отсеки, защита от излучений пользователя, от внешнего воздействия на устройства, уменьшение шума, сохранение температурного режима. Системный блок представлен лицевой и задней панелью. Лицевая панель содержит в основном кнопки включение/выключение и перезагрузки. На задней панели присутствуют порты от материнской платы и других плат расширения. Самый распространённый тип корпуса системного блока «башня» на анг. tower, ее разновидности «большая башня» предназначена для установки на пол, так же часто встречаются «средняя», «малая» и «микробашня». Производители корпусов предлагают на некоторых моделях блок питания, дополнительное охлаждение (вентиляторы), док-станции и т.д. При покупке корпуса принимается во внимание дальнейшая его модернизация, например, число отсеков, габаритов. При изготовлении корпуса учитываются различные форм-факторы материнских плат. Форм-фактор указывает на максимальный поддерживаемой размер материнской платы в корпусе, иначе системная плата меньшего формата совместима с корпусом большого формата. Для больших корпусов предназначен форма-фактор E-ATX, для маленьких Mini- ITX. У всех материнских плат существуют по стандарту монтажные отверстия, под которые на боковой стенке корпуса крепятся материнские платы соответствующего форм-фактора болтами или клипсами. Таблица 1.2 - Характеристика корпуса системного блока
Материнская (системная) плата. Системная плата представляет собой основную плату, которая обеспечивает электронную и логическую связь между всеми устройствами. У любого устройства есть платы управления, с которыми взаимодействует по средствам связи материнская плата. Системные платы различают по назначению и спецификации. В основном производители предлагают материнские платы для настольных, портативных и серверных компьютеров. Портативные отличаются от настольных большой интеграцией компонентов, вследствие чего плохой теплоотвод, дороговизна и невозможно заменить компоненты. Серверные платы схожи с настольными, но есть отличия, например, стоечные серверы, платы с двумя и более разъемов под процессоры. А также эти платы предназначены для постоянной работы в сети и с большим числом клиентов. Так же на рынке комплектующих встречаются брендовые системные платы (Apple, Hewlett-Packard и т.д.), которые отличаются нестандартным форм-факторов, интерфейсом и т.д., что обеспечивает несовместимость с оборудованием других производителей. Производитель специально выпускает отличные от других платы (вкладывая свои технологии), чтобы под них выпускать свои периферийные устройства и аксессуары игнорируя общепринятые стандарты совместимости. В основном на рынке представлены фирмы производители материнских плат: Asus, Gigabyte, ASRock, Colorful, EVGA, MSI, Intel, Biostar и т.д. В продаже много бюджетных плат с предустановленном (встроенным) процессором представлены в форм-факторе mini-ITX или mATX. Их применяют для решения офисных задач, работа с интернетом и просмотр медиаконтента. Пример материнская плата с предустановленным процессором: ASRock J4105-ITX, FCBGA1090, Intel Celeron J4105 4x1.5 ГГц, 2xDDR4-2400 МГц, аудио 7.1, Mini-ITX. Модернизация таких плат невозможна, например, замена процессора. Все системные платы оснащены какой – либо интеграцией с видеокартой, звуковой, сетевой платой, с Wi-Fi - модулями, а также может быть включен Raid – массив хранилище данных. Обычно все эти интегрированные элементы на плате организованы в виде контроллеров и кодеков (специализированные микросхемы) входящие в состав чипсета. Преимущество интеграции в возможности отключения интегрированных устройств и подключении аналогичных дискретных плат в свободные слоты расширения. Спецификация системных плат определяет процессор, оперативная память, а также расположение слотов, разъемов, подключаемых к ним комплектующих. Пример спецификации системной платы: ASUS ROG Dominus Extreme Socket 3647, Intel C621, 12xDDR4, 10000 Мбит/с, Wi-Fi, Bluetooth, USB3.1, Type-C, подсветка, EEB. Из этих данных можно узнать производителя, разъемы, порты, форм-фактор, некоторые скоростные характеристики и наименование чипсета. Логической организацией работы подключенных устройств к материнской плате занимаются чипсеты. Чипсет (Chipset, чип) – это совокупность микросхем системной логики, способных организовать связь со всеми элементами системы и с подключённой периферией. В спецификации материнской платы всегда указывается наименование чипсета, который указывает на характеристики и производительность материнской платы, а также осуществляет поддержку периферийного оборудования различных стандартов. Если сравнивать между собой чипсеты материнских плат различных производителей: серверные и настольные чипсеты intel, мультимедийные чипсеты nVidia и чипсеты AMD со встроенным GPU и без, то заметим, что производитель накладывают ограничения на чипсеты бюджетного класса и какими уникальными усовершенствованными технологиями наделяют чипсеты класса премиум. Например, характеристика чипсета Intel® X299 включает: частоту системной шины 8 ГТ/с (Гигатранзакций/с - милиардов пересылок в секунду), расчетная мощность 6 W, поддержка оверклокинга (разгон), количество модулей DIMM на канал 2, доступные варианты для встраиваемых систем; варианты расширения: редакция PCI Express 3, Версия USB 3.0/2.0, максимальное количество портов SATA 6,0 Гбит/с – 8 шт, конфигурация RAID 0, 1, 5, 10, интегрированный сетевой адаптер - Integrated MAC; усовершенствованные технологии: поддержка памяти, технология виртуализации Intel и т.д. Например, чипсеты от компании Intel, имеющие маркировку Z (Z390, Z370) или Х (X299) и у AMD с чипсетом Х (X570, X470) или В (B450, B350) позволяют выполнить разгон на системной плате. Также компании разрабатывают чипсеты для портативных и мобильных устройств и устройств 2 в 1, например, Intel QM370. Чипсет на системной плате находиться внизу и получил название южный мост из-за расположения. По англ. он называется Southbridge (периферийный контроллер) выглядит, как отдельно распаянная микросхема, которая может быть прикрыта радиатором. Вторая часть чипсета северный мост (Northbridge), находиться выше, а именно в процессоре. Этот мост, отвечающий за работоспособность и характеристики всех высокоскоростных интерфейсов: оперативная память (RAM), графический ускоритель, скоростной SSD – накопитель c интерфейсом NVMe, сокет центрального процессора и т.д. На блок схеме рис. 1.1 можно увидеть функциональное взаимодействие всех основных элементов системы, связанные шинами через основные узлы. Таблица 1.3 - Характеристика материнской платы
Базовая система (микропрограммы). Для обозначения базовой системы (микропрограммы) используют термин Firmware - аппаратно реализованное (встроенное) программное обеспечение, примерами их является BIOS или UEFI. Эта программа «зашита» в микросхему на материнской плате и запускается автоматически. BIOS (Basic Input/Output System – базовая система ввода/вывода) представляет собой набор специальных подпрограмм, которые используются компьютером для инициализации комплектующих, необходимых первоначальной загрузки и дальнейшей работы. Впервые эта система была разработана в 1981 году компанией IBM. Основное назначение BIOS состоит в инициализации и проверке работоспособности аппаратуры (для этого использовали самотестирование после включения POST (Power-On Self-Test), звуковые сигналы и коды ошибок), а также загрузке ОС с какого – либо носителя. При этом включены утилиты, простейшие драйверы, доступные без загрузки ОС, выполняющие, например, обновление самого BIOS или подключение монитора. Функция, предназначенная для пользователя, – конфигурирование оборудования. Она включает в себя: настройку времени системных часов и даты; настройку периферии, не приспособленной к работе в режиме «plug and play»; запуск аппаратуры в определенном режиме, сброс настроек; включение/отключение встроенного в материнскую плату оборудования (USB-портов, встроенного видео-, сетевого или звукового адаптера); отключение некоторых тестов, что ускоряет загрузку ОС; очерёдность носителей, с которых производится загрузка компьютера: жёсткий или твердотельный диск, USB-накопители, CD-ROM и т. д. Если загрузка с первого носителя не удалась, BIOS пробует второй по списку, и т. д. Неверные настройки BIOS могут нарушить работу компьютера. Первые микропрограммы (BIOS) выполняемые процессором, реализованы в виде специальной микросхемы. Материнская плата содержит три типа памяти для работы BIOS и начальной загрузки: Boot Block. Специальная память с данными для загрузки компьютера. Эти данные используются процессор. В случае повреждения содержимого BIOS есть возможность загружать со специального диска «перепрошивка» BIOS. Микросхема памяти, хранящая в BIOS. В ней находятся все подпрограммы BIOS. Отвечает за инициализацию комплектующих, загрузку ОС и взаимодействие с ОС для доступа к устройству. CMOS-память - это хранилище пользовательских настроек BIOS и данных о распознанных компонентах компьютера. Энергозависимая. Для нее устанавливается специальная аккумуляторная батарея. Физически CMOS-память располагается либо на отдельной микросхеме, либо в микросхеме BIOS (зависит от модели материнской платы) и допускает свое обнуление с помощью специального переключателя (кнопка) на материнской плате. После подачи питания на процессор начинает работать специальная подпрограмма BIOS, которая тестирует все устройства необходимые для загрузки - POST. Фирмами – производителями BIOS является Award Software, American Megatrends Inc. (AMI), Phoenix Technology и т.д. Графическая надстройка для BIOS, это UEFI (Unified Extensible Firmware Interface. Она считается расширяемым интерфейсом встроенного программного обеспечения. Система была разработана в 2001 году компанией Intel для серверного процессора Itanium. Толчком для появления стало новое оборудование, которое отказывалось работать с BIOS. Первоначально появилась EFI, а после доработок различными фирмами к аббревиатуре EFI была добавлена еще одна буква – U (расшифровывалась как Unified). Доработки осуществлялись фирмами Dell, HP, IBM, Phoenix Insyde и Microsoft - основной разработчик ОС. Система UEFI имеет следующие достоинства: поддержка накопителей большой емкости более 2 Тб; включает схему разметки дисков — Master boot record (MBR) и GUID Partition Table (GPT); встроенные функции BIOS; возможность использование мыши; хорошее разрешение; быстрота загрузки ОС (работает с текстовыми командами), наличие дополнительных программ и возможность работать с дистанционным оборудованием. Она содержит больше различных пунктов меню и возможностей, чем традиционная BIOS. Некоторые производители предлагают для UEFI собственные ОС на базе Linux, загружаемые с носителей информации. Основные или часто встречающиеся вкладки системы UEFI: «Основные», «Дополнительно», «Безопасность», «Загрузка», «Сервис» и «Выход». В «Основной» вкладке обычно перечислены все устройства подключенные в системной блоке. Их можно настраивать отключать, есть выбор языка и настройка системного времени и даты. В «Дополнительной» вкладке используется расширенные настройки выбранного устройства, поддерживаемые технологии, настройка электропитания, функции энергосбережения, а также настройка режима работ подключаемых устройств Plug and Play и т.д. Во вкладке «Безопасности» пользователь может настроить права доступа, пароли и т.д. «Загрузка» включает варианты порядка опроса загрузочных устройств, варианты загрузок клавиш, мониторинг загрузки и т.д. Вкладка «Сервис» может содержать специальные утилиты от производителя, дополнительные опции, команды по прошивки/обновления UEFI, а также осуществить через эту вкладку связь с сайтом производителя. «Выход» - содержит различные параметры выхода из оболочки UEFI с сохранением изменений или нет, а также помощь при сбросе настроек. После включения компьютера нужно нажать кнопку Delete (или F2, Esc, F1) все зависит от производителя, а только потом включиться UEFI. Процессор (CPU, микропроцессор). CPU – это главное высокотехнологичное устройство, предназначенное для исполнения машинных инструкций, а также выполнение операций заданные программами, управляет процессами и устройствами подключенные к системе  Рисунок 1.12 - Процессор компьютера Крупные фирмы производители, которые конкурируют между собой Intel Corporation и AMD. Выбор фирмы производителя процессора зависит от правильной составленной конфигурации. На рынке представлены процессоры для: простых пользователей, профессиональной графики, серверов, бизнес решений, мобильных устройств, игровые и т.д. Пример спецификации процессоров: Intel Core i9 Socket 2066, 16-ядерный, 3100 МГц, Turbo: 4500 МГц, Skylake- X, Кэш L2 - 16 Мб, Кэш L3 - 22 Мб, 14 нм, 165 Вт; AMD Ryzen Threadripper 3970X Socket sTRX4, 32-ядерный, 3700 МГц, Turbo: 4500 МГц, Zen 2, Кэш L2 - 16 Мб, Кэш L3 - 128 Мб, 7 нм, 280 Вт. В спецификации после линейки и модели процессора указывается сокет  (socket, процессорное гнездо, разъем) Рис.1.13 - Сокет процессора Разъемы у каждой модели CPU свои. На материнских платах для серверов сокетов от 1 и более. Пример спецификации серверной платы SuperMicro X10DRC-LN4+-B форм-фактора EEATX, 2 сокета LGA2011-3, чипсет Intel C612, 24 слота DDR4 DIMM, 1600-2133 МГц, видеоадаптер Aspeed AST2400, разъемы SATA: 6 Гбит/с – 10. В данной спецификации два сокета LGA2011-3. На материнских платах фирмы Intel встречаются socket: 1150, 1151, 1151 v2, 775, 1155, 2011-3, 2066; для фирмы AMD: AM3+, AM4, TR4, sTRX4, FM2+. По сокету CPU определяют кулер рис.1.4 (а,б,в). По типу поставке можно определить есть в комплекте кулер или нет. BOX – это тип поставки от производителя, в комплект которой входит стандартная система охлаждения процессора (кулер: радиатор и вентилятор). Такой процессор продается с большим сроком гарантии. Иногда в спецификации указывается процессор AMD Ryzen Threadripper 3970X BOX (без кулера) т.е. процессор упакован в коробке, но без воздушной системы охлаждения. Другой тип поставки OEM (Tray) – технологическая упаковка, здесь нет системы охлаждения. Внутренняя память компьютера. Каждое устройство обладает собственной памятью необходимой для правильной работоспособности, но не предназначенной для пользователя. Основные функции памяти запоминать, хранить и выдавать информацию. Единицы измерения памяти совпадают с единицами измерения информации. Основной состав внутренней памяти: микропроцессорная память, регистровая кэш-память, оперативная и постоянная память. Регистры программно доступны и хранят информацию, наиболее часто используемую при выполнении программы: промежуточные результаты, части адресов, счетчики циклов и т.д. Регистровая память имеет небольшой объем и работает на частоте процессора, следовательно, время доступа минимально. Регистровая память обращается к оперативной памяти через кэш-память используя контроллер. Контроллер анализирует выполняемую программу, пытается предвидеть, какие данные и команды вероятнее всего понадобятся в ближайшее время CPU, и подкачивает их в кэш-память. Если нужно информации не оказалось, то процессор на прямую считывает из оперативной памяти. RAM (Random Access Memory) – память с произвольным доступом. Она необходима для работы ОС и приложений, обработки и временного хранения данных, команд. Недостатком такой памяти считается энергозависимость, при выключении питания все данные исчезают. Все обработанные данные процессор сохраняет в память, что дает быстрый доступ к нужным данным. Для работы с блоками данных с последующим переносом и записи используется часть оперативной памяти, называемая буфером обмена. Если оперативной памяти недостаточно, то на накопители можно организовать файл (файл - подкачки), что повысит производительность системы. RAM и файл-подкачки образуют виртуальную память, а это намного больше, чем объем оперативной памяти, все это учитывает ОС. Внешне модуль оперативной памяти напоминает плату с чипами. Чипы могут быть как с одной стороны, так с двух сторон, соответственно их называют односторонний и двухсторонний модуль памяти. Форм-фактор RAM определяет размеры модуля, число контактов и их расположение.  Рисунок 1.14 – Оперативная память компьютера Электропитание средств вычислительной техники. К электропитанию средств вычислительной техники относятся блоки питания, ИБП – источники бесперебойного питания, сетевые фильтры, стабилизаторы напряжения, зарядные устройства, адаптеры для портативной техники, преобразователи напряжения (инверторы). И устройства для накопления энергии: аккумуляторная батарея для портативных компьютеров, батарейка на системную плату, батареи для ИБП, аккумуляторы для беспроводных устройств. Блок питания предназначен преобразовывать электрическую энергию, поступающую из сети переменного тока, в энергию, которая предназначена для питания всей аппаратной части компьютера. Через некоторые блоки питания можно подключить монитор или другое внешнее устройства относительно системного блока, т.к. на блоке питание есть дополнительный разъем на 220 В. На корпусе блока питание может быть переключатель с 220 на 110 и наоборот, 110 В предназначен для импортного оборудования и поставляться за рубеж. В РФ блоки питания на 110 В выйдут из строя. Выходы постоянного тока измеряются в +5, +12, +3,3 и -12 В предназначены для питания микросхем и комплектующих корпуса ПК. Выходы +12 используются для питания электродвигатели накопителей, вентиляторов, DVD (BR)-приводов, а также для питания процессора и видеокарты. Чем больше ток по линии +12 В, те лучше. Линия на - 12 В используется для функционирования COM-портов. Линия +5 В Standby используется для включения ПК при нажатии клавиатура или мыши, а также при удаленном включении через интернет. Если блок питания не отключен от электричества кнопкой на его корпусе. Эта кнопка нужна, если нужно обесточить корпус. Главным параметром блока питания является его мощность. Рассчитать мощность блока питания можно вручную складывая параметры потребления энергии всех узлов системного блока, а лучше использовать онлайн калькуляторы для автоматического расчета мощности. К полученному значению нужно добавить от 15 до 20 % мощности, для того чтобы блок питания не работал на предельной мощности, что приведет к быстрому износу. Форм – фактор или стандарт блока питания ATX включает множество версий ATX12V, ATX12V 2.2, ATX12V 2.3, ATX12V 2.31, ATX12V 2.4, ATX12V 2.52, а также используются стандарты для малогабаритных корпусов ITX12V, SFX12V, TFX12V. Все версии отличаются друг от друга контактными разъемами, и какой ток используется по линии. EPS12V стандарт означает, что блок питания оснащен одним или более 8-pin CPU разъемом (или 4+4 pin), а также имеет мощность от 500 Вт. Включать блок питания без нагрузки не рекомендуется, но и нагружать тоже нельзя. На маркировке блока пишется пиковая мощность (такую мощность блок питания выдает кратковременно), на самом деле она меньше. Блок питания работает длительное время на номинальной мощности.  Рисунок 1.15 – Блок питания компьютера 2 ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ2.1 Описание оргтехники предприятия и устранение типовых неисправностей2.2 Диагностика соединений и методы проверки интерфейсных кабелей | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||