WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     || 2 | 3 | 4 |
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Владимирский государственный университет Кафедра конструирования и технологии радиоэлектронных средств ПЭВМ: РАБОТА И ОБСЛУЖИВАНИЕ Методические указания к лабораторным работам В двух частях Часть 1 Составитель А.А. ВАРАКИН Владимир 2008 –– 2 –– УДК 004.42 ББК 32.973 П 97 Рецензент Кандидат технических наук, доцент кафедры конструирования и технологии радиоэлектронных средств Владимирского государственного университета В. Б. Дмитриев Печатается по решению редакционного совета Владимирского государственного университета ПЭВМ: работа и обслуживание : метод. указания к лаб. рабоП 97 там. В 2 ч. Ч. 1 / Владим. гос. ун-т ; сост. А. А. Варакин. – Владимир: Изд-во Владим. гос. ун-та, 2008. – 39 с.

Направлены на изучение современных персональных электронновычислительных машин (ПЭВМ), исследование работы их основных элементов и узлов, рассмотрение вопросов настройки и обслуживания ПЭВМ. Первая часть содержит описание четырёх лабораторных работ, выполняемых студентами в седьмом семестре.

Предназначены для студентов 4-го курса всех форм обучения специальности 210202 – проектирование и технология электронно-вычислительных средств.

Табл. 4. Ил. 9. Библиогр.: 6 назв.

УДК 004.42 ББК 32.973 2 –– 3 –– ВВЕДЕНИЕ Персональные электронновычислительные машины (ПЭВМ), или персональные компьютеры (ПК), на сегодняшний день – рабочий инструмент любого технического специалиста. Освоение принципов работы ПЭВМ, знание их структуры, назначение и устройство элементов ПЭВМ – необходимая задача при подготовке специалистов в области проектирования электронных средств.

Дисциплина «ПЭВМ: работа и обслуживание» изучается на четвертом курсе специальности «Проектирование и технология электронновычислительных средств». Восемь лабораторных работ разделены на два семестра – по 4 лабораторные работы в каждом семестре.

В данных методических указаниях содержатся описания первых четырех лабораторных работ. В лабораторной работе № 1 рассматриваются вопросы, связанные с принципами построения и работы системных плат ПЭВМ; № 2 – вопросы изучения работы процессоров семейства x86; № 3 – изучения работы накопителей информации на жестких дисках; № 4 – изучения устройства системного блока ПЭВМ.

–– 4 –– Лабораторная работа № ИЗУЧЕНИЕ СТРУКТУРЫ СИСТЕМНОЙ ПЛАТЫ Цель работы – изучение структуры, составных частей и принципов работы системной платы.

Содержание работы 1. Определение составных частей системной платы, принципов их взаимодействия, конструктивно-технологических особенностей исполнения, выявление структуры системной платы.

2. Сравнительный анализ системных плат, определение рекомендаций по использованию их в составе ПЭВМ для решения прикладных задач.

Методические указания Системная (system board), или материнская, плата (mother board) – основной компонент персонального компьютера. На системной плате располагаются:

- процессор;

- BIOS (базовая система ввода-вывода);

- оперативная память (Random Access Memory);

- интерфейсы накопительных устройств, последовательных и параллельных портов;

- разъемы питания;

- контроллеры, предназначенные для организации обмена информацией между системной платой и периферийными устройствами (монитором, мышью, клавиатурой и дисковыми накопителями).

Чипсет (Chipset) – набор микросхем, представляющих собой одну или несколько микросхем. Чипсет – система управления из специально разработанных микросхем, служащих для организации работы центрального процессора (рис.1.1). Микросхемы содержат в себе контроллеры прямого доступа к памяти, контроллеры прерываний, схемы управления памятью и шинами, контроллеры внешних устройств.

Чипсет определяет функциональные возможности системной платы: типы поддерживаемых процессоров, возможные сочетания типов и объемов модулей памяти, количество и типы слотов расшире–– 5 –– ния, возможность программной настройки параметров и т.п. На одном и том же наборе может выпускаться несколько моделей системных плат. Функции, поддерживаемые тем или иным чипсетом, указаны в характеристиках плат, построенных на его основе.

Корпорации Intel, AMD и VIA разрабатывают несовместимые по техническим характеристикам процессоры, что привело и к спецификации чипсетов: они создаются под конкретный тип процессора.

Основные фирмы-производители чипсетов для процессоров Intel: 1) Intel; 2) VIA; 3) SiS; 4) ATI.

Производители чипсетов для процессоров AMD: 1) VIA; 2) SiS;

3) NVIDIA; 4) ATI; 5) AMD.

Каждый производитель для маркировки микросхем чипсетов разрабатывает собственную буквенно-цифровую систему. Наименования некоторых чипсетов для современных процессоров представлены в табл. 1.1.

Таблица 1.Наименования чипсетов для процессоров Intel и AMD ПроизводиПроцессор Наименование чипсета тель чипсета Intel Core i975P Intel 2 Duo Intel P4(Socket i910GL, i915G, i915GV, i915P, i925X.

Intel LGA775) Intel P4, i845, i845GE, i845E, i845PE, i845GV, Celeron i845GL, i848P, i865G, i865GV, i865PE, Intel (Socket i875P, i910GL.

478) SiS 645, SiS 645DX, SiS 650 (G/GL) SiS P4X266, P4X266A, P4X266E, P4M266, P4M266A, P4X400, PT880, PM880, VIA PtSOO, PM800.

–– 6 –– Окончание табл.1. ПроизводиПроцессор Наименование чипсета тель чипсета AMD 750, AMD 760, AMD 760MP, AMD AMD 760MPX.

KT133, KT133A, KLE133, KM133, VIA KM266, KT266, KT266A, KT333, KT400, KT600, KT880.



AMD (Socket A, SiS 730, SiS 735, SiS 740, SiS 745, SiS 746, SiS Socket 462) SiS 755;

nForce 220, nForce 415(D), nForce nVIDIA 420(D), nForceATI RADEON IGP320 Fusion AMD Athlon 64 nForce 590 SLI, nForce 570 SLI, nForce nVIDIA (Socket 570 Ultra, nForce AM2) Базовые микросхемы современного чипсета получили названия South Bridge (южный мост) и North Bridge (северный мост). Названия условные и произошли от расположения микросхем на структурных схемах. Основные функции микросхемы северного моста: обмен данными между процессором и высокоскоростными устройствами (память, интегрированная графика, шины AGP, PCIExpress). Микросхема южного моста предназначена для организации работы с низкоскоростными интерфейсами и устройствами (интерфейсы IDE, Serial ATA, PCI, USB, интегрированный звук, RAIDконтроллеры и др).

Обмен информацией между северным и южным мостом осуществляется различными типами скоростных шин. В современных системных платах эти шины имеют собственные названия: для чипсетов VIA – шина V–Link, для чипсетов SiS – MuTIOL (Multi Threaded –– 7 –– Input/Output Link). В системных платах для процессоров Pentium II связь между мостами осуществлялась через шину PCI. На рис. 1.приведен пример структурной схемы системной платы GA-7VA на базе чипсета VIA KT400A.

Рис. 1.1. Обобщенная структурная схема системной платы Эффективная работа процессора связана с обменом данных между процессором, микросхемой чипсета и оперативной памятью (RAM –- Random Access Memory). Для управления определенным типом памяти необходимо, чтобы чипсет системной платы умел работать с ней. В системных платах для процессоров Pentium II использовались модули памяти DIMM (Dual In-line Memory Module) на микросхемах SDRAM (Synchronous Dinamic Random Access Memory) с тактовой частотой 66 МГц. Впоследствии были разработаны спецификации для микросхем памяти – PC100 и PC133.

Технология DDR (Double Data Rate) SDRAM позволяет передавать данные по обоим фронтам тактового импульса, что дает возможность удвоить пропускную способность памяти. Дальнейшим развитием технологии DDR является память DDR2 SDRAM, где за один тактовый импульс передается 4 порции данных. Увеличение –– 8 –– производительности происходит за счет оптимизации процесса адресации и чтения-записи ячеек памяти при сохранении тактовой частоты работы запоминающей матрицы.

Рис. 1.2. Структурная схема системной платы GA-7VA на чипсете VIA KT400A Конструктивно DIMM-модули (Dual In-line Memory Module) исполняются в виде платы со 168 контактами (по 84 контакта с каждой стороны). Для их механической идентификации используется сдвиг положения двух ключей в текстолитовой плате модуля, расположенных среди контактных площадок. Основное назначение этих ключей – не дать установить в разъем DIMM-модуль с неподходящим напряжением питания микросхем памяти. Для модулей DDR SDRAM число контактов увеличено до 184. На работу с такими модулями рассчитаны различные модификации процессоров Pentium 4 и Celeron, а также Athlon и Sempron. В модулях DDR2 SDRAM число контактов увеличено до 240.

Пропускная способность модулей памяти PRAM (Мбайт/c) определяется по формуле FS NB ( ) PRAM =, (1.1) где FS – частота синхронизации, МГц;

NB – ширина шины, бит.

–– 9 –– На основе формулы (1.1) формируется маркировка современных модулей памяти (например DDR 1024 Мб PC3200 определят пропускную способность в 3200 Мбайт/c).

Форм-фактор. Существуют два основных стандарта системных плат: AT и АТХ. Системные платы, стандарта АТ использовались в компьютерах на процессорах до Pentium II. Такие платы имеют, как правило, единственный встроенный разъем для подключения клавиатуры.

ATX или AT eXtension (расширение AT) – системные платы размером 305244 мм, расположенные длинной стороной вдоль задней стенки корпуса AT. Форм-фактор АТХ – стандарт современных системных плат (табл. 1.2). Основные отличия ATX от плат AT:

1) интегрированные разъемы портов ввода-вывода, включая разъемы параллельного и последовательного портов, разъема для клавиатуры, порты PS/2 и USB;

2) удобство доступа к модулям памяти за счет их удаления от процессорного сокета и блока питания в смонтированном системном блоке;

3) уменьшенное расстояние между платой и дисками за счет максимального приближения разъемов контроллеров дисковых накопителей к подсоединяемым к ним устройствам;

4) пространственное разнесение сокета под процессор и слотов расширения;

5) один разъем на 20 контактов (начиная со спецификации ATX12V 2.0, разъем на 24 контакта) для подключения питания к системной плате;

6) дополнительное питание 3,3 В, подаваемое непосредственно с блока питания;

7) дополнительный разъем питания 12 В (для спецификации ATX 1,В и выше).

Таблица 1.Размеры системных плат различных стандартов Форм-фактор Макс. ширина, мм Макс. глубина, мм Baby AT 330 ATX 305 FlexATX 229 MicroATX 244 Mini-ATX 284 –– 10 –– В 2004 году корпорация Intel опубликовала спецификацию BTX (Balanced Technology Еxtended), которая является развитием стандарта АТХ для новых высокопроизводительных систем. Цель создания BTX – увеличение механической прочности системной платы и повышение качества охлаждения процессора.

На рис. 1.3 показан внешний вид системной платы GA-7VA с расположенными на ней основными элементами.

Для расширения функций персонального компьютера, подключения внешних устройств ввода-вывода на системной плате устанавливаются разъемы, называемые слотами расширения.





В настоящее время на системных платах для массового использования устанавливаются следующие типы слотов: PCI, PCI Express, AGP и один из вариантов разъема для аудиоустройств. Для слота PCI Express существует несколько вариантов исполнения: х16, х8 или x1.

Рис. 1.3. Расположение элементов на системной плате GA-7VA BIOS (Basic Input-Output System) – базовая система вводавывода, размещается на микросхеме ПЗУ (ROM – Read Only Memory).

Встроенное программное обеспечение BIOS доступно для ПЭВМ без обращения к дисковым накопителям. BIOS содержит коды, необходимые для управления клавиатурой, видеокартой, дисками, портами и другими устройствами.

–– 11 –– Наиболее часто в настоящее время BIOS реализуется на базе микросхем Flash ROM. Такой BIOS может быть перезаписан при помощи специальной программы.

Обеспечить целостность данных в BIOS – одна из задач производителей системных плат. Решением этой задачи являются различные технологии: Dual BIOS, восстановление Flash-памяти микросхемы BIOS при помощи CD-диска, прилагаемого к плате и др.

Питание материнской платы во многом определяет стабильность работы всего ПЭВМ. Стандарты подключения кабелей питания к системной плате:

1) двойной разъем AT;

2) 20-контактный одиночный разъем ATX;

3) 20-контактный ATX + 4-контактный 12V;

4) 20-контактный ATX + 4-контактный 12V + 6-контактный разъем AUX;

5) 24-контактный разъем ATX + 4-контактный разъем 12V;

6) 24-контактный разъем ATX + 8-контактный разъем EPS12V.

Пример наименования системной платы: Giga-Byte GA-8I915P Socket LGA 775, i915P, DDR+DDR2, PCI-E16x, Sound, SATA, GB Lan, ATX, Retail. Производитель: Giga-Byte; марка: GA-8I915P; сокет под процессор: Socket LGA 775 для процессоров Pentium 4; чипсет i915P;

поддержка модулей памяти: DDR и DDR2; слоты расширения PCIExpress 16x; поддержка сетевого протокола LAN скоростью до 1GB/c;

встроенный звук; интерфейс SATA для подключения жестких дисков;

стандарт ATX; способ поставки: Retail.

Задание на подготовку к работе 1. Ознакомиться с основными узлами и принципами работы системных плат компьютеров на платформе Intel.

2. Ознакомиться с конструктивными особенностями реализации системных плат, возможностями их использования в составе ПЭВМ.

Лабораторное задание 1. Изучить выданные преподавателем системные платы и выполнить анализ по плану: стандарт, основные элементы (наборы микросхем, слоты расширения, дополнительные контроллеры, задающие гене–– 12 –– раторы, микросхемы BIOS и др.), процессорный сокет и его окружение, разъемы для подключения источника питания, преобразователь напряжения.

2. Исходя из обобщенной структуры системной платы (см. рис. 1.1, 1.2), разработать структуру взаимодействия между отдельными составляющими платы.

3. Определить базовые отличия системных плат, включая конструктивные особенности и результаты тестов.

4. На основании проведенного анализа выработать рекомендации по использованию системных плат в составе ПЭВМ для решения прикладных задач.

Содержание отчета 1. Цель работы.

2. Внешний вид системных плат с прорисованными основными элементами.

3. Структурная схема взаимодействия элементов системных плат.

4. Результаты тестирования системных плат и базовые отличия, оформленные в виде таблицы.

5. Рекомендации по выбору системных плат для работы в составе ПЭВМ для решения прикладных задач.

6. Выводы.

Контрольные вопросы 1. Назовите основные типоразмеры системных плат, используемых в ПЭВМ.

2. Объясните понятие чипсет, его основные функции.

3. Назовите основные функции микросхем «северного» моста чипсета.

4. Назовите основные функции микросхем «южного» моста чипсета.

5. Назовите основные типы шин расширения, применяемых в современных системных платах, их основные особенности.

6. Объясните понятие BIOS, основные функции, типы микросхем BIOS.

–– 13 –– 7. Назовите основные типы модулей памяти, используемых в системной плате.

8. Объясните понятие VRM.

9. Объясните термин «Green Motherboard».

10. Назовите основные особенности при выборе системной платы.

11. Объясните понятие Plug and Play.

Лабораторная работа № ИЗУЧЕНИЕ РАБОТЫ ПРОЦЕССОРОВ СЕМЕЙСТВА xЦель работы – изучение процессоров семейства x86, их конструктивно-технологических особенностей, систем охлаждения процессоров, методик выбора процессора.

Содержание работы 1. Определение конструктивно-технологических, системотехнических, частотных характеристик процессора.

2. Анализ тепловых режимов работы процессора.

Методические указания Центральный процессор – это центральное устройство компьютера, которое выполняет операции по обработке данных и управляет периферийными устройствами компьютера.

Семейство x86 фирмы Intel началось с 16-разрядного процессора i8086. Все старшие модели процессоров, в том числе 32 и 64-разрядные включают в себя систему команд и программную модель предыдущих, обеспечивая совместимость с ранее написанным программным обеспечением.

К частотным характеристикам процессора относятся:

1) тактовая частота (ГГц/МГц) – внутренняя частота работы процессора;

2) частота системной шины (FSB – Frequency of System Bus) – частота шины, соединяющей процессор с северным мостом чипсета материнской платы (ГГц/МГц);

–– 14 –– 3) объем кэш-памяти – объем временной памяти, в которой размещаются наиболее часто используемые данные (МБ/КБ).

Pages:     || 2 | 3 | 4 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.