Проект на тему:

«Сравнительные характеристики внутренних устройств современного компьютера и оценка их стоимости»

СОДЕРЖАНИЕ

1. Введение;
2. Методика;
3. Центральный процессор;
4. Оперативная память;
5. Видеокарта;
6. Жесткий диск;
7. Оптический привод;
8. Материнская плата;
9. Блок питания и корпус;
10. Стоимость внутренних устройств;
11. Вывод.

Введение

          В эпоху 90-х, когда рынок персональных компьютеров в России только начинал зарождаться, те немногие фирмы, осуществлявшие продажу компьютерной техники, в основном предлагали покупателям уже собранные системные блоки. Собирались они в большинстве своем, там же в офисе, на «коленках», под заказ покупателя из комплектующих, что бог послал, а качество этой самой пресловутой сборки напрямую зависело от прямых рук сборщика. Но разве в то время на это кто-то обращал внимание? Брендовых решений на рынке практически не было, а даже такой кустарный вариант домашнего компьютера был явлением редким и очень дорогим.

        На рубеже веков ситуация в компьютерной индустрии кардинально изменилась. Активное развитие IT-технологий привело к бурному росту высокотехнологичного производства  в Азии. На рынок хлынул большой поток всевозможных комплектующих и периферии, создав условия здоровой конкуренции, которая привела к существенному снижению цен на компьютерное железо, а это в свою очередь  дало мощный толчок к массовому распространению ПК. Компьютерные магазины стали плодиться как грибы, привлекая покупателей все новыми видами услуг, среди которых, одной из самых популярных, была сборка ПК на заказ. Суть ее заключалась в том, что покупатель сам выбирал комплектующие для своего будущего компьютера и уже через час, полтора забирал его из магазина в собранном виде.  

        Наиболее же продвинутые пользователи пошли еще дальше. Именно в этот период стала активно практиковаться сборка системного блока своими руками, благо всевозможных сопутствующих этой тематике изданий было достаточно. Такой способ обзавестись вожделенным домашним компьютером был существенно дешевле, чем покупка готового решения (как минимум не надо было платить за сборку). Еще одним плюсом «самосбора» является возможность подобрать комплектующие определенного производителя и качества, не привязываясь к ассортименту одного магазина. Собрав компьютер самостоятельно, в дальнейшем можно было беспрепятственно осуществлять его усовершенствование или просто заменять/добавлять какие-либо комплектующие не боясь потери гарантии, так как она в таком случае была на каждую деталь по-отдельности. А вот при покупке готового компьютера все комплектующие внутри него опечатывались стикерами, надрыв которых, как правило, был поводом для отказа вам в исполнении гарантийных обязательств, в случае возникновения каких-либо неисправностей.

           В последнее время вопрос сборки компьютера своими руками как-то отходит на задний план. Во-первых, частично виной тому является массовое распространение ноутбуков, нетбуков и моноблоков, мобильность которых в глазах многих пользователей предпочтительнее громоздких десктопов. А во-вторых, в нынешнее время готовые решения вместе с предустановленной операционной системой сейчас зачастую стоят дешевле, чем «самосбор» и отдельная коробка с ОС. Особенно это касается, наиболее массовых, нижнего и среднего сегментов рынка. Так нужно ли вообще современному пользователю компьютерной техники знание ее внутренностей?

Методика

         Наш ознакомительный процесс с устройством ПК мы начнем с описания основных его компонентов. В современных настольных компьютерах и ноутбуках их насчитывают семь:

1.Центральный процессор;

2.Оперативная память;

3.Видеокарта;

4.Жесткий диск;

5.Оптический привод;

6. Материнская плата;

7.Блок питания и корпус.

Центральный процессор

         Центральный процессор (ЦП или центральное процессорное устройство ЦПУ) – главная часть аппаратного обеспечения компьютера и его вычислительный центр. По сути, он является исполнителем машинных инструкций и предназначен для выполнения сложных компьютерных программ. У ЦПУ есть несколько главных характеристик, но для обычного обывателя важны лишь две – тактовая частота и количество ядер.  Первые массовые многоядерные процессоры для настольных ПК были выпущены в начале 2006 года и на данный момент почти полностью вытеснили одноядерные.

        Для значительного ускорения вычислений, любой современный процессор оснащен встроенной памятью с очень быстрым доступом, которая предназначена для хранения данных, которые могут быть запрошены процессором с наибольшей вероятностью. Называется этот буфер кэшем и может быть первого (L1), второго (L2) или третьего (L3) уровня. Самой быстрой памятью и по сути, неотъемлемой частью процессора, является кэш первого уровня, объем которого совсем невелик и составляет 128 Кб (64x2). Большинство современных ЦПУ без кэша L1 функционировать не могут. Вторым по быстродействию следует L2-кэш и в объеме может достигать 1-12 Мб. Ну и самым медленным, но зато и самым внушительным по размеру (может быть более 24 Мб) является кэш третьего уровня и имеется далеко не у всех процессоров.

      Еще одним немаловажным моментом является понятие процессорного разъема или гнезда процессора, называемого сокетом (Socket), в который этот самый процессор устанавливается. Различные поколения или семейства ЦПУ, как правило, устанавливаются в свои уникальные разъемы и этот факт необходимо учитывать при подборе связки материнская плата – процессор.

Из-за сложности и высокотехнологичности производства, высочайшим требованиям к качеству продукции, конкурентоспособных компаний выпускающих центральные процессоры не так уж и много, а для рынка настольных ПК так и всего две – Intel и AMD. Их давнее соперничество началось еще в начале 90-ых, правда за эти 20 лет доля продаваемых процессоров компанией AMD, всегда была значительно ниже доли Intel. Тем не менее, продукция Advanced Micro Devices всегда отличалась привлекательным соотношением производительность/цена при достаточно демократичной розничной стоимости своей продукции, что дает ей возможность достаточно уверенно удерживать свою долю рынка, равной около 19% от общемировой доли. Для удобства позиционирования на рынке,  каждый производитель разделяет свою продукцию на различные семейства, в зависимости от возможностей и производительности процессоров. Мы познакомимся только с теми линейками компаний, которые актуальны на данный момент и находятся в розничной продаже.

Оперативная память

      Оперативная память (оперативное запоминающее устройство ОЗУ)– важнейшая часть системы, отвечающая за временное хранение данных и команд, необходимых процессору для выполнения различных операций. Основными характеристиками памяти являются ее тактовая частота, от которой зависит ее пропускная способность  и объем.

Не менее важным показателем для памяти является поколение, к которому оно относится. Естественно, что память разных поколений имеет совершенно разные характеристики (напряжение питания, энергопотребление, тактовую частоту, пропускную способность, латентность и т.д.). В рамках этого обзора, мы не будем на этом подробно останавливаться, единственное, что вам необходимо помнить, что разъемы для установки модулей памяти для разных поколений различны, и это необходимо учитывать при выборе связки оперативная память – материнская плата.

      В современных настольных и мобильных ПК в основном используется память типа DIMM (двухсторонний модуль памяти) DDR (синхронная динамическая память с произвольным доступом и удвоенной скоростью передачи данных) трех разных поколений. Номер поколения всегда отражается в названии модуля памяти. Нужно отметить, что на данный момент память первого поколения DDR является уже сильно устаревшей и встретить ее можно только в компьютерах четырех, пятилетней давности, а ОЗУ второго поколения DDR2 на данный момент.

Видеокарта

      Видеокарта (графический адаптер, графическая карта, видеоадаптер) – устройство, которое формирует графический образ и выводить его на экран монитора. В эпоху зарождения настольных ПК графические адаптеры выполняли лишь функцию вывода на экран уже сформированного процессором изображения. Нынешнее же поколение графических карт занимается не только выводом изображения, но и самостоятельно формирует его. Современные видеоадаптеры могут быть встроенными (интегрированными) в системную плату компьютера или являться платой расширения, которая вставляется в специальный разъем для видеокарт PCI-Express (ранее таким разъемом был AGP, который сейчас устарел) на материнской плате. Первая группа адаптеров, как правило, используется в бюджетных решениях для работы с офисными приложениями, где речи не идет о формировании сложных трехмерных изображений и вообще требования к графической составляющей невелики. И хотя последнее время многие интегрированные решения уже позволяют пользователям смотреть видео высокой четкости (HD) и наслаждаться трехмерной (3D) графикой начального уровня, их возможности не идут ни в какое сравнение с возможностями видеокарт, которые выпускаются, как самостоятельные решения.

        Основными характеристиками видеокарты являются тактовые частоты видеопроцессора и видеопамяти, количество работающих исполнительных блоков внутри графического процессора, ширина шины видеопамяти (влияет на количество передаваемых памятью данных за один такт) и объем видеопамяти. Как правило, современные графические адаптеры имеют несколько выходов с одинаковыми или разными графическими интерфейсами для подключения разнообразных мониторов и телевизоров. Сейчас наиболее распространенными являются аналоговый интерфейс VGA и цифровые: DVI, HDMI (miniHDMI), DisplayPort (miniDP). Последние два, помимо видеоряда передают и звук.

        Производством плат видеокарт на данный момент занимается достаточно много компаний, но как не странно весь рынок графических адаптеров поделен всего на два основных конкурирующих лагеря. Дело в том, что графический процессор определяет практически все основные характеристики карты, от которых зависит ее производительность и является ее ключевым компонентом. Ну а в проектировании и выпуске графических чипов, как и в случае с центральными процессорами, с середины 90-х ведут яростную борьбу за потребителей два непримиримых соперника – канадская компания ATI, купленная и ныне принадлежащая AMD и калифорнийская NVIDIA. Стоит отметить, что за все эти годы ни одной из них так и не удалось склонить чащу весов в свою пользу и на сегодняшний день их доли на рынке видеопроцессоров можно оценивать как 50 на 50. Все видеокарты для широкого применения (для домашних ПК), произведённые на основе графических чипов от компании ATI (AMD) имеют название Radeon, а выпущенные на логике NVIDIA – называются GeForce. Есть у этих компаний и профессиональные решения для рабочих станций. Называются эти линейки Quadro от NVIDIA и FireGL от ATI (AMD).   Сегодня на прилавках компьютерных магазинов можно встретить видеоадаптеры, построенные на графических чипах сразу двух поколений, а в некоторых случаях даже трех. У NVIDIA это семейства GT2XX (морально устаревшая линейка и сейчас в продаже в основном остались только низкобюджетные модели), GT4XX и GT5XX, а у AMD (ATI) HD 5XXX и HD 6XXX. Принцип формирования модельного ряда графических карт у обеих компаний схож. Как правило, модели серии отличаются тактовыми частотами видеочипа и памяти, разным количеством отключенных исполнительных блоков и шириной шины памяти. В зависимости от сочетаний вышеупомянутых характеристик, формируется общая производительность видеокарты и ее стоимость. Причем, чем выше производительность и возможности видеоадаптера, тем больше его цена.

Жесткий диск

       Жесткий диск (HDD) – устройство хранения данных, основанное на принципах магнитной записи. Основное устройство в вашем компьютере, на котором располагается вся информация, начиная с установленной операционной системы и заканчивая вашими личными файлами.

Основными характеристиками этого устройства являются:

Емкость - количество данных, которые могут храниться на накопителе. Еще недавно весь модельный ряд жестких дисков укладывался в диапазон от 80 до 1000 Гигабайт. Но уже сейчас современные накопители, благодаря технологии перпендикулярной записи, имеют размеры в 3 Терабайта (3000 Гб).

Физический размер - накопители, имеющие ширину 3,5 дюйма (редко 2,5 дюйма) используются в настольных компьютерах, а  2,5 или 1,8 дюйма – в мобильных устройствах (ноутбуки или нетбуки).

Скорость вращения шпинделя - важная характеристика, от которой зависят время доступа и средняя скорость передачи данных. Чем больше скорость вращения, тем быстрее жесткий диск. Измеряется в оборотах в минуту и в основном имеет значения: 5400 об/мин (в основном ноутбуки или высокоемкостные диски шириной 3,5”), 7200 об/мин (настольные ПК, реже ноутбуки), 10000 и 15000 об/мин (высокопроизводительные ПК или серверы). Любителям тишины следует помнить, что уровень шума накопителя сильно возрастает на высоких оборотах и при сборке тихой системы выбирать диск со скоростью выше 7200 об/мин не рекомендуется.

Интерфейс подключения – тип разъема и шины, которые используются для подключения и обмена данными с жестким диском. Долгое время, самым распространённым интерфейсом в настольных и мобильных компьютерах являлся Parallel ATA (он же IDE, ATA, Ultra ATA, UDMA 133) с максимальной пропускной способностью 133 Мбайт/сек, в котором использовался принцип параллельной передачи данных. Из-за этого разъем подключения был достаточно широким и имел 40 контактов, а громоздкие 80-жильные кабели подключения всегда мешались в корпусе и мешали нормальному охлаждению. И хотя многие современные системные платы до сих пор оснащаются разъемом IDE, дни этого интерфейса сочтены, а на смену ему уже давно пришел новый стандарт – Serial ATA (SATA), использующий последовательный интерфейс передачи данных. Пропускная способность современной 3-ей ревизии SATA III составляет 600 Мбайт/сек и превышает возможности PATA в 4,5 раза. Более того, SATA использует миниатюрный 7-контактный разъем, и соответственно, кабель гораздо меньшей площади, чем IDE, за счёт чего уменьшается сопротивление воздуху, обдувающему комплектующие компьютера и упрощается разводка проводов внутри системного блока.

Время произвольного доступа - среднее время, за которое осуществляется позиционирование головки чтения/записи на произвольный участок магнитного диска. Как правило, у дисков, предназначенных для установки в настольные и портативные компьютеры, оно составляет от 8 до 16 миллисекунд и является основным тормозом скорости работы магнитного накопителя. Для сравнения, у новомодных твердотельных накопителей (SSD) оно равно 1 мсек.

Буфер - промежуточная память (кэш), предназначенная для сглаживания различий скорости чтения/записи и передачи по интерфейсу. В современных носителях варьируется от 8 до 64 Мб.

       Для любопытных пользователей в подробных описаниях жестких дисков можно встретить и дополнительные их параметры, такие как: уровень шума, надежность, потребление энергии, время ожидания, сопротивление ударам и скорость передачи данных с внутренней и внешней зоны диска.

       Совсем недавно на современном рынке магнитных накопителей вся продукция была представлена четырьмя производителями: крупнейшими в мире Western Digital (WD) и Seagate, а так же Hitachi и Samsung. Но в 2011 году ситуация изменилась, WD приобрела подразделение компании Hitachi по производству жестких дисков, а Seagate купила подразделение Samsung. Таким образом, к двум сегментам компьютерного рынка (производство центральных и графических процессоров), прибавился  третий (производство жестких дисков), где разработкой и производством продукции занимаются только две конкурирующие компании.

Оптический привод

       Оптический привод – устройство, предназначенное для считывания, записи и перезаписи информации с оптических носителей информации в виде пластикового диска (CD, DVD, BD).

        В начале 90-x, самым распространённым оптическим носителем был компакт диск (CD), на котором можно было разместить 700 Мбайт различных данных. Именно поэтому первые оптические приводы умели только читать и только CD и назывались CD-ROM. Следующим, активно развивающимся форматом стал и сейчас наиболее распространённый DVD. На диски этого стандарта можно было записать уже 4,7 Гбайт информации, что почти в 7 раз больше, чем на CD. Компьютерные приводы, призванные проигрывать DVD-диски назвали DVD-ROM, при этом возможность считывания на этом устройстве обычных CD-дисков сохранилась. В это же время на рынке стали появляться первые устройства записи на носители CD, которые получили название CD-RW. Затем появились комбинированные оптические приводы (ComboDriveили «комбайн»), которые умели читать CD и DVD, а записывать только CD. На этом прогресс, конечно, не остановился и следующим логическом шагом стало появление на рынке записывающих DVD-приводов, которые могли и читать и записывать любые диски. Правда изначально они были очень дороги и довольно долгое время наиболее популярным оптическим устройством, устанавливаемым в домашние компьютеры, был именно комбо-привод из-за своей ценовой доступности. Но со временем DVD-RW приводы подешевели, и до сих пор этот класс оптических устройств является самым распространённым на всех видах компьютеров.

       На сегодняшний день максимальная емкость DVD диска составляет 8,5 Гбайт (двухслойный диск). Но с появлением мультимедиа контента высокой четкости (HD), для его хранения и распространения этого объема оказалось недостаточно, и поэтому весной 2006 года на рынке появился новый формат оптических носителей – Blu-Ray. Однослойный диск Blu-Rayможет хранить 25 Гбайт цифровых данных, включая видео и аудио высокой четкости, двухслойный может вместить 50 Гбайт, трехслойный 100 Гб, а четырехслойный 128 Гб (BDXL).  Современные оптические приводы Blu-Ray (BD-ROM) умеют читать, записывать и перезаписывать не только диски нового формата (BD), но и предшествующих - DVD и CD.

        Основными характеристиками оптических приводов являются скорости чтения, записи и перезаписи данных в различных форматах. Ранее указывались непосредственно в самом названии привода, но из-за увеличения поддержки различных форматов дисков, теперь указываются только в подробном описании устройства. Приятным бонусом может стать наличие технологии маркировки специально подготовленных дисков, позволяющая получать изображение на его обратной поверхности. Как и жесткие диски, оптические приводы могут иметь два интерфейса подключения, устаревший IDE и современный SATA.

Материнская плата

           Материнская плата (системная плата, мать, главная плата, материнка) – это сложная многослойная печатная плата, на которой устанавливаются основные компоненты персонального компьютера (центральный процессор, контроллер ОЗУ и собственно оперативная память, графический адаптер, контроллеры подключения жестких дисков и оптических приводов, контроллеры базовых интерфейсов ввода-вывода, звуковая и сетевая карта). Как правило, системная плата так же содержит разъёмы (слоты) для подключения дополнительных плат и устройств  по шинам USB, PCI и PCI-Express.

        Ключевым компонентом материнской платы является чипсет (набор системной логики) – набор микросхем, который обеспечивает подключение ЦПУ к оперативной памяти, графическому контроллеру и контроллерам периферийных устройств. Именно набор системной логики определяет все ключевые особенности системной платы, то, какие устройства могут к ней подключаться и, по сути, все будущие возможности вашего компьютера.

         Все системные платы можно разделить на два основных лагеря – материнки для процессоров Intel и материнки для процессоров AMD. Соответственно и наборы системной логики для своих процессоров выпускаются ими же. Внутри этих двух основных групп, дальнейшее разделение, удобно вести по процессорным разъемам (сокетам). Для процессоров компании Intel, на сегодняшний день, выпускаются системные платы с четырьмя разновидностями сокетов, а для AMD – тремя. Для каждого сокета у разработчиков существуют несколько наборов системной логики, ориентированных на разные бюджетные сегменты рынка.

Блок питания и корпус

                 Блок питания (БП) – предназначен для снабжения узлов компьютера электрической энергией постоянного тока, а также преобразования сетевого напряжения до необходимых значений.  В некоторой степени блок питания может выполнять функции стабилизации и защиты компонентов компьютера от незначительных скачков напряжений.

           Основной характеристикой БП является его мощность, которая в современных изделиях варьируется от 300 до 1500W (Ватт). Как правило, для офисного компьютера достаточно мощности в 400 - 450W, а вот для продвинутых игровых систем с установленными несколькими видеокартами может потребоваться очень мощный блок питания, так как в пиковой нагрузке энергопотребление такой системы может достигать от 700 - 1000 Вт.

          Необходимо учитывать тот факт, что выбирать мощность блока питания стоит с запасом от расчетной пиковой нагрузки, потому как в таком случае он будет меньше греться, а значит, и его система охлаждения будет работать тише. Щадящий режим благоприятно скажется и на сроках эксплуатации.  Не стоит забывать и то, что со временем в силу различных фактов, показатели мощности БП могут упасть на 15 -20% от номинальной.

          Как правило, чем мощнее блок питания, тем больше разъемов и их модификаций для питания различных компонентов компьютера он содержит. Правда, в большинстве случаев количество этих самых разъемов избыточно, а что бы уложить компактно большой объем проводов в корпусе, приходится потратить немало усилий. Именно поэтому многие производители выпускают БП с отстёгивающимися кабелями, где вы можете подключить только необходимые вам разъемы.

          Остерегайтесь покупки дешевых некачественных блоков питания от неизвестных производителей. Все компоненты компьютера питаются низким напряжением (+3, + 5 и +12 В) и для того что бы вывести из строя какую-нибудь плату, достаточно разряда статического электричества от наэлектризованного свитера. Что уж говорить о том, если блок питания пропустит даже незначительный скачек напряжения сквозь себя или будет выдавать ненормативные их значения. Не высоки и потребительские качества этих устройств. Как показывает практика,  реальное значение мощности таких изделий, гораздо ниже заявленных на этикетках, а срок их службы недолог.

           Корпус (системный блок) – защищает внутренние элементы компьютера от внешних воздействий и механических повреждений, поддерживает внутренний температурный режим и экранирует электромагнитные излучения. Основными характеристиками являются его тип (вертикальный Tower или горизонтальный Desktop) и размер (маленький Mini, средний Midi, большой Big). Самым распространенным форматом является Midi Tower, потому как такие корпуса предназначены для установки материнских плат самого популярного форм-фактора – ATX. Так же при выборе корпуса следует учитывать количество и расположение внешних USB портов, аудио-выходов, наличие выходов FireWire на внешней панели, количество внутренних вентиляторов и их размер.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

                   Таким образом, мы рассмотрели все основные составляющие компьютера, кратко остановились на их характеристиках. Но ничего не сказали о их цене. И так приступим:

1. Центральный процессор – 7800 – 25200 рублей;
2. ОЗУ - 4500 – 12600 рублей;
3. Видеокарта – 950 – свыше 7000 рублей;
4. Жесткий диск – 1000 – 5000 рублей;
5. Оптический привод – 900 – 4000 рублей;
6. Материнская плата – 7800 – 13800 рублей;
7. Блок питания и корпус – 2000(900) – 3500(2000) рублей.

                То есть, на самый новый компьютер, на котором можно будет поиграть, посмотреть фильмы и т.д. мы потратим 65000 – 70000 рублей, что в принципе для многих является немалой ценой. Но если приобрести среднестатистический компьютер за 35000 – 50000 рублей, многое будет не доступно…

Вывод

                          В наше время компьютеры пользуются большим спросом. Их используют везде: дома, в офисе, в кафе и т.д. Многие люди просто не представляют себе жизнь без «электронного друга». Но проблема в том, что многие не знают, какими характеристиками ПК должен обладать и сколько стоить. В данном проекте подробно изложены максимальные характеристики внутренних устройств компьютера и их примерная стоимость. Мы надеемся, что данная информация поможет вам в дальнейшем.