Конфигурирование персонального компьютера

Размещено на http://www.allbest.ru/

11

Размещено на http://www.allbest.ru/

РОСЖЕЛДОР

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Ростовский государственный университет путей сообщения»

(ФГБОУ ВПО РГУПС)

Кафедра «ВТ и АСУ»

Контрольная работа №1

по дисциплине «Архитектура электронно-вычислительных машин и систем»

Тема: «Конфигурирование персонального компьютера»

2014



Содержание

Введение

1. Выбор платформы

1.1 Выбор процессора

1.2 Выбор материнской платы

2. Определение состава ПК

3. Выбор комплектующих и периферийных устройств

3.1 Видеокарта

3.2 Накопители данных

3.3 Оперативная память

3.4 Привод оптических дисков

3.5 Корпус

3.6 Блок питания

3.7 Система охлаждения

3.8 Мониторы

3.9 Устройства ввода

3.10 Источник бесперебойного питания

4. Структурная схема ПК

5. Программное обеспечение

6. Расчёт стоимости ПК



Введение

В задании определено, что сконфигурирован должен быть ПК типа «Графическая станция». Определим специфику применения и требования к данному типу компьютеров.

Графическая станция - персональный компьютер, предназначенный для обработки изображений (графики). Задачами для такого ПК являются создание и редактирование сложных двумерных или объёмных (3D) изображений, с использованием как растровой, так и векторной графики, сложный дизайн объектов.

Исходя из задач ПК, укажем основные требования предъявляемые к такой станции:

· основное требование: отсутствие «узких мест» в системе, т.е. максимально возможная скорость обмена между всеми узлами ПК;

· высокая производительность, как подсистемы памяти, так и процессора, а также быстрый обмен данными между ними (это связано с тем, что при работе со сложной графикой требуется производить очень много вычислений);

· видеоподсистема верхнего ценового диапазона, с высокой производительностью;

· несколько мониторов и поддержка их системой, для организации удобной работы дизайнера;

· быстродействующая дисковая подсистема (предпочтительно использование RAID-массива);

· специализированные устройства ввода-вывода;

· дорогостоящее профессиональное ПО для создания и обработки графики.

Из сформулированных требований видно, что для такого ПК критерий цены не так важен. Действительно, для выполнения поставленных задач компьютер, собранный из дешёвых комплектующих не подходит - низкокачественные и низко производительные машины либо очень сильно замедлят работу, либо вообще не справятся с ней.

Определившись с основными требованиями к ПК, приступим к конфигурированию.



1. Выбор платформы

В качестве платформы выбираем высокопроизводительный процессор и материнскую плату под него, на основе которых и будет строится вся конфигурация станции.

1.1 Выбор процессора

Практически все современные графические программы не просто поддерживают работу с многоядерными конфигурациями, но и чрезвычайно эффективно используют механизмы распараллеливания процессов и потоков. Следовательно выбираем многоядерный процессор с большим объёмом кэш-памяти, т.к. в процессе обработки графики требуется быстрый и стабильный обмен большими объёмами данных. Для адекватной работы в современных условиях необходима поддержка 64-битного слова, т.е. 64-рарядная система (это позволяет установить большее количество оперативной памяти и (т.к. современные приложения имеют 64-разрядные версии) позволяет ускорить работу системы).

Опираясь на вышеизложенное остановимся на процессоре AMD FX-8350 Black Edition, как удовлетворяющем всем предъявленным требованиям.

Выбранный процессор поддерживает несколько технологий и имеет несколько особенностей. Приведём их краткий список.

1. Технология AMD Virtualization™ (AMD-V™) с блоком управления памятью для операций ввода/вывода

· Кремниевые интегрированные улучшения для повышения производительности, надежности и безопасности существующих и будущих сред виртуализации, обеспечивая приложениям для виртуализации прямой и быстрый доступ в выделенную им память

· Блок управления памятью для операций ввода/вывода представляет собой расширение архитектуры AMD64 с поддержкой преобразования адресов и защитой доступа при операциях передачи прямого доступа к памяти

2. Поддержка Advanced Vector Extensions (AVX)

AVX - расширение системы команд x86 для микропроцессоров Intel и AMD. AVX предоставляет различные улучшения, новые инструкции и новую схему кодирования машинных кодов.

3. Технология PowerNow! / Cool'n'Quiet

· Автоматическая и моментальная регулировка производительности регулирует состояния производительности и функции, основанные на требованиях к производительности процессора

· Состояние питания С6 для записи в кэш-память, а также снижение энергопотребления отдельных ядер

· Контроль энергопотребления контроллера памяти

· Интерфейс с-state на базе ввода-вывода

· Работает автоматически без необходимости драйверов или включения BIOS

· Питание можно включать и выключать в течение одного тактового цикла, экономя энергию без ущерба для производительности

4. Технология Enhanced Virus Protection

5. Технология HyperTransport

· Пропускная способность ввода-вывода HyperTransport до 8,0 ГБ/с; до 16 ГБ/с в режиме HyperTransport Generation 3.0

· Общая пропускная способность канала процессор-система до 37 ГБ/с (шина HyperTransport + шина памяти)

6. Поддержка наборов инструкций MMX, FMA, F16C,FMA4, SSE, SSE2, SSE3, SSE4, AES, XOP

7. Поддержка Advanced Bit Manipulation

8. Разблокированный множитель - позволяет в случае необходимости (недостатка производительности) «разогнать» процессор.

Характеристики процессора AMD FX-8350 Black Edition:

Тип	Процессор восьмиядерный
Тип поставки	BOX
Производитель	AMD
Разъём	Socket AM3+
Ядро	Vishera
Количество ядер	8
Количество потоков	8
Техпроцесс	32 нм
Номинальная частота процессора	4 ГГц
Кэш L-1	4 x 64 KB / 8 x 16 KB
КэшL-2	4 x 2 МБ
Кэш L-3	8 МБ
Рассеиваемая мощность	125 Вт
Цена	6870 руб

Внешний вид процессора изображён на рис. 1

Рис. 1

1.2 Выбор материнской платы

К материнской плате предъявляются следующие требования:

· поддержка выбранного процессора и его технологий;

· поддержка технологий необходимых для построения высокопроизводительной системы (таких как RAID);

· быстрые интерфейсы передачи данных между узлами.

Согласно этим критериям выбираем плату ASUS ROG CROSSHAIR V FORMULA-Z.

Внешний вид материнской платы изображён на рис. 2

Рис. 2

Характеристики материнской платы ASUS ROG CROSSHAIR V:

Производитель	Asus
Тип разъёма процессора	Socket AM3+
Количество устанавливаемых процессоров	1
Поддержка процессоров	Sempron 100 Series, AMD Phenom II, AMD Athlon II, AMD AM3+ FX
Чипсет	AMD990FX
Частота системной шины	HT 5.2 ГБ
Архитектура памяти	Двухканальная
Тип оперативной памяти	DDR3
Поддержка оперативной памяти	1800 (OC), 2000 (OC), 2133 (OC), 2400 (OC), 1066, 1333, 1600
Максимальный объем памяти	32 Гб
Аудиокодек	SupremeFX III
Количество аудио каналов	8 канальный HD-кодек
Проводная сеть	Gigabit LAN (10/100/1000)
Количество PCI Express x16	4
Количество PCI Express x1	2
Поддержка NVIDIA SLI/AMD CrossFire	Есть
SerialATA	8 x SATA3 до 6 Гбит/с
RAID-контроллер	SATA RAID
Поддержка SATA RAID	0, 1, 10, 5
Разъемы на плате	1 x USB 3.0 разъём с поддержкой 2 USB 3.0 порта 2 x USB 2.0 разъёма с поддержкой 4 USB 2.0 порта 1 x TPM разъём 2 x CPU Fan разъёма 3 x Chassis Fan разъёма 3 x Optional Fan разъёма 1 x S/PDIF выход 1 x 24-pin EATX разъём питания 1 x 8-pin ATX 12V разъём питания 1 x 4-pin ATX 12V разъём питания 1 x разъём для передней аудио панели (AAFP) 1 x System panel 1 x DirectKey кнопка 1 x DRCT header 8 x ProbeIt Measurement Points 3 x разъёма для температурных датчиков 1 x EZ Plug connector (4-pin Molex power connector) 1 x кнопка включения 1 x кнопка перезагруки
Разъемы на задней панели	1 x PS/2 2 x eSATA 6Gb/s 1 x LAN (RJ45) 4 x USB 3.0 8 x USB 2.0 1 x оптический S/PDIF выход 6 x Audio jack 1 x кнопка сброса CMOS
BIOS	UEFI BIOS
Форм-фактор	ATX
Размеры	30.5 x 24.4 мм
Цена	7990 руб

Определившись с платформой, определим теперь необходимый состав ПК.



2. Определение состава ПК

В составе системного блока конфигурируемого ПК, в соответствии с его назначением, должны быть следующие комплектующие:

1. Видеокарта с поддержкой вывода изображения на несколько мониторов;

2. Накопители данных (HDD, SSD);

3. Оперативная память (несколько модулей для организации двухканального режима);

4. Привод оптических дисков;

5. Корпус;

6. Блок питания;

7. Система охлаждения.

Периферийное оборудование, необходимое для полноценной работы графической станции, включает в себя:

1. Два или три монитора профессионального класса (высокие параметры цветопередачи, контрастности, яркости и т.д.) диагональю не менее 21” каждый;

2. Устройства ввода: клавиатура, мышь, графический планшет, сканер;

3. Источник бесперебойного питания.

Перейдём к выбору конкретных комплектующих.



3. Выбор комплектующих и периферийных устройств

3.1 Видеокарта

персональный компьютер комплектующий периферийный

Для выполнения задач обработки графики необходима профессиональная видеокарта высокой производительности и, как уже указывалось ранее, с поддержкой работы с несколькими мониторами. Исходя из предъявляемых требований, выбираем графический адаптер PNY VCQ4000-PB.

Выбранная видеокарта изображена на рис.3

Рис. 3

Особенности:

· 30-бит цвет (10-бит на каждый канал: red, green, blue);

· Поддерживаются любые комбинации подключённых дисплеев;

· Разрешение при подключении двух мониторов по DisplayPort до 2560 x 1600 при 60 Гц или 1920 x 1200 при 120Гц;

· Аппаратная тесселяция.

Характеристики видеоадаптера PNY VCQ4000-PB

Объем памяти	2048 МБ
Интерфейс памяти	256-bit
Шина памяти	89,6 ГБ/с
Ядра CUDA	256
Максимальная потребляемая мощность	142 Вт
Разъёмы	2xDP, DVI
Количество поддерживаемых дисплеев	2
Максимальное разрешение	2560x1600@60
Интерфейс	PCI Express 2.0 x16
Поддерживаемые API	OpenGL 4.1, DirectX 11.0 и Shader Model 5.0
Чипсет	NVIDIA Quadro 4000
Система охлаждения	Активна
Цена	32500 руб

3.2 Накопители данных

Дисковая подсистема - один из самых важных узлов графической станции: в процессе работы с любыми специфическими приложениями перемещаются огромные объемы информации, как рабочей (изображения), так и служебной (кэш-буфер, история действий, промежуточные обработки фильтров). Поскольку эта часть системы самая медленная, то здесь компромиссы неприемлемы. Поэтому в конфигурируемом ПК будут присутствовать четыре накопителя: твердотельный накопитель для установки ОС и прикладного ПО, 2 жёстких диска объединённые в массив RAID 0 для хранения текущих заданий и один HDD для хранения архивов и резервирования информации.

В качестве системного диска выбираем накопитель Transcend TS128GSSD740. он изображён на рис. 4.

Рис. 4



Характеристики Transcend TS128GSSD740:

Тип	Твердотельный накопитель
Объем	128 ГБ
Форм-фактор	2,5"
Тип SSD	MLC
Контроллер	JMicron JMF667H
Среднее время поиска	0,1 мс
Интерфейс	SATA 3, SATA 2
Время наработки на отказ	1000000 ч
Рабочая температура	0-70 ?C
Толщина диска	7 мм
Цена	4150 руб

Для создания массива выбираем два высокоскоростных HDD Western Digital VelociRaptor WD5000HHTZ. Диск изображён на рис. 5.

Рис. 5

Характеристики WD5000HHTZ:

Тип	Жесткий диск
Объем	500 ГБ
Форм-фактор	3,5"
Скорость вращения шпинделя	10000 об/мин
Буферная память	64 МБ
Интерфейс	SATA 3, SATA 2
Время наработки на отказ	1400000 ч
Рабочая температура	5-55 ?C
Цена	4140 руб
Цена за 2 шт	8280 руб



Для хранения информации (архив и резервирование) выбираем HDD Western Digital Red WD30EFRX, изображённый на рис. 6.

Рис. 6

Характеристики WD30EFRX:

Тип	Жесткий диск
Объем	3 ТБ
Форм-фактор	3,5"
Скорость вращения шпинделя	5400 Об/мин
Буферная память	64 МБ
Интерфейс	SATA 2, SATA 3
Время наработки на отказ	1000000 ч
Рабочая температура	0-70 ?C
Цена	4610 руб

3.3 Оперативная память

Оперативная память - важнейший компонент любого ПК, а для графической станции в особенности, т.к. постоянный обмен большими объёмами данных требует от оперативной памяти максимального быстродействия. Поставив во главу угла быстродействие, выбираем память с максимальной поддерживаемой материнской платой частотой. Целесообразно применять несколько модулей для реализации двухканального режима памяти. Поэтому выбираем комплект из четырёх модулей (комплекты из модулей, в отличие от отдельно продаваемых планок памяти, специально проверены на совместимость и настроены таким образом, чтобы достичь максимальной производительности) Kingston HyperX Genesis XMP KHX24C11K4/16X (рис. 7)

Рис. 7

Характеристики KHX24C11K4/16X:

Тип памяти	DDR3
Тип исполнения	DIMM
Объём памяти	4 x 4 ГБ
Рабочая частота (пропускная способность)	2400 МГц
Тайминги	CL11
Номинальное напряжение	1,65 В
Дополнительно	Установлен радиатор
Цена	7540 руб

3.4 Привод оптических дисков

Т.к. для сферы деятельности, в которой применяется данный ПК, характерны большие объёмы информации (3D-модели, несжатая графика, массивы видео данных) выбираем привод с поддержкой записи на Blu-ray носители - ASUS BW-16D1HT (рис. 8).



Рис. 8

Характеристики ASUS BW-16D1HT:

Тип	Blu-Ray R/W привод
Способ установки	Внутренний
Интерфейс	SATA
Время доступа CD-ROM	150 мс
Время доступа DVD-ROM	160 мс
Время доступа BD	180 мс
Цена	3090 руб

3.5 Корпус

Требования к корпусу: вместительность (возможность установки всего выбранного оборудования), наличие дополнительных элементов системы охлаждения, приятный дизайн. Выбираем корпус IKONIK Ra X10 (рис. 9).

Рис. 9



Характеристики IKONIK Ra X106

Тип	Корпус без блока питания
Материал	Сталь, Алюминий, Пластик
Формат	Full-Tower
Форм-факторы материнских плат	eATX, ATX, mATX
Количество отсеков 5.25"	5
Количество отсеков 3.5" (внеш./внут.)	1/6
Установленные вентиляторы	1 х 120х120 мм, 1 x 140x140 мм, 2 x 80x80 мм
Места под дополнительные вентиляторы	Есть
Пылевые фильтры	Есть
Возможность установки жидкостной СО	Есть
Порты и разъёмы	2 x eSATA, 1 x IEEE 1394 (FireWire), 1 x Микрофонный вход, 1 x Выход на наушники, 4 x USB 2.0
Размеры	572 x 220 x 606 мм
Цена	6970 руб

3.6 Блок питания

В такой высокопроизводительной системе с мощными комплектующими, следует устанавливать надёжный блок питания с запасом по мощности в 30-40%, с расчётом на длительную эксплуатацию и возможность добавления комплектующих. Так же достоинством блока питания является модульная система кабелей. Выбираем блок питания ATX Corsair CP-9020008-EU 1200W (рис. 10).

Рис. 10



Характеристики Corsair CP-9020008-EU 1200W:

Мощность	1200 Вт
Стандарт	ATX 12V 2.3, EPS 12V 2.91
Нагрузка по линиям	+3.3V 30A, +5V 30A, +12V 100.4A, -12V 0.8A, +5Vsb 3.5A
Размер вентилятора	140 мм
Управление скоростью вращения вентилятора	Есть
Разъёмы	1 x 20+4-pin ATX, 6 x 6/8-pin PCI-Express, 16 x SATA, 12 x 4-pin Molex, 2 х 4+4-pin для CPU, 2 x FDD
Защита от короткого замыкания	Есть
Защита от перегрузки	Есть
Особенности	Полностью модульная кабельная система
Цена	13270 руб

3.7 Система охлаждения

В выбранном корпусе уже установлены вентиляторы создающие проходной воздушный поток, поэтому СО выбираем только для охлаждения процессора. Для отвода заявленных производителем процессора 125 Вт рассеиваемой мощности применим двухвентиляторный кулер Noctua NH-L12 (рис. 11).

Рис. 11

Характеристики Noctua NH-L12:

Тип	Кулер для процессора
Совместимость	Socket FM1, Socket 2011, Socket 775, Socket 1156, 1155, 1150, Socket 1366, Socket AM2, AM2+, AM3, AM3+
Тип подшипника	SSO-Bearing
Материал радиатора	Медь, Никель, Алюминий
Скорость вращения	120x120 мм: 300 - 1500 RPM 92x92 мм: 300 - 1600 RPM
Воздушный поток	120x120 мм: 74,3 - 93.4 м3/ч 92x92 мм: 52,6 - 64.3 м3/ч
Уровень шума	120x120 мм: 18,6 - 22.4 дБ 92x92 мм: 13,1 - 17.6 дБ
Напряжение питания	12 В
Размер	93 x 128 x 150 мм
Размер радиатора	66 x 128 x 150 мм
Цена	2690 руб

3.8 Мониторы

Для оборудования графической станции мониторы - ключевая составляющая, т.к. только через них происходит восприятие дизайнером обрабатываемой графики. Следовательно, необходимо оснастить станцию качественными мониторами с точной цветопередачей. В качестве таких выбираем два монитора Dell UltraSharp U2713H (рис. 12).

Рис. 12

Характеристики мониторов Dell UltraSharp U2713H:

Тип	LED монитор
Диагональ	27“
Соотношение сторон	16:9
Тип матрицы	IPS
Физическое разрешение	2560x1440
Зерно	0.231 мм
Яркость	350 кд/м2
Контрастность	1000:1
Динамическая контрастность	2000000:1
Время отклика	6 мс
Углы обзора по горизонтали/по вертикали	178?/178?
Цена	30300 руб
Цена за 2 шт	60600 руб

3.9 Устройства ввода

Графическую станцию следует оборудовать качественной мышью с большим разрешением, для более точного позиционирования на экране во время тонкой работы (например рисования). Клавиатуру следует выбрать из стандартных моделей, т.к. множество мультимедийных клавиш дизайнеру не нужно. Так же станцию следует оборудовать графическим планшетом для прямого ввода или редактирования изображений от руки. Последним необходимым устройством ввода является цветной сканер высокого разрешения.

Мышь ROCCAT Kone Pure, характеристики:

Тип	Проводная лазерная мышь
Разрешение датчика	8200 dpi
Количество кнопок	7 кнопок + колесо прокрутки
Интерфейс	USB
Дополнительно	Для правой руки, Макро-команды, Кнопка смены разрешения на корпусе мыши, Программируемые кнопки
Цена	3190 руб

Клавиатура Genius KB-110X, характеристики:

Тип	Стандартная клавиатура
Количество кнопок	104
Дополнительно	Имеет водонепроницаемый корпус
Интерфейс	PS/2
Цена	340 руб

Графический планшет Wacom Intuos Pro Special Edition M, характеристики:

Тип	Графический планшет с беспроводным пером
Размер	8.8"x5.5"
Активная область	223,5 x 139,7 мм
Разрешение датчика	5080 lpi
Количество уровней чувствительности	2048
Интерфейс	USB
Дополнительно	Подставка под перо, Беспроводное перо
Цена	18280 руб

Сканер Canon CanoScan 9000F Mark II, характеристики:

Категория	Сканер со слайд модулем
Тип сканера	Планшетный
Тип датчика сканера	CCD
Оптическое разрешение сканирования	4800x4800 dpi
Глубина цвета	48 бит
Слайд-адаптер	Есть
Интерфейс	USB 2.0
Цена	9350 руб

3.10 Источник бесперебойного питания

ИБП - необходимый элемент любой профессиональной станции, т.к. позволяет сохранить оборудование при неполадках в сети (импульсные помехи, короткие замыкания и т.д.) и результаты работы при отключении централизованного питания. Требования к ИБП: надёжность, достаточная мощность, время работы ПК от аккумулятора не менее 5 мин, зарядка аккумулятора во время работы. По этим требованиям выбираем ИБП APC Smart-UPS SMT1500I.



Его характеристики:

Тип	Line-Interactive
Максимальная выходная мощность	1500 ВА
Максимальная эффективная мощность	1000 Вт
Номинальное напряжение / частота	230V, 50/60 Гц +/- 5 Гц
Время работы на батареях	6.5 мин (полная нагрузка), 23.1 мин (половинная нагрузка)
Среднее время подзарядки	3 ч
Количество розеток	8
Тип розеток	IEC 320
Интерфейс соединения с ПК	SmartSlot, USB
Порты и разъёмы	1 x IEC 320 C14 (вход), Разъем SmartSlot, 1 x USB тип B, 8 x IEC 320 C13 (выход), 2 x IEC Jumpers
Защита	Защита от короткого замыкания, Защита от полного разряда, Защита от перегрузки, Фильтрация помех
Индикация	Звуковая индикация, Светодиодная индикация, ЖК-экран
Дополнительно	Автоматическая регулировка напряжения (AVR), Защита от утечек, Горячая замена батарей
Цена	23770 руб



4. Структурная схема ПК

Структурная схема сконфигурированного ПК показана на рис. 13

Составим структурную схему сконфигурированного ПК.

Рис. 13



5. Программное обеспечение

Для функционирования графической станции необходимы следующие наборы ПО:

1. Операционная система;

2. Стандартный набор ПО (офисный пакет, архиватор, антивирус);

3. Специализированные пакеты профессиональных программ для обработки графики.

В качестве операционной системы выбираем Win Pro 8.1 x64 Russian по цене 250 руб за OEM поставку с правом на использование на одном ПК.

В качестве офисного пакета будем использовать 64-разрядную версию бесплатного пакета LibreOffice. Архиватором будет выступать бесплатное приложение 7z.

В качестве антивируса выбираем Kaspersky Internet Security стоимостью 1600 руб за годовую лицензию на 2 ПК.

В зависимости от того какие конкретно задачи по обработке графики выполняет пользователь ПК наборы необходимых специализированных программ могут сильно варьироваться. Приведём приблизительный список необходимого ПО и его стоимость:

1. Adobe Photoshop CS6 - 27872 руб

2. CorelDRAW Graphics Suite 2014 Home - 4700 руб

3. Helicon Filter Stereo - 2000 руб.

4. Autodesk 3ds Max 2015 - 11679 руб

5. Corel VideoStudio Pro X5 - 3400 руб

Так же в комплектацию графической станции можно включить и другое ПО, но учитывая учебный характер данной работы, ограничимся пятью позициями.



6. Расчёт стоимости ПК

Подсчитаем суммарную стоимость сконфигурированного ПК.

Комплектующие и периферия:

Оборудование	Стоимость, руб
Процессор	6870
Материнская плата	7990
Видеокарта	32500
Накопители данных	17040
Оперативная память	7540
Привод оптических дисков	3090
Корпус	6970
Блок питания	13270
Система охлаждения	2690
Мониторы	60600
Устройства ввода	31160
ИБП	23770
Итого:	213490

Программное обеспечение:

ПО	Стоимость, руб
Операционная система	250
Антивирус	1600
Специализированное ПО	49651
Итого	51501

Таким образом, в результате проделанной работы был сконфигурирован ПК класса «Графическая станция» суммарной стоимостью 264991 рубль.

Размещено на Allbest.ru