37256

Корпус ПК

Контрольная

Информатика, кибернетика и программирование

В этом стандарте определяются требования к расположению слотов разъемов портов отверстий для крепления материнской платы к шасси корпуса к спецификации разъема блока питания и т. В свою очередь формфактор платы налагает определенные ограничения на дизайн корпуса системного блока и самого блока питания. К ним относятся: Объем корпуса и его импеданс; Толщина стенок корпуса; Количество установочных мест для жестких дисков; Способы крепления для жестких дисков; Способы фиксации интерфейсных карт и кожуха корпуса; Количество...

Русский

2013-09-23

849 KB

25 чел.

Вопрос 4

Корпус ПК

Корпус во многом определяет функциональные возможности компьютера, хотя, конечно, сам по себе он никак не связан с производительностью ПК.

Корпус определяет размеры материнской платы, которую в него можно установить, возможности по масштабированию ПК (сколько устройств можно будет поместить), влияет на эффективность системы охлаждения и уровень шума, создаваемого компьютером, а также определяет возможность и удобство подключения периферийных устройств.

Кроме предназначения, корпуса можно классифицировать по формфактору, который определяет особенности корпуса и возможность его использования только с материнскими платами соответствующего формфактора.

Формфактор корпуса.

Понятие форм фактора корпуса неразрывно связано с понятием формфактора материнской платы. Формфактор материнской платы – это базовые требования по дизайну материнских плат, объединенные в едином стандарте. В этом стандарте определяются требования к расположению слотов, разъемов портов, отверстий для крепления материнской платы к шасси корпуса, к спецификации разъема блока питания и т.д. В свою очередь, формфактор платы налагает определенные ограничения на дизайн корпуса системного блока и самого блока питания. Поэтому часто говорят, что корпус имеет формфактор АТХ или ВТХ.

Классификация корпусов.

По своему назначению все корпуса можно условно разделить на следующие типы:

  •  Корпуса для домашних игровых ПК;
  •  Корпуса для домашних универсальных ПК;
  •  Корпуса для домашних мини-ПК;
  •  Корпуса для мультимедийных центров;
  •  Корпуса для офисных ПК;
  •  Корпуса для рабочих станций;

Рассмотрим наиболее важные критерии, по которым можно судить о функциональности корпуса и его пригодности для того или иного ПК. К ним относятся:

  •  Объем корпуса и его импеданс;
  •  Толщина стенок корпуса;
  •  Количество установочных мест для жестких дисков;
  •  Способы крепления для жестких дисков;
  •  Способы фиксации интерфейсных карт и кожуха корпуса;
  •  Количество установочных мест для вентиляторов и их типоразмер;
  •  Возможность вывода USB портов, а также звуковых разъемов на лицевую панель корпуса;
  •  Наличие вентиляционных отверстий на передней панели корпуса;
  •  Характеристики блока питания;
  •  Возможность молдинга;
  •  Количество отсеков для установки устройств с формфактором 5,25дюйма.

Толщина стенок корпуса, а также металла несущей рамы определяет акустические характеристики корпуса. При достаточной толщине металла (не менее 0,8мм) резко снижается уровень шума и практически отсутствует вибрация. Дешевые корпуса изготавливаются из стали толщиной 0,5-0,6 мм, и их стенки легко входят в вибрацию.

Количество отсеков для установки устройств с формфактором 5,25 дюйма определяет то количество устройств, которые вы можете установить в корпус ПК. К таким устройствам относятся CD- и DVD-приводы, а также специализированные планки (например, планка управления звуковой картой или планки, на которые выводятся рукоятки управления скоростью вращения вентиляторов). Кроме того, в эти отсеки могут устанавливаться системы жидкостного охлаждения.

Количество установочных мест для жестких дисков – еще одна характеристика корпуса. Желательно, что бы диски устанавливались в специальной съемной корзине. Кроме того, достаточно важным фактором является способ крепления винчестеров (просто болтиками или резиновые демпферы, предотвращающие прямой контакт жесткого диска с шасси корпуса).

Вопрос 5.

Блоки питания

Блок питания предназначен для преобразования переменного напряжения электрической сети в постоянные напряжения для электропитания устройств располагающихся в системном блоке компьютера. Мощность используемого блока питания должна соответствовать суммарной потребляемой мощности всех подключенных устройств и иметь определенный запас. Большинство электронных компонентов компьютера требует напряжение питания +5 В, для двигателей накопителей нужны +12 В, для питания некоторых цепей требуется +3,3 В; -5 В; -12 В.

В корпусе типового блока питания стандарта АТХ установлен вентилятор охлаждения, два сетевых разъема. Один разъем предназначен для подключения к сети переменного тока, от другого возможно выполнять электропитание монитора компьютера. Для подключения блока питания к системной плате используется 20-контактный и дополнительный 4-контактный разъемы, питание дисковых накопителей осуществляется через однорядные 4-контактные разъемы. Если имеющихся разъемов не хватает можно применять специальные разветвители. На корпусе разъемов имеются «ключи», предотвращение неправильное подключение.

Жгуты проводов, выходящие из корпуса блока питания имеют стандартную цветовую маркировку:

  •  Красный 5 В;
  •  Оранжевый +3,3 В;
  •  Желтый +12 В;
  •  Синий -12 В;
  •  Белый -5 В;
  •  Черный GND/

Существуют модели блоков питания, в которых не используются жгуты с разъемами, а напряжение питания выведены на разъем, закрепленный на корпусе блока. Необходимые соединения выполняются отдельными кабелями от блока питания к устройству. При таком подходе отсутствуют «беспризорные» жгуты в системном корпусе.

Современные процессоры с высокими тактовыми частотами, производительные видеокарты и некоторые другие устройства имеют очень большие токи потребления. Не все блоки питания удовлетворяют жестким требованиям к источникам питания система базе высокопроизводительных процессоров и видеокарт. Особые жесткие требования предъявляются к цепям питания +5В и +3,3В. Для устойчивой работы всех компонентов компьютера необходимо, чтобы блок питания обеспечивал максимальные токи потребления для всех выходных напряжений. Для подбора требуемой мощности блока питания необходимо просуммировать суммарные токи потребления всех устройств по каждому номиналу напряжения и сравнить с максимальным током по этой цепи, обеспечиваемой блоком питания. Упрощенный вариант выбора предполагает суммирование мощностей всех устройств компьютера и последующий выбор блока питания с запасом от этой мощности в 30-50%.

Основная характеристика блока питания – это мощность, которая должна соответствовать количеству устройств, устанавливаемых в ПК. Кроме того, именно блок питания, а точнее, количество разъемов (молексов), определяет, сколько именно дополнительных устройств может быть расположено внутри ПК. Некоторые боки питания оснащены разъемами питания для подключения жестких дисков с интерфейсом SATA.

От эффективности блока питания напрямую зависит стабильность работы всей системы. Кроме мощности, важна еще и стабильность характеристик тока. О качестве блока питания свидетельствует его вес: легкий блок питания, как правило будет более дешевым и менее надежным.

В настоящее время разработано достаточно большое количество систем охлаждения, которые отличаются друг от друга принципом функционирования системы теплоотвода, то есть среды, используемой для отвода тепла. По системам теплоотвода системы охлаждения можно разделить на следующие категории:

  •  Пассивные системы охлаждения на основе радиаторов;
  •  Системы охлаждения на основе тепловых трубок;
  •  Воздушные системы охлаждения;
  •  Жидкостные системы охлаждения;
  •  Системы охлаждения на основе модулей Пельтье.

Пассивные системы охлаждения на основе радиаторов. Традиционная система охлаждения процессора или другой горячей микросхемы, называемая кулером, включает в себя радиатор и вентилятор. Радиатор необходим, для того чтобы, увеличить интенсивность теплообмена между процессором и окружающим пространсвом. Радиаторы выполняются из алюминия, меди или из комбинации обоих металлов.

Радиаторы должны отвечать определенным требованиям:

  1.  Быстро забирать тепло от процессора;
  2.  Хорошо проводить тепло от своей нижней (горячей) поверхности к верхней (холодной);
  3.  Эффективно рассеивать это тепло в окружающее пространство.

Передача тепла между процессором и радиатором (процесс теплоотдачи) зависит от разности температур на границе двух сред, от площади контакта и от контактирующих материалов.

Чтобы повысить эффективность теплопроводности внутри самого радиатора, его изготавливают из материала с высоким коэффициентом теплопроводности. Самым высоким коэффициентом теплопроводности обладает серебро, но из-за высокой стоимости оно не используется для изготовления радиаторов. На втором месте стоит медь, поэтому ее часто используют при изготовлении радиаторов.

Чтобы увеличить эффективность теплоотдачи между поверхностью микросхемы и радиатором, в качестве промежуточного слоя между ними используют термопасту.

Чтобы увеличить эффективность теплоотдачи между поверхностью радиатора и окружающим воздухом, увеличивают площадь радиатора (площадь теплового рассеивания), делая поверхность радиатора ребристой.

Чтобы кардинально уменьшить тепловое сопротивление пассивного радиатора можно при использовании дополнительного вентилятора. Вентилятор создает принудительную конвекцию воздуха, что способствует, возрастанию эффективности теплообмена между радиатором и окружающим пространством. Поэтому для уменьшения теплового сопротивления в купе с радиатором используется вентилятор, а их совокупность называется кулером.

Системы охлаждения на основе тепловых трубок. Тепловые трубы встречаются в системах охлаждения чипсетов и компонентов видеокарт.

Рассмотрим принцип действия тепловой трубы (прототип термосифон). Принцип действия термосифона основан на таком физическом явлении, как конвекция (рис.8.1.). Простейший термосифон представляет собой полую трубку из меди, внутри которой имеется небольшое количество рабочей жидкости. Жидкость может быть различной – все зависит от характерных температур. Для температур от 0 до 3000С в качестве рабочей жидкости может использоваться вода. После добавления жидкости из корпуса термосифона откачивают воздух, а корпус запаивают (герметизируют). Термосифон располагается вертикально, а конец с жидкостью помещается в область повышенной температуры. При подводе тепла жидкость начинает превращаться в пар (зона испарения). На скорость парообразования влияют такие факторы, как температура жидкости и давление. Чтобы повысить интенсивность парообразования при температурах, которые значительно ниже температуры кипения жидкости, как раз и создается разряженное давление внутри термосифона.

Образующийся при нагревании пар в результате конвекции движется вверх, то есть в зону с меньшей температурой. В результате остывания пар конденсируется и стекает по стенкам термосифона вниз. Для эффективного теплоотвода с помощью такого термосифона необходимо обеспечить постоянный отвод тепла от зоны конденсации, что можно сделать с помощью радиатора.

В тепловой трубе в качестве сил, поднимающих конденсат против сил гравитации, используются капилярные силы, возникающие при смачивании жидкостью капилярно-пористого материала. В отличие от термосифона, тепловая трубка работает в любом положении (рис.8.2.)

Тепловые трубы, используемые для системы охлаждения процессоров, обычно изготавливают из меди. При этом корпус тепловой труби должен быть герметичным, выдерживать перепад давлений между внутренней и внешней средами и обеспечивать подвод тепла к рабочей жидкости и отвод тепла от нее. Диаметр тепловой трубы может быть различным однако должно соблюдаться условие, чтобы внутренний диаметр полопсти исключал действие капилярных сил, то есть чтобы паровой канал не превратился в капилярный.

Для охлаждения процессоров в качестве рабочей жидкости можно использовать воду (диапазон рабочих температур – от 30 до 200оС) или ацетон (диапазон рабочих температур – от 0 до 120оС).

Капиллярно-пористый материал, используемый в тепловых трубках, должен быть достаточно мелкопористым для улучшения капиллярного эффекта, но в то же время слишком мелкопористая структура будет препятствовать проникновению жидкости. Поэтому выбор материала для фитиля зависит и от рабочих температур, и от общей длины тепловой трубки.

Воздушные системы охлаждения.

Для уменьшения теплового сопротивления кулеры оснащаются вентиляторами. Вентиляторы используются не только вместе с радиаторами, но и отдельно для создания принудительной конвекции воздуха внутри системного блока (или блока питания). Основу всех современных вентиляторов, используемых в ПК, составляет двигатель постоянного тока с напряжением питания 12В.

Вентиляторы могут быть выполнены на подшипниках скольжения и подшипниках качения. Используются также комбинированные схемы из одного подшипника скольжения и одного подшипника качения. Кроме того, могут использоваться два подшипника качения.

Вентиляторы на основе подшипников скольжения (рис.8.3.) наиболее посты в изготовлении и дешевы. Однако они довольно шумные, а срок их эксплуатации недолог. Причем со временем уровень шума, создаваемого таким подшипником, только увеличивается.

Вентиляторы на основе подшипников качения (рис.8.4.) дороже, но и качественнее. Во-первых, они надежнее в работе, а во вторых, значительно менее шумные по сравнению с подшипниками скольжения. Все вентиляторы так называемых бесшумных серий основаны именно на подшипниках качения.

Кроме типов используемых подшипников и особенностей схем контроля работы двигателя, вентиляторы характеризуются производительностью, скоростью вращения, типоразмером и уровнем шума.

Производительность вентилятора является его важнейшей технической характеристикой и определяет объем воздуха, прокачиваемый вентилятором в единицу времени. Производительность вентилятора принято выражать в кубических футах в минуту. Типичные значения производительности вентиляторов – от 10 до 50 CFM.

Скорость вращения вентилятора измеряется в оборотах в минуту. Производительность вентилятора непосредственно связана со скоростью вращения: чем быстрее вращается вентилятор, тем больший воздушный поток он создает. Типичные значения скорости вращения вентиляторов – от 1000 до 5000 об/мин.

По типоразмеру наиболее распространены вентиляторы 60х60, 80х80, 92х92 и 120х120 мм. Чем больше размер вентилятора, тем выше его производительность.

Одной из важнейших эксплуатационных характеристик вентиляторов является уровень создаваемого ими шума. Уровень шума вентиляторов выражается в децибелах по фильтру А (дБА) (фильтр А учитывает особенность восприятия звука человеческим ухом на разных частотах). Человек воспринимает звук начиная с 30 дБА, а типичное значение шума, создаваемого современными вентиляторами, лежит в диапазоне от 32 до 50 дБА.

Уровень шума вентилятора напрямую зависит от скорости его вращения. Наиболее тихими являются именно 120-миллиметровые вентиляторы, поскольку для создания требуемого воздушного потока они могут вращаться с более низкой скоростью, чем вентиляторы меньшего типоразмера.

Жидкостные системы охлаждения. Принципиальная разница между воздушным и жидкостным охлаждением заключается в том, что в последнем случае для переноса тепла вместо воздуха используется жидкость, обладающая большей, по сравнению с ним, теплоемкостью. Для этого вместо воздуха через радиатор прокачивается вода или другая подходящая для охлаждения жидкость. Циркулирующая жидкость обеспечивает лучший теплоотвод, чем поток воздуха.

Другое различие заключается в том, что жидкостные системы охлаждения гораздо компактнее традиционных воздушных кулеров. Именно поэтому первыми стали применять жидкостное охлаждение на серийных устройствах производители ноутбуков.

С точки зрения конструкции системы принудительной циркуляции жидкости по замкнутому контуру системы жидкостного охлаждения можно разделить на два типа: внутренние и внешние.

Никакого принципиального различия между внутренними и внешними системами не существует. Разница заключается лишь в том, какие функциональные блоки находятся внутри корпуса, а какие – снаружи.

Принцип действия жидкостных систем охлаждения достаточно прост и напоминает систему охлаждения в автомобильных двигателях. Холодная жидкость (как правило, дистиллированная вода) прокачивается через радиаторы охлаждаемых устройств, в которых она нагревается (отводит тепло). После этого нагретая жидкость поступает в теплообменник, в котором обменивается теплом с окружающим пространством и охлаждается. Для эффективного теплообмена с окружающим пространством в теплообменниках, как правило, используются вентиляторы. Все компоненты конструкции соединяются между собой силиконовыми шлангами диаметром 5-10 мм. Чтобы заставить жидкость циркулировать по замкнутому корпусу, используется специальный насос – помпа. Структурная схема такой системы показана на рис.8.14.

Посредством систем жидкостного охлаждения тепло отводится от центральных процессоров и графических процессоров видеокарт. При этом жидкостные радиаторы для графических и центральных процессоров различаются между собой. Для графических процессоров они меньше по размеру, однако принципиально ничем друг от друга не отличаются. Эффективность жидкостных радиаторов определяется площадью контакта его поверхности с жидкостью, поэтому для увеличения площади контакта внутри жидкостных радиаторов устанавливают ребра или столбчатые иголки.

Во внешних жидкостных системах охлаждения внутри корпуса компьютера размещается только жидкостный радиатор, а резервуар с охлаждающей жидкостью, помпа и теплообменник, помещенные в единый блок, выносятся за пределы корпуса ПК.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

28563. Однонаправленные функции, построение однонаправленных функций с секретами 14.43 KB
  Обозначим через QF сложность вычисления значения Fx для произвольного xX через QF1 сложность вычисления по произвольному yY значения x такого что Fx=y сложность вычисления понимается в стандартном смысле теории сложности. Сложность вычисления F такова что алгоритм ее вычисления реализуем на современной технике и выдает ответ за приемлемое время 2. Сложность вычисления F1 такова что алгоритм ее вычисления либо не реализуем на современной технике либо не дает ответ за приемлемое время. Что считать приемлемым...
28564. Система RSA. Использование алгоритма Евклида для расчета секретного ключа d 23.69 KB
  Подобный блок может быть интерпретирован как число из диапазона 0; 2i1;; для каждого такого числа назовем его mi вычисляется выражение ci=mie mod n 3.По теорема Эйлера если число n представимо в виде двух простых чисел p и q то для любого x имеет место равенство Xp1q1 mod n =1 Для дешифрования RSAсообщений воспользуемся этой формулой. Возведем обе ее части в степень y: Xyp1q1 mod n = 1 y=1 Теперь умножим обе ее части на x : xyp1q11 mod n =...
28565. Алгоритма цифровой подписи Эль Гамаля, преимущества по сравнению с методом RSA, недостатки 13.41 KB
  Алгоритма цифровой подписи Эль Гамаля преимущества по сравнению с методом RSA недостатки. В отличие от RSA метод ЭльГамаля основан на проблеме дискретного логарифма. По сравнению с методом RSA данный метод имеет целый ряд преимуществ: 1. Кроме того данный алгоритм подписи не допускает его использования в качестве алгоритма шифрования в отличии от RSA в котором шифрование и подпись суть одно и то же а следовательно не подпадает ни под какие экспортные ограничения из США.
28566. Проблема дискретного логарифмирования, аутентификация 86.42 KB
  Система строится из криптографических примитивов низкого уровня:групповой операции симметричного шифра функции хэширования и алгоритма вычисления кода аутентификации сообщенияимитовставки MAC. Код аутентификации сообщения позволяет пользователям обладающим общим секретным ключом выработать битовую строку для аутентификации и проверки целостности данных Пусть Msg = {01} пространство сообщений mKey = {01}mLen пространство ключей для вычисления MAC для некоторого mLen N Tag = {01}tLen включающее множество всех возможных...
28567. Система открытого шифрования RSA, атаки на RSA 15.87 KB
  В настоящее время наиболее развитым методом криптографической защиты информации с известным ключом является RSA названный так по начальным буквам фамилий ее изобретателей Rivest Shamir и Adleman и представляющую собой криптосистему стойкость которой основана на сложности решения задачи разложения числа на простые сомножители. Чтобы использовать алгоритм RSA надо сначала сгенерировать открытый и секретный ключи выполнив следующие шаги: выберем два очень больших простых числа p и q; определим n как результат умножения p на q n = p Ч...
28568. Система электронной подписи Эль Гамаля (EGSA - ElGamal Signature Algorithm) 16.07 KB
  Затем выбирается секретное число х и вычисляется открытый ключ для проверки подписи y=gxmod p Далее для подписи сообщения М вычисляется его хэшфункция т = hM. Выбирается случайное целое k:1 k p1 взаимно простое с р1 и вычисляется r=gkmod p. После этого с помощью расширенного алгоритма Евклида решается относительно s уравнение m=xrksmodp1. Получатель подписанного сообщения вычисляет хэшфункцию сообщения m=hM и проверяет выполнение равенства yrrs=gxrgks=gxrks=gmmod p.
28569. Система открытого шифрования Эль Гамаля 58 KB
  Для шифрования сообщения M проводится следующая процедура: Выбирается случайное число k kP1=1 Вычисляется G=AK mod P Вычисляется H=yK M mod P Пара G H является шифрованным сообщением M При расшифровании вычисляется: H GX mod P = yK M AXK mod P = M mod P Преимуществами системы ЭЦП и ОШ Эль Гамаля является простота генерации открытых и секретных ключей а так же то что параметры P и A могут быть общими для всех участников сети связи.
28570. Общая схема электронной подписи на основе дискретной экспоненты 14.29 KB
  Пусть DATA пеpедаваемое Александpом Боpису сообщение. Александp подписывает DATA для Боpиса пpи пеpедаче: Eebnb{Edana{DATA}}. Боpис может читать это подписанное сообщение сначала пpи помощи закpытого ключа Eebnb Боpиса с целью получения Edana{DATA}= Edbnb{ Eebnb{ Edana {DATA}}} и затем откpытого ключа EeAnA Александpа для получения DATA= Eeana{ Edana {DATA}}. Таким обpазом у Боpиса появляется сообщение DATA посланное ему Александpом.
28571. Однонаправленные хеш-функции Понятие хеш-функции 13.67 KB
  Изменения в тексте сообщения приводят к изменению значения хешфункции. На бесключевые хешфункции накладываются определенные условия. однонаправленность устойчивость к коллизиям устойчивость к нахождению второго прообраза Применение ключевых хэшфункций Ключевые хешфункции применяются в случаях когда стороны имеют общий секретный ключ доверяют друг другу.