Конфигурирование персонального компьютера

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»

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

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:

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:

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 2560×1600 при 60 Гц или 1920×1200 при 120Гц;

· Аппаратная тесселяция.

Характеристики видеоадаптера PNY VCQ4000-PB

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:

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

Рис. 5

Характеристики WD5000HHTZ:

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

Рис. 6

Характеристики WD30EFRX:

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:

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:

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

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-9 020 008-EU 1200W (рис. 10).

Рис. 10

Характеристики Corsair CP-9 020 008-EU 1200W:

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:

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:

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:

Клавиатура Genius KB-110X, характеристики:

Графический планшет Wacom Intuos Pro Special Edition M, характеристики:

Сканер Canon CanoScan 9000 °F Mark II, характеристики:

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:

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 8.1×64 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 — 27 872 руб

2. CorelDRAW Graphics Suite 2014 Home — 4700 руб

3. Helicon Filter Stereo — 2000 руб.

4. Autodesk 3ds Max 2015 — 11 679 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:

Программное обеспечение:

Таким образом, в результате проделанной работы был сконфигурирован ПК класса «Графическая станция» суммарной стоимостью 264 991 рубль.