Курс IT Essentials. Контрольная работа 1. Знакомство с системой персонального компьютера.
Помощник Админа > Blog > Windows & Linux > Linux > Курс IT Essentials. Контрольная работа 1. Знакомство с системой персонального компьютера.
Контрольная работа по главе 1. Знакомство с системой персонального компьютера.
Вопрос 1.
Заказчик попросил собрать ПК, который будет поддерживать eSATA. Какой компонент необходимо проверить, чтобы убедиться в поддержке этой функции?
жесткий диск
ЦП
+++ чипсет
модуль ОЗУ
Вопрос 2.
Какие три компонента должны иметь один и тот же форм-фактор при сборке компьютера? (Выберите три варианта.)
монитор
клавиатура
+++ материнская плата
+++ блок питания
+++ корпус
видеокарта
Вопрос 3.
Что из нижеперечисленного относится к приемам увеличения производительности процессора по сравнению с фабричным значением?
++++ разгон
ограничение
гиперпоточность
многозадачность
Вопрос 4.
Какие единицы используются при измерении величины сопротивления току в цепи?
+++ омы
ватты
вольты
амперы
Сопротивление цепи измеряется в омах (Ом). Амперы (А) используются при измерении количества электронов, перемещающихся по цепи. Ватты (Вт) используются при измерении величины работы, необходимой для перемещения электронов по цепи. Вольты (в) используются при измерении работы, которую требуется проделать для перемещения заряда из одного места в другое.
Вопрос 6.
Какую характеристику имеют тонкие клиенты?
Им требуется быстрое ОЗУ большого объема.
Они выполняют все задачи обработки локально.
Они способны одновременно запускать несколько операционных систем.
+++ Для доступа к вычислительным ресурсам и хранилищу им требуется сетевое соединение.
Вопрос 7.
Какое обновление оборудования позволит процессору игрового ПК обеспечивать оптимальный уровень производительности для видеоигр?
внешний жесткий диск большой емкости
+++ быстрое ОЗУ большого объема
жидкостное охлаждение
диск EIDE с высоким быстродействием
Вопрос 8.
Какая плата адаптера в ПК обеспечивает отказоустойчивость данных?
+++ плата RAID
карта SD
плата ввода-вывода
плата захвата
Вопрос 9.
Что необходимо знать перед тем, как выбирать блок питания? (Выберите два варианта.)
требования к напряжению периферийных устройств
установленная операционная система
++++ общая мощность всех компонентов
++++форм-фактор корпуса
тип ЦП
Вопрос 10.
В ведении сетевого администратора на данный момент находится три сервера, и ему нужно добавить четвертый, однако для размещения дополнительного монитора и клавиатуры недостаточно места. При помощи какого устройства можно подключить все серверы к одному комплекту монитора и клавиатуры?
коммутатора USB
монитора с сенсорным экраном
ИБП
+++ KVM-переключателя
концентратора PS/2
Вопрос 11.
Какие устройства являются устройствами вывода? (Выберите три варианта).
клавиатура
+++ принтер
+++ наушники
мышь
+++ монитор
дактилоскопический сканер
Вопрос 12.
Заполните пустое поле.
В серверах и высокопроизводительных рабочих станциях обычно используется _______ память. Это специальная память, в которой имеется дополнительная схема для управления ОЗУ большого объема. Используйте русскоязычный термин.
Ответ 1: буферизуемая
Вопрос 13.
Какой тип памяти встроен в микросхему ЦП для обеспечения быстрого доступа к данным?
SODIMM
DDR3
Оперативная динамическая память DRAM
+++ Статическое ОЗУ (SRAM)
Вопрос 14.
Назовите два программных интерфейса, которые позволяют настраивать напряжение ЦП. (Выберите два варианта.)
+++ Настройки UEFI
+++ Параметры BIOS
Панель управления – Система
Панель управления – Электропитание
Панель управления – Диспетчер устройств
Вопрос 15.
Какой опасности подвергает себя инженер, открывая блок питания, даже если последний был давно отключен от сети?
+++ поражению накопленным зарядом высокого напряжения
воздействию тяжелых металлов
ожогу от горячих компонентов
отравлению ядовитыми парами
Виды оперативной памяти
На сегодняшний день выпущено четыре вида оперативной памяти: DDR, DDR2, DDR3, DDR4. Они также делятся на 2 форм фактора: DIMM – для компьютеров, SO-DIMM – для ноутбуков. Эти два типа абсолютно разные, их невозможно спутать, для компьютеров они вытянутые, для ноутбуков – короткие. Рассмотрим каждое поколение ОЗУ в отдельности.
DDR – первый тип памяти, ему более 20 лет. Использует напряжение 2.6В. Спецификации DDR SDRAM:
| Название модуля | Тип чипа | Частота шины памяти, МГц |
|---|---|---|
| PC1600 | DDR200 | 100 |
| PC2100 | DDR266 | 133 |
| PC2400 | DDR300 | 150 |
| PC2700 | DDR333 | 166 |
| PC3200 | DDR400 | 200 |
| PC3500 | DDR433 | 217 |
| PC3700 | DDR466 | 233 |
| PC4000 | DDR500 | 250 |
| PC4200 | DDR533 | 267 |
| PC5600 | DDR700 | 350 |
DDR2 – второе поколение оперативной памяти, впервые появилась в 2003 году. Использует напряжение 1.8В. Спецификации DDR2:
| Название модуля | Тип | Частота шины памяти, МГц |
|---|---|---|
| PC2‑3200 | DDR2‑400 | 200 |
| PC2‑4200 | DDR2‑533 | 266 |
| PC2‑5300 | DDR2‑667 | 333 |
| PC2‑5400 | DDR2‑675 | 337 |
| PC2‑5600 | DDR2‑700 | 350 |
| PC2‑5700 | DDR2‑711 | 355 |
| PC2‑6000 | DDR2‑750 | 375 |
| PC2‑6400 | DDR2‑800 | 400 |
| PC2‑7100 | DDR2‑888 | 444 |
| PC2‑7200 | DDR2‑900 | 450 |
| PC2‑8000 | DDR2‑1000 | 500 |
| PC2‑8500 | DDR2‑1066 | 533 |
| PC2‑9200 | DDR2‑1150 | 575 |
| PC2‑9600 | DDR2‑1200 | 600 |
DDR3 – это третье поколение, и оно делится на три типа с различным напряжением: DDR3 – 1.5В, DDR3L – 1.35В, DDR3U – 1.25В. Выпуск всех модификаций с 2007 по 2010 год. Спецификации DDR3:
| Название модуля | Тип | Частота шины памяти, МГц |
|---|---|---|
| PC3‑6400 | DDR3‑800 | 400 |
| PC3‑8500 | DDR3‑1066 | 533 |
| PC3‑10600 | DDR3‑1333 | 667 |
| PC3‑12800 | DDR3‑1600 | 800 |
| PC3‑14900 | DDR3‑1866 | 933 |
| PC3‑17000 | DDR3‑2133 | 1066 |
| PC3‑19200 | DDR3‑2400 | 1200 |
DDR4 – это последнее поколение на сегодняшний день, в массовое производство поступила в 2014 году. Потребляемое напряжение 1.2В. Имеет большее количество различных таймингов. Спецификации DDR4:
| Название модуля | Тип | Частота шины памяти, МГц |
|---|---|---|
| PC4-12800 | DDR4-1600 | 800 |
| PC4-14900 | DDR4-1866 | 933.33 |
| PC4-17000 | DDR4-2133 | 1066.67 |
| PC4-19200 | DDR4-2400 | 1200 |
| PC4-21333 | DDR4-2666 | 1333 |
| PC4-23466 | DDR4-2933 | 1466.5 |
| PC4-25600 | DDR4-3200 | 1600 |
Как вы наверное заметили, каждое последующее поколение меньше потребляет энергии, но выдает более высокую производительность. Что придает эффективность в работе и минимальные энергозатраты.
Для большинства пользователей ПК критерий выбора оперативной памяти схож с выбором накопителя — чем больше, тем лучше. И с этим, конечно же, не поспоришь — как говорится, памяти много не бывает. Но почему-то многие забывают про скоростные характеристики памяти, считая, что они слабо влияют на производительность.
Однако на практике получается интересная картина — так, при разгоне памяти. растет производительность центрального процессора, причем зачастую это не какие-то доли или единицы процентов, заметные только в бенчмарках — нет, это вполне ощутимые и при обычной работе десятки процентов. Казалось бы — это какая-то магия, разгоняешь один компонент, а увеличивается производительность другого, но это перестает казаться странным, если вспомнить, что компьютер — это совокупность завязанных друг на друга компонентов, которые не могут работать по отдельности. Ведь, к примеру, уже никого не удивляет, что система на SSD грузится и работает существенно быстрее, чем на HDD, хотя все остальные компоненты при этом могут быть точно такими же.
Но если с накопителями все понятно — чем быстрее их скорости чтения и записи, тем быстрее будут читаться файлы, и тем быстрее будет происходить с ними работа, то вот в случае с ОЗУ и процессором все остается туманным, и в этой статье мы попытаемся развеять этот туман.
Как происходит обсчет данных на процессоре
Начнем с того, как именно процессор работает с данными. По сути перед ним стоит задача: у него есть неструктурированная информация, с которой он должен что-то делать. Сама информация хранится в кэше процессора — это небольшой объем быстрой памяти, которая обычно расположена на одном кристалле с CPU для быстрого доступа к ней.
Что делать процессору с неструктурированной информацией? Вполне логично, что он должен ее структурировать — и для этого создается так называемая очередь инструкций вместе с кэшем инструкций: это место, где хранятся так сказать «полуфабрикаты» — процессор уже знает, как именно работать с этой информацией, но пока с ней не работает.
Каждый процессор имеет множество вычислительных блоков — ALU или FPU — которые и предназначены для работы с арифметическими и логическими данными. И каждый такт процессор выбирает из очереди именно те микрооперации, которые могут занять как можно больше вычислительных блоков, и если так получается, что мы нагружаем все доступные блоки, то мы достигаем максимальной загрузки и, значит, и производительности процессора.
На практике же, разумеется, всегда встречаются простои. Рассмотрим это на простом примере: допустим, нам нужно сложить X и Y. Казалось бы, плевая задача — но только при условии того, что мы эти X и Y знаем. Но зачастую X — это результат сложения A и B, а Y — результат, допустим, разности C и D. Поэтому процессору сначала нужно посчитать A+B и C-D, и лишь потом он сможет вычислить X+Y. В итоге вычисление X+Y откладывается как минимум на один такт, что приводит к появлению пустого места в конвейере на текущем такте.
Однако все может быть много хуже — у процессора может банально не быть данных ни для каких вычислений. Конечно, тут все сильно зависит от выполняемой задачи и «ровнорукости» программиста, писавшего сию программу — последний должен хорошо себе представлять, как процессор будет «понимать» его код, преобразованный декодером команд процессора. Так что в идеальном случае, если программист написал код, который способен хорошо и на некоторое время вперед загрузить CPU вычислениями, то тут влияния на производительность от разгона памяти практически нет — даже если данные подгружаться медленно, процессору все равно есть, что считать.
Увы, но на практике таких программистов маловато, и поэтому процессоры постоянно дорабатывают так, чтобы они могли быть заняты даже при недостатке данных. Для этого используется так называемый предсказатель переходов (или ветвлений), который по особому алгоритму может «додумать», что ему делать дальше, когда данных недостаточно.
И тут есть два дальнейших сценария — или процессор не ошибся и все посчитал верно, тем самым ускорив вычисления, или же он ошибся, и нужно полностью перезапускать весь вычислительный конвейер, что приводит к резкому падению производительности. И, к слову, именно улучшения в предсказателе ветвлений в последнее время и дают наибольший вклад в рост производительности — его дорабатывают так, чтобы он как можно меньше ошибался.
Нужно больше золота памяти
Очевидно, что проблем с недостатком данных не было бы в принципе, если процессор хранил все нужные данные у себя. Однако на практике это слишком дорого, поэтому кэш рос медленно — в 90-ые годы это были десятки килобайт кэша первого уровня (L1). На рубеже тысячелетий этого стало катастрофически мало, и добавили кэш второго уровня, L2, объемом в сотни килобайт. В конце нулевых появился кэш L3, позволяющий хранить несколько мегабайт информации, ну и совсем недавно, в 2015 году, появились процессоры с кэшем четвертого уровня, L4, объем которого мог быть до 128 МБ.
Смысл в увеличении объема кэша был прост — обеспечить процессор как можно большим количеством данных, получить доступ к которым он может с наименьшими задержками, что, в свою очередь, уменьшает количество простоев. Но, разумеется, все данные в кэш поместить не получится, поэтому часть их хранится в ОЗУ, которая имеет задержки доступа зачастую на порядок больше, чем кэш L1, и в разы больше, чем L3. Плюс пропускная способность памяти кажется просто смешной, если сравнивать ее с теми гигантскими объемами информации, с которыми процессор может оперировать ежесекундно.
Поэтому, если нам нужно обсчитать большой объем информации, который не помещается в кэш, то задержки при работе с ОЗУ и ее относительно низкая пропускная способность прямым образом влияют на загрузку процессора — то есть на то, будут ли у него данные для вычислений, или нет — а это, в свою очередь, напрямую влияет на его производительность.
Каким именно образом память влияет на производительность
Теперь, когда с теорией немного разобрались, пора бы уже объяснить, как именно влияет память на производительность CPU. Представим себе задачу, при работе с которой процессор 50% времени простаивает. Казалось бы — по мониторингу нагрузка на него должна быть 50%, но на практике тот же диспетчер задач будет говорить, что CPU занят на 100%. Врет ли он? Да в общем-то нет — перед процессором стоит задача, и он ее из всех сил выполняет. Ну а то, что при этом конвейер занят на 50% — ну вот такая «кривая» задача, процессор все равно не может выполнить ее быстрее.
Теперь представим, что у нас есть идеальная память, частоту которой можно увеличить вдвое. Что произойдет? Во-первых, вдвое увеличится пропускная способность. Во-вторых, вдвое уменьшатся задержки — потому что они изначально измеряются не в наносекундах, а в тактах контроллера памяти, которые обратно пропорциональны частоте. Соответственно рост частоты вдвое во столько же раз уменьшает задержки.
Конечно, на практике это ни разу не так — есть еще собственная задержка контроллера памяти, да и вдвое увеличить частоту и не увеличить при этом тайминги — фантастика. Но, раз мы представили идеальную картину, то пусть будет так. В итоге мы уменьшили задержки вдвое, и теперь процессор простаивает лишь 25% времени.
Зеленое — нагрузка на процессор, красное — простой, желтое — аппроксимирующая линия, по которой явно видно, что с ростом частоты до бесконечности время простоя уменьшается до нуля.
Еще увеличиваем частоту вдвое, еще вдвое уменьшаются задержки, а, значит, и простаивать процессор теперь будет «всего» 12.5%. Увеличение частоты еще в два раза «добавит» процессору еще 6.25% производительности, и так далее. Отсюда же, кстати, хорошо видно, что «бесконечный» разгон памяти не эффективен — уже после трех удвоений частоты мы будем «отыгрывать» лишь единицы процентов производительности — и это в том случае, если у нас задача изначально нагружала процессор всего на 50%. На практике этот уровень выше, поэтому и увеличение частоты выше определенного уровня перестает существенно увеличивать производительность.
Поэтому память и процессоры всегда развивались параллельно — так, с бурным ростом производительности CPU в 90-ые годы, когда новые процессоры всего через пару лет были вдвое мощнее предыдущих, ОЗУ тоже совершила качественный скачок от SDRAM до DDR, когда «внешняя» частота памяти стала вдвое выше «внутренней». Также хорошо видно, что сейчас в сегменте высокопроизводительных CPU, где количество ядер уже превышает пару десятков, начинается переход от 4-канальной памяти к 6-канальной.
И тут становится ясно, что ОЗУ в общем-то не увеличивает производительность процессора — она лишь уменьшает время его простоя, приближая его к той производительности, которую он мог бы выдавать в идеальном мире. Поэтому не надейтесь на то, что, купив какой-нибудь Intel Celeron и DDR4-5000, вы получите производительность Core i7 — нет, такого не будет и близко. Но все еще, имея высокопроизводительный процессор, можно заставить его выдавать больше производительности, разогнав память. А вот оптимальный уровень частоты ОЗУ и ее задержек для каждого процессора свой — но это уже практическая область, которую мы в этой статье касаться не будем.
Тест с ответами: “Архитектура ПК”
1. Структурно-функциональная схема компьютера включает в себя:
а) процессор, внутренняя память, внешняя память, устройства ввода и вывода+
б) арифметическо-логическое устройство, устройство управления, монитор
в) микропроцессор, ВЗУ, ОЗУ, ПЗУ, клавиатура, монитор, принтер, мышь
г) системный блок, монитор, ОЗУ, клавиатура, мышь, принтер
2. Hardware-это:
а) система обеспечивающая создание новых программ
б) аппаратная часть компьютера +
в) самая популярная система для компьютеров IBM PC
3. Software-это:
а) только программы для подключения к компьютеру новых устройств
б) программа вспомогательного назначения
в) программное обеспечение компьютера +
4. Задание ритма при передаче информационных сигналов в компьютере осуществляет:
а) тактовый генератор +
б) тактовая частота
в) ОЗУ
5. Для правильной работы периферийного устройства драйвер этого устройства должен:
а) быть выведен на печать
б) находиться в оперативной памяти
в) находиться на жестком диске +
6. Оперативная память необходима для:
а) запуска программы
б) хранения исполняемой в данный момент времени программы и данных, с которыми она непосредственно работает +
в) долговременного хранения информации
7. Скорость обработки информации в компьютере зависит от:
а) жесткого диска
б) тактовой частоты
в) ОЗУ +
8. Укажите единицу измерения ёмкости памяти:
а) Кбайт +
б) такт
в) ГГц
9. Периферийные устройства предназначены для:
а) выполнения арифметико-логических операций
б) улучшения дизайна компьютера
в) обмена информацией между компьютером и пользователем +
10. Внешняя память необходима:
а) хранения часто изменяющейся информации в процессе решения задачи
б) для долговременного хранения информации после выключения компьютера +
в) для обработки текущей информации
11. В чем измеряется частота регенерации монитора:
а) герцах +
б) секундах
в) вольтах
12. Что такое плоттер:
а) широкоформатный сканер
б) широкоформатный принтер +
в) цветной принтер
13. Разрешение монитора-это:
а) количество пикселей по вертикали и по горизонтали +
б) количество пикселей по горизонтали
в) количество пикселей по вертикали
14. ОЗУ-это память, в которой хранится:
а) информация, присутствие которой постоянно необходимо для работы компьютера
б) хранится информация независимо от того работает компьютер или нет
в) исполняемая в данный момент времени программа и данные, с которыми она непосредственно работает +
15. Какую функцию выполняют периферийные устройства:
а) ввод-вывод информации +
б) обработку информации
в) хранение информации
16. Что такое архитектура компьютера:
а) техническое описание деталей устройств компьютера
б) описание устройства и принципов работы компьютера,достаточное для понимания пользователя +
в) описание программного обеспечения для работы компьютера
17. Что такое компьютер:
а) универсальное устройство для записи и чтения информации
б) электронное устройство для обработки информации
в) универсальное, электронное устройство для хранения, обработки и передачи информации +
18. Микропроцессор-это:
а) устройство для хранения той информации, которая часто используется в работе
б) интегральная микросхема, которая выполняет поступающие на её вход команды (например, вычисление) и управляет работой машины +
в) устройство для вывода алфавитно-цифровых данных
19. Назначение процессора:
а) выполнять арифметико-логические операции
б) подключать периферийные устройства к магистрали
в) выполнять команды одной программы в данный момент +
20. Подключение отдельных периферийных устройств компьютера к магистрали на физическом уровне возможно с помощью:
а) утилиты
б) контроллера +
в) драйвера
21. Какое устройство служит для обмена информацией между компьютерами:
а) сетевая карта +
б) интерфейс
в) жесткий диск
22. По какой шине к южному мосту подключаются устройства внешней памяти:
а) LIP
б) SATA +
в) COM
23. Что происходит с информацией при отключении компьютера:
а) исчезает из постоянного запоминающего устройства
б) стирается на “жестком диске”
в) исчезает из оперативной памяти +
24. Персональный компьютер не будет функционировать, если отключить:
а) мышь
б) оперативную память +
в) дисковод
25. Какое устройство позволяет создавать локальную сеть, соединяя компьютеры между собой и выходить в интернет:
а) флешка
б) сетевая карта
в) модем +
26. Что такое чипсет:
а) универсальное, электронное, программно-управляемое устройство для хранения, обработки и передачи информации
б) набор микросхем материнской платы для обеспечения работы процессора с памятью и внешними устройствами +
в) универсальное устройство для передачи информации
27. Материнская плата-это:
а) сложная многослойная печатная плата на которой устанавливаются основные компоненты персонального компьютера +
б) быстрая, полупроводниковая, энергонезависимая память
в) плата, обеспечивающая компьютер
28. Что подключается к магистрали, которая представляет собой три различные шины:
а) ОЗУ
б) жесткий диск
в) процессор и оперативная память +
29. В основу построения большинства компьютеров положены принципы, сформулированные:
а) фон Нейманом +
б) фон Бисмарком
в) фон Ньюманом
30. Блок, содержащий системы автономного и сетевого питания компьютера:
а) источник памяти
б) источник питания +
в) источник функционирования
31. Пиксель-это:
а) точка изображения +
б) несколько точек, соединенных в пучок
в) электрон
