Министерство образования и науки Кузбасса

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Кемеровский государственный университет»

Управление профессиональной ориентации и карьеры

Областная научно-практическая конференция исследовательских работ учащихся «Эрудит–2022»

Математика и информатика

Комплектующие персонального компьютера для самостоятельной сборки.

Автор: Пожидаев Александр Николаевич

Класс: 9 «А»

ОУ: МБОУ «СОШ № 2»

Город: Топки

Научный руководитель:

Кошкина Надежда Николаевна,

учитель математики МБНОУ «ГКЛ»

КЕМЕРОВО – 2022.

Содержание

Введение        3

Глава 1. Комплектация персонального компьютера.        5

§1. История создания персонального компьютера.        5

§2. Комплектующие персонального компьютера.        8

Глава 2. Сводные таблицы по сбору комплектующих ПК.        12

§1. Анализ стоимости комплектующий в разных магазинах.        12

§2. Сводные таблицы по комплектующим ПК для самостоятельной сборки.        14

Заключение        16

Список литературы        17

Введение

Человечество создало компьютер для облегчения работы с информацией. Естественно компьютеры появились не сразу. Первым созданным ПК в истории человечества считается машина для подсчетов Блеза Паскаля, возникшая в 1642 году. Это был первый примитивный калькулятор, который помогал изобретателю слагать и вычислять. Изобретение Паскаля считается нулевым этапом в разработке компьютеров и для того времени это было прогрессивное устройство, ведь до этого никаких попыток механизировать вычисления не было.

ЭВМ – это аббревиатура расшифровывается как электронная вычислительная машина. Первая ЭВМ была создана в США в 1946 году.

ЭВМ делится на пять поколений:

• Первое поколение 1946–1957 года;
• Второе поколение 1958–1963 года;
• Третье поколение 1964–1970 года;
• Четвертое поколение с 1971 года;
• Пятое поколение – сейчас и в будущем.

Если мы обратимся к определению персонального компьютера (ПЭВМ – персональная электронно–вычислительная машина), то это однопользовательская ЭВМ, имеющая эксплуатационные характеристики бытового прибора и универсальные функциональные возможности. ПК может быть стационарным или портативным. И первоначально ПК был создан, как вычислительная машина. [6]

Актуальность выбранной темы обусловлена тем, что почти в каждом доме находится персональный компьютер, или ноутбук, планшет. При этом большинство людей покупают уже готовый системный блок, в котором находятся все комплектующие персонального компьютера. И самостоятельно докупают только периферийные устройства. Но в этом случае, к сожалению, можно потратить больше денег, чем, если собирать его самостоятельно. Либо за ту же сумму можно собрать более качественный ПК. В большинстве случаев готовый системный блок покупают по той причине, что не знаю, как самостоятельно собрать его, ведь для этого необходимо знать основные составляющие компоненты персонального компьютера и их взаимосвязь друг с другом.

Исследовательская гипотеза: самостоятельный сбор ПК дешевле и качественнее, чем готовая сборка из магазина.

Цель проектной работы: анализ и составление сводных таблиц по сбору комплектующих персонального компьютера.

Для достижения поставленной цели необходимо выполнить следующие задачи:

1. Изучить научную литературу, связанную с комплектующими ПК.
2. Изучить рынок цифровой и бытовой техники.
3. Составить сводные таблицы данных.

Объектом исследования является информатика.

Предметом исследования являются комплектующие персонального компьютера.

Глава 1. Комплектация персонального компьютера.

§1. История создания персонального компьютера.

Естественно компьютеры появились не сразу. Человечество создало компьютер для облегчения работы с информацией. Поначалу это были простые расчеты с цифрами, как например узелковый способ счета (VIII–VII век до нашей эры) или более поздний счеты (XV–XVI века нашей эры). Потом способы счета стали усложняться, и люди стали строить целые вычислительные машины: 1642 год – Белз Паскаль, 1822–1838 – Чарльз Бэббидж и др. [3]

Таким образом, появился первый компьютер. Внешне он не выглядел так, как он выглядит сейчас, то есть он не был компактным и удобным. Этот компьютер занимал целые комнаты и был слишком требовательным к энергии. Компьютеры, которые мы используем сейчас, появились примерно в начале 90–х годов. И только сейчас мы получили мощные и компактные компьютеры.

ЭВМ – это аббревиатура расшифровывается как электронная вычислительная машина. Первая ЭВМ была создана в США в 1946 году. В группу разработчиков входил Джон фон Нейман. Именно он сформулировал основные принципы работы ЭВМ. В то время над проектами ЭВМ работали также в Великобритании, и СССР. В СССР и континентальной Европе ЭВМ появилась благодаря ученому академику Сергею Алексеевичу Лебедеву. Именно под его руководством в 1951 году создали первую отечественную ЭВМ. Программы для нее написала Екатерина Логвиновна Ющенко. Большой вклад в развитие ЭВМ сделал Виктор Михайлович Глушков. Он создавал множество заводов, на которых изготовлялись ЭВМ. В.М. Глушкову принадлежит идея однократного ввода данных в систему. На этой идее основан метод безбумажной технологии.

Поколения ЭВМ:

1. Первое поколение (1946–1957). Машины создавались на основе вакуумных электронных ламп; управлять ими можно было с пульта и с помощью перфокарт (картонных карточек с отверстиями, которые кодировали биты данных). Параметры первой такой машины: общая масса – 30 тонн, количество электронных ламп – 18 тысяч, потребляемая мощность – 150 кВт (такой мощности было достаточно для поддержки небольшого завода).
2. Второе поколение (1958–1963). Вычислительные машины этого типа появились в 1960–х годах. Их элементы были построены на основе полупроводниковых транзисторов. Данные и программы в машины вводили с помощью перфокарт и перфолент (бумажных лент с отверстиями).
3.  Третье поколение (1964–1970). Электронно–вычислительные машины этого поколения изготавливали с использованием интегральных схем. Это устройства, состоящие из десятков или тысяч электронных элементов, которые расположены на маленькой (см) пластине. Управляли работой таких машин с помощью алфавитно–цифровых терминалов. Данные и программы вводили с терминала, либо использованием перфокарт и перфолент.
4. Четвертое поколение (с 1971). Машины создаются на основе больших интегральных схем (плотность электронных элементов – десятки тысяч на кубический сантиметр). Связь с пользователем осуществляется с помощью цветного графического монитора. Самые яркие представители этого поколения ЭВМ – персональные компьютеры (ПК). Один из первых серийных ПК был создан в 1981 году компанией IBM PC.
5. Пятое поколение (сейчас и в будущем). ЭВМ этого поколения создаются на основе сверхбольших интегральных схем, которые характеризуются огромной плотностью размещения элементов на кристалле. [3]

Когда появился первый ПК?

И так, первым созданным ПК в истории человечества считается машина для подсчетов Блеза Паскаля, возникшая в 1642 году. Это был первый примитивный калькулятор, который помогал изобретателю слагать и вычислять. Изобретение Паскаля считается нулевым этапом в разработке компьютеров и для того времени это было прогрессивное устройство, ведь до этого никаких попыток механизировать вычисления не было.

Придуманный Паскалем «компьютер» назвали «Паскалина» и представлял он собой ящик с многочисленными шестернями. С помощью колесиков прибор позволял вводить числа от 0 до 9, а в верхней части корпуса, после ввода исходных данных, показывался результат.

Нулевой этап в разработке ПК продлился достаточно долго, ведь история развития компьютера была скачкообразной. Изобретение Паскаля получило свое совершенствование в 1671 году. Немецкий математик Густав Лейбниц изобрел на основе зубчатого колеса арифмометр, который «умел» выполнять не два, а четыре действия. После этого скачка в развитии ПК наступило полуторавековое затишье, предшествующее грандиозному прорыву в развитии. [2]

В 1723 году, немецкий математик и астроном Христиан Людвиг Герстен, на основе работ Лейбница, создал арифметическую машину. Машина высчитывала частное и число последовательных операций сложения при умножении чисел. Кроме того, в ней была предусмотрена возможность контроля над правильностью ввода данных.

В 1938 году, немецкий инженер Конрад Цузе, вскоре после окончания в 1935 году Берлинского политехнического института, построил свою первую машину, названную Z1. (В качестве его соавтора упоминается также Гельмут Шрейер (нем. Helmut Schreyer)). Это полностью механическая программируемая цифровая машина. Модель была пробной и в практической работе не использовалась. Её восстановленная версия хранится в Немецком техническом музее в Берлине. В том же году Цузе приступил к созданию машины Z2 (Сначала эти компьютеры назывались V1 и V2 по–немецки это звучит «Фау–1» и «Фау–2» и чтобы их не путали с ракетами, компьютеры переименовали в Z1 и Z2).

Если мы обратимся к определению персонального компьютера (ПЭВМ – персональная электронно–вычислительная машина), то это однопользовательская ЭВМ, имеющая эксплуатационные характеристики бытового прибора и универсальные функциональные возможности. ПК может быть стационарным или портативным. И первоначально ПК был создан, как вычислительная машина, но спустя несколько лет, чаще всего мы используем ПК в других целях, к примеру, как средство доступа в информационные сети, как платформа для мультимедиа, или как рабочая персональная станция.

§2. Комплектующие персонального компьютера.

Для того, что бы собрать свою рабочую персональную станцию необходимо знать комплектующие ПК, их взаимосвязи. А так же понимать, как устроен ПК, как «организм».

Когда мы говорим или слышим про компьютер, у нас сразу возникает в голове ассоциация с нашим «компьютерным» местом. Та часть комнаты, в которой находится наш персональный компьютер. И ПК это не только монитор,  мышь и клавиатура, которыми мы пользуемся ежедневно, но это еще и системный блок, о котором зачастую забывают. Именно благодаря ему, все работает. И когда происходит поломка, необходимо начинать поиски именно оттуда, то есть с комплектующих ПК. Далее рассмотрим составляющие персонального компьютера более подробно, а так же рассмотрим их зависимость друг от друга.

Системный блок содержит в себе:

• Блок питания;
• Центральный процессор;
• Материнская плата (системная плата);
• Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ);
• Жесткий диск;
• Видео карта;
• Звуковая карта;
• CD и DVD дисководы.

Периферийные устройства персонального компьютера:

• Мышь;
• Клавиатура;
• Монитор;
• Принтер;
• Сканер;
• Колонки;
• Интернет и др.

Блок питания – предназначен для работы ПК от электроэнергии.

Центральный процессор (ЦП) – это «мозг» любого персонального компьютера. Он производит расчеты на основании данных от одних комплектующих и передает результат другим. Для работы ЦП необходимо обязательное использование термопасты.

Материнская плата – это «сердце» любого ПК, именно к ней подключаются все основные комплектующие.

Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) – это память с быстрым доступом, в которой ЦП хранит программы, которые запущены на ПК. Для того чтобы у компьютера было больше памяти, можно использовать сразу несколько планок ОЗУ.

Жесткий диск – на нём установлена операционная система и все программы, а так же хранятся пользовательские файлы такие как: фотографии, музыка и видео и др.

Видеокарта – это такой «маленький компьютер» со своим процессором и памятью, она нужна для правильного отображения сложной графики в современных играх.

Периферийные устройства ПК делятся на устройства ввода и вывода:

Мышь – небольшое устройство для управления курсором. Часто овальной формы с двумя кнопками и колёсиком посередине.

Клавиатура – панель с клавишами обозначающие: буквы, цифры, знаки препинания, и другие символы. Является главным устройством управлением компьютером и вводом информации.

Монитор – экран, на который выводится результат вычисления ПК в визуальном виде.

Принтер – выводит информацию с ПК на бумагу. Принтеры бывают черно–белыми и цветными.

Сканер – устройство для оцифровки книг, журналов и документов.

Колонки – колонки подключаются к звуковой карте и воспроизводят цифровой звук. Они бывают разных размеров и разной мощности.

Интернет – глобальное хранилище информации и универсальное средство ее распространения. Соединение интернета передается по проводу и по Wi–Fi (беспроводное подключение) исходя в свою очередь из маршрутизатора.

Маршрутизатор (Роутер) – это устройство, которое получает интернет от провайдера и передает его на устройства, подключенные к внутренней сети: на ваш смартфон, планшет, ноутбук, и, как в нашем случае, ПК.

Для сборки ПК необходимо учитывать, что:

1. Собирать ПК самостоятельно – выгодно, но потребуется много времени и знаний, однако есть риск собрать некачественное устройство.
2. С самого начало нужно выбрать материнскую плату, ЦП, а затем видеокарту и только после этого уже остальные комплектующие.
3. Для компьютера потребуется дополнительная деталь, такая как – корпус для ПК, который должен подходить под размеры ваших комплектующих.
4. При сборке ПК стоит учитывать возможные изменения в будущем. Так как со временем многие комплектующие становятся не актуальными.
5. Стоит взять блок питания с большим номиналом, чем требуется, примерно на 50–100 W больше.

Персональный компьютер имеет массу возможностей в современном мире. И для того, что бы ПК подходил под Ваши нужды, необходимо учитывать, что именно должен делать Ваш ПК. Должен ли поддерживать качественные игры, мощные программы для программирования или дизайна, иметь возможность открыть несколько приложений без ожиданий? Или же достаточно, что бы Ваш ПК открывал браузер интернета и смог запустить текстовые приложения? Именно с этого необходимо начинать сборку ПК – с анализа того, для чего он нужен и какие требования к нему есть.

Если собирать компьютер для учебы/работы, то при сборке нужно обратить внимание на данные комплектующие:

• Жесткий диск
• ОЗУ

Для работы и учебы понадобится большое количество памяти для сохранения файлов, и немалое количество оперативной памяти для запуска нескольких программ без ожидания и вылетов.

Если компьютер собирается для игр, то при сборке стоит обратить внимание на такие комплектующие как:

• Видеокарта
• Процессор
• ОЗУ

Так как при эксплуатации компьютера в играх чаще всего большая нагрузка приходится именно на эти комплектующие. Если их характеристики не подойдут по требованиям игры то игра, скорее всего не запустится или будет выдавать малое количество FPS (Frames Per Second – количество кадров в секунду).

Глава 2. Сводные таблицы по сбору комплектующих ПК.

§1. Анализ стоимости комплектующий в разных магазинах.

Если вы сталкиваетесь с системным блоком впервые и у вас есть желание изучить его более подробно, но при этом не хочется тратить много времени на поиски нужной литературы, то можно изучить системный блок изнутри в игровой форме в программе «PC Building Simulator». Это обучающий симулятор, который научит вас собирать ПК шаг за шагом. В игре вы сможете покупать компоненты для компьютера в виртуальном магазине, после устанавливать их в свою систему. Так же в игре есть режим, в рамках которого, вы сможете выявлять поломки, ремонтировать, а так же производить диагностику ПК. [5]

Еще один из возможных вариантов, это официальный сайт MSI, где можно прочитать полное руководство по сборке ПК для начинающих. Можно скачать электронную книгу, которая поможет Вам углубиться в изучение данной темы. И на данном сайте, можно узнать ответы на многие вопросы: Что требуется для сборки ПК? Как собрать ПК? [9]

Такой магазин как DNS пошел еще дальше. И на своем сайте уже создал конфигуратор компьютера. [8] В этом разделе Вы сможете сразу выбрать комплектующие, увидеть их совместимость, и сразу узнать цену будущего компьютера.

Но если вы предпочитаете более «классический» способ изучения нового материала, то можно изучить книгу Марк Л. Чемберс, «Как собрать ПК для чайников» из серии книг «для чайников». Где автор в простой и увлекательной форме рассказывает о том, как самостоятельно собрать компьютер: что для этого нужно, где взять необходимые запчасти и детали, как соединить их вместе и как при этом избежать типичных ошибок и неприятностей. Данная книга предназначена как для начинающих сборщиков ПК, так и для тех, кто уже имеет некоторый опыт в данной области. Но стоит учитывать, что данная книга была выпущена более 10 лет назад и не так актуальна в настоящее время. [4]

Рассмотрим один из вариантов сбора компьютера предназначенного для учебы и поддержания игр. Рассчитаем его стоимость, сравним сборку с разными магазинами (таб. 1). Стоит обратить внимание, что данные цены актуальны на январь 2022 года.

Таблица 1. Сбор комплектующих ПК в разных магазинах.

Компьютер данной полной сборки стоит в магазине DNS 32 999 р. Но при этом данный компьютер можно собрать в разных магазинах  стоимостью 25 185 р. и стоит учитывать несколько факторов:

• Для самостоятельной сборки необходимо больше временных затрат (брать комплектующие на заказ, поиск комплектующих в разных магазинах);
• Необходим небольшой опыт в сборке ПК, либо уверенно знание правильной комплектации ПК;
• Желательно иметь выход в интернет с другого работающего устройства, для того, что бы можно было решить какие–либо вопросы;
• Осознавать, что сбор ПК требует аккуратного отношения и терпеливости, за счет множества мелких деталей.

§2. Сводные таблицы по комплектующим ПК для самостоятельной сборки.

Рассмотрим «идеальную» сборку ПК для работы (таб. 2). Не будем ограничивать сборку ПК такими факторами, как время и деньги, а так же количество магазинов для заказа комплектующих. Но при этом будем учитывать, что если комплектующее стоит очень дорого, то ищем более дешевую альтернативу без потерь качества. Для этого Вам будет достаточно приобрести:

Таблица 2. Сбор комплектующих ПК для работы.

Общая стоимость данного ПК выходит в 44 440 р, при том условии, что мы смотрим комплектующие в разных магазинах.

Аналогично рассмотрим «идеальную» сборку ПК для игр средней мощности, с теми же условиями, что и прошлая сборка ПК (таб. 3). При этом будет очевидно, что данный ПК выйдет дороже за счет больших требований. Для этого Вам необходимо приобрести:

Таблица 3. Сбор комплектующих ПК для игр.

Общая стоимость данного ПК выходит в 81 232 р, при том условии, что мы смотрим комплектующие в разных магазинах.

Рассматривая ситуацию с видеокартой, возникает вопрос о том, действительно ли лучше собрать ПК самостоятельно? И ответ на этот вопрос заключается следующем: в связи с карантином 2019–2021 года, заводы по производству комплектующих ПК сбавили обороты выпуска, и в этот же период времени был резкий скачек криптовалюты (разновидность цифровой валюты) Bitcoin, что повлекло за собой покупки видеокарт в больших количествах, чем ранее. В связи с двумя данными событиями в один временной период, произошел дефицит комплектующих ПК, в большей мере «пострадали» видеокарты. Именно по этой причине, сейчас  видеокарты стоят дорого. Но после сбалансирования «спрос-предложение» цены на них станут ниже и более приемлемы.

Заключение

После анализа по сбору комплектующих для ПК можно сделать следующие выводы: самостоятельный сбор ПК может быть дешевле и качественнее, чем готовая сборка из магазина. Но для этого должно быть выполнено несколько условий: понимать, как происходит сбор ПК; какие комплектующие для этого необходимы; нужно быть «уверенным» пользователем ПК; и не зависящее от нас условие – необходим доступный рынок комплектующих товаров (отсутствие дефицита и поставка качественного товара в страну).

Для достижения поставленной цели были выполнены следующие задачи: изучена научная литература, связанная с персональным компьютером; изучен рынок цифровой и бытовой техники; составлены сводные таблицы данных.

В заключение можно сказать, что самостоятельно собрать ПК является значительным шагом, на который может пойти не каждый человек. Но не смотря на это, изучение научной литературы по теме «Персональный компьютер и его комплектующие» очень важно, ведь можно приобрести ПК в готовой сборке более качественный, в отличии от простой покупки без углубления в данную тему.

Список литературы

1. Апокин И. А., Майстров Л. Е. Развитие вычислительных машин // М.: Наука, 1974. – с. 402.
2. История компьютеров [Электронный ресурс] https://www.profvest.com/2019/04/istoriya-kompyutera-kratko.html
3. История развития компьютера [Электронный ресурс] https://www.sites.google.com/site/storycomp8/
4. Марк Л. Чемберс, Как собрать персональный компьютер (ПК) для «чайников» – 5-е издание – 2006. – с. 304.
5. Обучающий симулятор «PC Building Simulator» [Электронный ресурс] https://vgtimes.ru/games/pc-building-simulator/ 
6. Определение «Персональный компьютер» [Электронный ресурс] https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%B5%D1%80%D1%81%D0%BE%D0%BD%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%BA%D0%BE%D0%BC%D0%BF%D1%8C%D1%8E%D1%82%D0%B5%D1%80
7. Определение «Компьютер и его история» [Электронный ресурс] https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%BE%D0%BC%D0%BF%D1%8C%D1%8E%D1%82%D0%B5%D1%80#%D0%98%D1%81%D1%82%D0%BE%D1%80%D0%B8%D1%8F 
8. Официальный сайт DNS https://www.dns-shop.ru/configurator/ 
9. Официальный сайт MSI https://ru.msi.com/Landing/how-to-build-a-pc
10. Энциклопедия «Кругосвет». Определение «Интернет» [Электронный ресурс]

https://www.krugosvet.ru/enc/nauka_i_tehnika/tehnologiya_i_promyshlennost/INTERNET.html