Усовершенствование видеокарты

РЕФЕРАТ
 
Пояснительнаязаписка к дипломному проекту: 84 страницы, 23 рисунка, 20 таблиц, 23 источника,3 листа чертежей формата А1.
Объектисследований: усовершенствование видеокарты.
Предметисследования: видеокарта ПК.
Впервом разделе рассмотрены общие принципы работы видеокарт, их устройства,функциональная и принципиальная схемы и их характеристики.
Вовтором разделе рассматриваются вопросы усовершенствования видеокарт, ихнедостатки, виды охлаждения ПК, производится выбор вентилятора и его установкана видеокарту. Приводятся сравнительные характеристики видеокарт доусовершенствования и после.
Втретьем разделе выполнен экономический расчет объекта анализа, расчитываетсяэкономический эффект от внедренного предложения..
Вчетвертом разделе проведенырасчеты вентиляции, природного и искусственного освещения, уровня шума.Полученные значения сопоставлены с нормативными.
Данноеусовершенствование может быть рекомендовано владельцам ПК.
ВЕНТИЛЯТОР,ВИДЕОКАРТА, ВОЗДУШНОЕ ОХЛАЖДЕНИЕ, КОНСТРУКТОРСКАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ, ИНТЕРФЕЙС, КОНТРОЛЛЕРМОНИТОРА, ВИДЕОПАМЯТЬ

СОДЕРЖАНИЕ
ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХОБОЗНАЧЕНИЙ, СИМВОЛОВ, ЕДИНИЦ, СОКРАЩЕНИЙ И ТЕРМИНОВ
ВВЕДЕНИЕ
1 ОСНОВЫ РАБОТЫВИДЕОКАРТЫ
1.1 История созданиявидеокарты
1.2 Устройствовидеокарты
1.3 Функциональнаясхема видеокарты
1.4 Характеристикивидеокарты и их интерфейс
1.5 Видеопамять
2 УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕВИДЕОКАРТЫ
2.1 Недостаткивидеокарт
2.2 Охлаждение, видыохлаждения
2.3 Методы устранениянедостатков
2.4 Установкавентилятора
3 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕОБОСНОВАНИЕ ОБЪЕКТА РАЗРАБОТКИ
3.1 Расчет расходов настадии проектирования (разработки) КД усовершенствованной видеокарты
3.2 Расчет расходов настадии производства изделия
4 ОХРАНА ТРУДА
4.1 Требования кпроизводственным помещениям
4.1.1 Окраска икоэффициенты отражения
4.1.2 Освещение
4.1.3 Параметрымикроклимата
4.1.4 Шум и вибрация
4.1.5 Электромагнитноеи ионизирующее излучения
4.2 Эргономические требованияк рабочему месту
4.3 Режим труда
4.4 Расчет освещенности
4.5. Расчет вентиляции
4.6 Расчет уровня шума
ВЫВОДЫ
ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОК

ПЕРЕЧЕНЬУСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ, СИМВОЛОВ, ЕДИНИЦ, СОКРАЩЕНИЙ И ТЕРМИНОВ
АЦП– аналого-цифровой преобразователь
БИС– большая интегральная схема
КД– конструкторская документация
КМОП– комплементарная логика на транзисторах металл-оксид-полупроводник
МПС– микропроцессорная система
ОЗУ– оперативное запоминающее устройство
ПЗУ– постоянное запоминающее устройство
ПО-программное обеспечение
ПС– программные средства
ЦП– центральный процессор
ЦПУ– центральное процессорное устройство
ШИМ– широтно импульсная модуляция
HGC (Hercules Graphics Controller) — графическийадаптерГеркулес
ISA (Industry Standart Architecture) — архитектурапромышленногостандарта
MGA (Multicolor Graphics Adapter) — многоцветныйграфическийадаптер
VGA(Video Graphics Array) — графический видео массив

ВВЕДЕНИЕ
Темадипломной работы – «Усовершенствование видеокарты», которая является предметомисследования.
Цельработы – исследовать работу видеокарты ПК и на основе полученных знаний внестиусовершенствования в видеокарту, чем улучшить ее работоспособность.
Разобъемработу на этапы:
— изучение работы видеокарты и выяснения ее слабых мест;
— разработать усовершенствованную схему и дать анализ ее работы.
Видеокарта(известна также как графическая плата, графический ускоритель, графическаякарта, видеоадаптер) (англ. videocard) — устройство, преобразующее изображение,находящееся в памяти компьютера, в видеосигнал для монитора.
Обычновидеокарта является платой расширения и вставляется в разъём расширения,универсальный (PCI-Express, PCI, ISA, VLB, EISA, MCA) или специализированный(AGP), но бывает и встроенной (интегрированной) в системную плату (как в видеотдельного чипа, так и в качестве составляющей части северного моста чипсетаили ЦПУ).
Современныевидеокарты не ограничиваются простым выводом изображения, они имеют встроенныйграфический микропроцессор, который может производить дополнительную обработку,разгружая от этих задач центральный процессор компьютера. Например, всесовременные видеокарты NVIDIA и AMD (ATi) поддерживают приложения OpenGL нааппаратном уровне. В последнее время также имеет место тенденция использоватьвычислительные способности графического процессора для решения неграфическихзадач.
Каквидим роль видеокарты велика, как и актуальность данной работы. Без видеокарты,как говорится, нет и компьютера.

1ОСНОВЫ РАБОТЫ ВИДЕОКАРТЫ
1.1     Историясоздания видеокарты
Однимиз первых графических адаптеров для IBM PC стал MDA (Monochrome DisplayAdapter) в 1981 году. Он работал только в текстовом режиме с разрешением80×25 символов (физически 720×350 точек) и поддерживал пятьатрибутов текста: обычный, яркий, инверсный, подчёркнутый и мигающий. Никакойцветовой или графической информации он передавать не мог, и то, какого цветабудут буквы, определялось моделью использовавшегося монитора. Обычно они быличёрно-белыми, янтарными или изумрудными. Фирма Hercules в 1982 году выпустиладальнейшее развитие адаптера MDA, видеоадаптер HGC (Hercules GraphicsController — графический адаптер Геркулес), который имел графическое разрешение720×348 точек и поддерживал две графические страницы. Но он всё ещё непозволял работать с цветом.
Первойцветной видеокартой стала CGA (Color Graphics Adapter), выпущенная IBM иставшая основой для последующих стандартов видеокарт. Она могла работать либо втекстовом режиме с разрешениями 40×25 и 80×25 (матрица символа —8×8), либо в графическом с разрешениями 320×200 или 640×200.В текстовых режимах доступно 256 атрибутов символа — 16 цветов символа и 16цветов фона (либо 8 цветов фона и атрибут мигания), в графическом режиме320×200 было доступно четыре палитры по четыре цвета каждая, режим высокогоразрешения 640×200 был монохромным. В развитие этой карты появился EGA(Enhanced Graphics Adapter) — улучшенный графический адаптер, с расширенной до64 цветов палитрой, и промежуточным буфером. Было улучшено разрешение до640×350, в результате добавился текстовый режим 80×43 при матрицесимвола 8×8. Для режима 80×25 использовалась большая матрица —8×14, одновременно можно было использовать 16 цветов, цветовая палитрабыла расширена до 64 цветов. Графический режим так же позволял использовать приразрешении 640×350 16 цветов из палитры в 64 цвета. Был совместим с CGA иMDA.
Стоитзаметить, что интерфейсы с монитором всех этих типов видеоадаптеров былицифровые, MDA и HGC передавали только светится или не светится точка идополнительный сигнал яркости для атрибута текста «яркий», аналогично CGA потрём каналам (красный, зелёный, синий) передавал основной видеосигнал, и могдополнительно передавать сигнал яркости (всего получалось 16 цветов), EGA имелпо две линии передачи на каждый из основных цветов, то есть каждый основнойцвет мог отображаться с полной яркостью, 2/3, или 1/3 от полной яркости, что идавало в сумме максимум 64 цвета.
Вранних моделях компьютеров от IBM PS/2, появляется новый графический адаптерMCGA (Multicolor Graphics Adapter — многоцветный графический адаптер).Текстовое разрешение было поднято до 640x400, что позволило использовать режим80x50 при матрице 8x8, а для режима 80x25 использовать матрицу 8x16. Количествоцветов увеличено до 262144 (64 уровня яркости по каждому цвету), длясовместимости с EGA в текстовых режимах была введена таблица цветов, черезкоторую выполнялось преобразование 64-цветного пространства EGA в цветовоепространство MCGA. Появился режим 320x200x256, где каждый пиксел на экранекодировался соответствующим байтом в видеопамяти, никаких битовых плоскостей небыло, соответственно с EGA осталась совместимость только по текстовым режимам,совместимость с CGA была полная. Из-за огромного количества яркостей основныхцветов возникла необходимость использования уже аналогового цветового сигнала,частота строчной развертки составляла уже 31,5 KГц.
ПотомIBM пошла ещё дальше и сделала VGA (Video Graphics Array — графический видеомассив), это расширение MCGA совместимое с EGA и введённое в средних моделяхPS/2. Это фактический стандарт видеоадаптера с конца 80-х годов. Добавленытекстовое разрешение 720x400 для эмуляции MDA и графический режим 640x480, сдоступом через битовые плоскости. Режим 640x480 замечателен тем, что в нёмиспользуется квадратный пиксел, то есть соотношение числа пикселов погоризонтали и вертикали совпадает со стандартным соотношением сторон экрана —4:3. Дальше появился IBM 8514/a с разрешениями 640x480x256 и 1024x768x256, иIBM XGA с текстовым режимом 132x25 (1056x400) и увеличенной глубиной цвета(640x480x65K).
С1991 года появилось понятие SVGA (Super VGA — «сверх» VGA) — расширение VGA сдобавлением более высоких режимов и дополнительного сервиса, напримервозможности поставить произвольную частоту кадров. Число одновременноотображаемых цветов увеличивается до 65536 (High Color, 16 бит) и 16777216(True Color, 24 бита), появляются дополнительные текстовые режимы. Из сервисныхфункций появляется поддержка VBE (VESA BIOS Extention — расширение BIOSстандарта VESA). SVGA воспринимается как фактический стандарт видеоадаптерагде-то с середины 1992 года, после принятия ассоциацией VESA стандарта VBEверсии 1.0. До того момента практически все видеоадаптеры SVGA былинесовместимы между собой.
Графическийпользовательский интерфейс, появившийся во многих операционных системах,стимулировал новый этап развития видеоадаптеров. Появляется понятие«графический ускоритель» (graphics accelerator). Это видеоадаптеры, которыепроизводят выполнение некоторых графических функций на аппаратном уровне. Кчислу этих функций относятся, перемещение больших блоков изображения из одногоучастка экрана в другой (например при перемещении окна), заливка участковизображения, рисование линий, дуг, шрифтов, поддержка аппаратного курсора и т.п. Прямым толчком к развитию столь специализированного устройства явилось то,что графический пользовательский интерфейс несомненно удобен, но егоиспользование требует от центрального процессора немалых вычислительныхресурсов, и современный графический ускоритель как раз и призван снять с негольвиную долю вычислений по окончательному выводу изображения на экран.
Примердомашнего компьютера не-IBM — ZX Spectrum, имеет свою историю развитиявидеорежимов.
1.2Устройство видеокарты
Современнаявидеокарта состоит из следующих частей (Рис. 1.1):
— графический процессор (Graphics processing unit — графическое процессорноеустройство) — занимается расчётами выводимого изображения, освобождая от этойобязанности центральный процессор, производит расчёты для обработки командтрёхмерной графики. Является основой графической платы, именно от него зависятбыстродействие и возможности всего устройства. Современные графическиепроцессоры по сложности мало чем уступают центральному процессору компьютера, изачастую превосходят его как по числу транзисторов, так и по вычислительноймощности, благодаря большому числу универсальных вычислительных блоков. Однако,архитектура GPU прошлого поколения обычно предполагает наличие несколькихблоков обработки информации, а именно: блок обработки 2D-графики, блокобработки 3D-графики, в свою очередь, обычно разделяющийся на геометрическоеядро (плюс кэш вершин) и блок растеризации (плюс кэш текстур) и др.
— видеоконтроллер — отвечает за формирование изображения в видеопамяти, даёткоманды RAMDAC на формирование сигналов развёртки для монитора и осуществляетобработку запросов центрального процессора. Кроме этого, обычно присутствуютконтроллер внешней шины данных (например, PCI или AGP), контроллер внутреннейшины данных и контроллер видеопамяти. Ширина внутренней шины и шины видеопамятиобычно больше, чем внешней (64, 128 или 256 разрядов против 16 или 32), вомногие видеоконтроллеры встраивается ещё и RAMDAC. Современные графическиеадаптеры (ATI, nVidia) обычно имеют не менее двух видеоконтроллеров, работающихнезависимо друг от друга и управляющих одновременно одним или несколькимидисплеями каждый.
— видеопамять — выполняет роль кадрового буфера, в котором хранится изображение,генерируемое и постоянно изменяемое графическим процессором и выводимое наэкран монитора (или нескольких мониторов). В видеопамяти хранятся такжепромежуточные невидимые на экране элементы изображения и другие данные.Видеопамять бывает нескольких типов, различающихся по скорости доступа ирабочей частоте. Современные видеокарты комплектуются памятью типа DDR, DDR2,GDDR3, GDDR4 и GDDR5. Следует также иметь в виду, что помимо видеопамяти,находящейся на видеокарте, современные графические процессоры обычно используютв своей работе часть общей системной памяти компьютера, прямой доступ к которойорганизуется драйвером видеоадаптера через шину AGP или PCIE. В случаеиспользования архитектуры UMA в качестве видеопамяти используется частьсистемной памяти компьютера.
— цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП, RAMDAC — Random Access MemoryDigital-to-Analog Converter) — служит для преобразования изображения,формируемого видеоконтроллером, в уровни интенсивности цвета, подаваемые нааналоговый монитор. Возможный диапазон цветности изображения определяетсятолько параметрами RAMDAC. Чаще всего RAMDAC имеет четыре основных блока — трицифроаналоговых преобразователя, по одному на каждый цветовой канал (красный,зелёный, синий, RGB), и SRAM для хранения данных о гамма-коррекции. БольшинствоЦАП имеют разрядность 8 бит на канал — получается по 256 уровней яркости накаждый основной цвет, что в сумме дает 16,7 млн цветов (а за счётгамма-коррекции есть возможность отображать исходные 16,7 млн цветов в гораздобольшее цветовое пространство). Некоторые RAMDAC имеют разрядность по каждомуканалу 10 бит (1024 уровня яркости), что позволяет сразу отображать более 1млрд цветов, но эта возможность практически не используется. Для поддержкивторого монитора часто устанавливают второй ЦАП. Стоит отметить, что мониторы ивидеопроекторы, подключаемые к цифровому DVI выходу видеокарты, дляпреобразования потока цифровых данных используют собственные цифроаналоговыепреобразователи и от характеристик ЦАП видеокарты не зависят.
— видео-ПЗУ (Video ROM) — постоянное запоминающее устройство, в которое записанывидео-BIOS, экранные шрифты, служебные таблицы и т. п. ПЗУ не используетсявидеоконтроллером напрямую — к нему обращается только центральный процессор.Хранящийся в ПЗУ видео-BIOS обеспечивает инициализацию и работу видеокарты дозагрузки основной операционной системы, а также содержит системные данные,которые могут читаться и интерпретироваться видеодрайвером в процессе работы (взависимости от применяемого метода разделения ответственности между драйвером иBIOS). На многих современных картах устанавливаются электрически перепрограммируемыеПЗУ (EEPROM, Flash ROM), допускающие перезапись видео-BIOS самим пользователемпри помощи специальной программы.
— система охлаждения — предназначена для сохранения температурного режимавидеопроцессора и видеопамяти в допустимых пределах.
Правильнаяи полнофункциональная работа современного графического адаптера обеспечиваетсяс помощью видеодрайвера — специального программного обеспечения, поставляемогопроизводителем видеокарты и загружаемого в процессе запуска операционнойсистемы. Видеодрайвер выполняет функции интерфейса между системой с запущеннымив ней приложениями и видеоадаптером. Так же как и видео-BIOS, видеодрайверорганизует и программно контролирует работу всех частей видеоадаптера черезспециальные регистры управления, доступ к которым происходит черезсоответствующую шину.
1.3Функциональная схема видеокарты
Обязательнымэлементом видеокарты является контроллер монитора, в задачу которого входитсогласованное формирование сигналов сканирования видеопамяти (адрес и стробычтения) и сигналов вертикальной и горизонтальной синхронизации монитора.Контроллер монитора должен обеспечивать требуемые частоты развертки и режимысканирования видеопамяти, которые зависят от режима отображения (графическийили текстовый) и организации видеопамяти. Опорной частотой для работыконтроллера является частота вывода пикселов в графических режимах или точекразложения символов в текстовом режиме.
Видеопамятьявляется специальной областью памяти, из которой контроллер монитора организуетциклическое чтение содержимого для регенерации изображения. Первоначально длявидеопамяти в карте распределения памяти РС была выделена область адресовA0000h-BFFFFh, доступные любому процессору х86. Для увеличения объема памяти(для VGA и SVGA) пришлось
/>
Риснок1.1 – Функциональная схема видеокарты
применятьтехнику переключения банков памяти. Современные графические адаптеры имеютвозможность переадресации видеопамяти в область старших адресов (свыше 16Мбайт), что позволяет в защищенном режиме процессора работать с цельнымиобразами экранов. На графических адаптерах существует и архитектураунифицированной памяти UMA. При таком подходе под видеобуфер выделяется областьсистемного ОЗУ. Но это приводит к снижению производительности как графическойподсистемы, так и компьютера в целом. Для повышения производительности служитне просто выделение видеопамяти, но и применение в ней микросхем со специальнойархитектурой — VRAM, WRAM, MDRAM, RDRAM, SGRAM.
Контроллератрибутов управляет трактовкой цветовой информации, хранящейся в видеопамяти. Втекстовом режиме он обрабатывает информацию из байт атрибутов знакомест, а вграфическом — бит текущего выводимого пиксела. Контроллер атрибутов позволяетувязать объем хранимой цветовой информации с возможностями монитора. В составконтроллера атрибутов входят регистры палитр, которые служат для преобразованияцветов, закодированных битами видеопамяти, в реальные цвета на экране. Споявлением адаптеров, способных более 256 цветов, на видеокарту их монитораперенесли цифроаналоговые преобразователи (ЦАП) сигналов базисных цветов.Объединение ЦАП с регистрами палитр в настоящее время исполняется в видемикросхем RAMDAC (цифро-аналоговый преобразователь). Микросхемы RAMDACхарактеризуются разрядностью преобразователей, которая может доходить до 8 битна цвет, и предельной частотой выборки точек (DotCLK), с которой они способныработать.
Графическийконтроллер является средством повышения производительности программногопостроения образов изображений в видеопамяти. В адаптерах EGA и VGA функцииграфического контроллера реализованы аппаратными средствами специализированныхмикросхем. Адаптеры EGA и VGA имеют четыре 8-ми битных регистра-защелки, вкоторых фиксируются данные из соответствующих им цветовых слоев при выполнениилюбой операции чтения видеопамяти. В последующих операциях записи вформировании данных для каждого слоя могут принимать участие данные отпроцессора и данные из регистров-защелок соответствующих слоев. Регистр битовоймаски позволяет побитно управлять источником записываемых данных: если битрегистра маски имеет нулевое значение, то в видеопамять этот бит во всех слояхбудет записан из регистра-защелки. Данные от процессора будут поступать толькодля бит с единичным значением маски. При чтении графический контроллер можетзадавать номер читаемого слоя. В современных адаптерах функции графическогоконтроллера, существенно расширенные по сравнению с EGA и VGA, выполняютсявстроенным микропроцессором — графическим акселератором.
Синхронизаторпозволяет синхронизировать циклы обращения процессора к видеопамяти с процессомрегенерации изображения. От внутреннего генератора вырабатывается частотавывода пикселов DotClock, относительно которой строятся все временныепоследовательности сканирования видеопамяти, формирования видеосигналов исинхронизации монитора. В то же время процессор обращается к видеопамятиасинхронно относительно процесса регенерации. В задачу синхронизатора входитсогласование этих асинхронных процессов.
Внутренняяшина адаптера предназначена для высокопроизводительного обмена данными междувидеопамятью, графическим акселератором и внешним интерфейсом. Типоваяразрядность канала данных у этой шины 64/128 бит. Однако реально используемая разрядностьможет оказаться меньшей, если установлены не все предусмотренные микросхемывидеопамяти.
Блоквнешнего интерфейса связывает адаптер с одной из шин компьютера. Раньше дляграфических адаптеров использовали шину ISA (8/16 бит). Современные графическиеадаптеры используют в основном высокопроизводительные шины, такие как PCI и ещеболее производительный канал AGP.
Блокинтерфейса монитора формирует выходные сигналы соответствующего типа (RGB-TTL,RGB-Analog и т.д.). Этот же блок отвечает за диалог с монитором: в простейшемслучае — чтение бит идентификации, а в более сложном — обмен данными по каналуDDC. Идентификация типа подключенного монитора VGA может производиться и поуровню видеосигнала на выходах красного или синего цвета: монитор имеет терминаторы(75 Ом) на каждом из аналоговых входов. Такая нагрузка при подключении снижаетнапряжение выходного сигнала. У монохромного монитора используется только каналзеленого цвета — линии красного и синего остаются без нагрузки.
Модульрасширения BIOS хранит код драйверов видеосервиса (INT 10h) и таблицызнакогенераторов. Этот модуль обеспечивает возможность установки любой карты,не задумываясь о проблемах программной совместимости. Модуль расширенияполучает управление для инициализации графического адаптера почти в самомначале POST. Модуль имеет начальный адрес C0000h и его размер зависит от типаадаптера. Для повышения производительности видеопостроений применяют теневуюпамять (Video BIOS Shadowing) или кэширование (Video BIOS Caching). Для графическихадаптеров, интегрированных в системную плату, программная поддержка такжевстроена в системную BIOS.
1.4     Характеристикивидеокарты и их интерфейс
Ширинашины памяти, измеряется в битах — количество бит информации, передаваемой затакт. Важный параметр в производительности карты.
Объёмвидеопамяти, измеряется в мегабайтах — объём собственной оперативной памятивидеокарты.
Видеокарты,интегрированные в набор системной логики материнской платы или являющиесячастью ЦПУ, обычно не имеют собственной видеопамяти и используют для своих нуждчасть оперативной памяти компьютера.
Частотыядра и памяти — измеряются в мегагерцах, чем больше, тем быстрее видеокартабудет обрабатывать информацию.
Текстурнаяи пиксельная скорость заполнения, измеряется в млн. пикселов в секунду,показывает количество выводимой информации в единицу времени.
Выводыкарты — видеоадаптеры MDA, Hercules, CGA и EGA оснащались 9-контактным разьемомтипа D-Sub. Изредка также присутствовал коаксиальный разьем Composite Video,позволяющий вывести черно-белое изображение на телевизионный приемник илимонитор, оснащенный НЧ-видеовходом. Видеоадаптеры VGA и более поздние обычноимели всего один разъём VGA (15-контактный D-Sub). Изредка ранние версииVGA-адаптеров имели также разьем предыдущего поколения (9-контактный) длясовместимости со старыми мониторами. Выбор рабочего выхода задавалсяпереключателями на плате видеоадаптера. В настоящее время платы оснащаютразъёмами DVI или HDMI, либо Display Port в количестве от одного до трех.Некоторые видеокарты ATi последнего поколения оснащаются шестью видеовыходами.Порты DVI и HDMI являются эволюционными стадиями развития стандарта передачивидеосигнала, поэтому для соединения устройств с этими типами портов возможноиспользование переходников. Порт DVI бывает двух разновидностей. DVI-I такжевключает аналоговые сигналы, позволяющие подключить монитор через переходник наразьем D-SUB. DVI-D не позволяет этого сделать. Dispay Port позволяетподключать до четырёх устройств, в том числе акустические системы,USB-концентраторы и иные устройства ввода-вывода. На видеокарте также возможноразмещение композитных и S-Video видеовыходов и видеовходов (обозначаются, какViVo) (Рис. 1.2).
/>
Рисунок1.2 – Разъемы: 9-контактный разъём TV-Out, DVI и D-Sub
Первоепрепятствие к повышению быстродействия видеосистемы — это интерфейс передачиданных, к которому подключён видеоадаптер. Как бы ни был быстр процессорвидеоадаптера, большая часть его возможностей останется незадействованной, еслине будут обеспечены соответствующие каналы обмена информацией между ним,центральным процессором, оперативной памятью компьютера и дополнительнымивидеоустройствами. Основным каналом передачи данных является, конечно, интерфейснаяшина материнской платы, через которую обеспечивается обмен данными сцентральным процессором и оперативной памятью. Самой первой шинойиспользовавшейся в IBM PC была XT-Bus, она имела разрядность 8 бит данных и 20бит адреса и работала на частоте 4,77 МГц. Далее появилась шина ISA (IndustryStandart Architecture — архитектура промышленного стандарта), соответственноона имела разрядность 16/24 бит и работала на частоте 8 МГц. Пиковая пропускнаяспособность составляла чуть больше 5,5 МиБ/с. Этого более чем хватало дляотображения текстовой информации и игр с шестнадцатицветной графикой.Дальнейшим рывком явилось появление шины MCA (Micro Channel Architecture) вновой серии компьютеров PS/2 фирмы IBM. Она уже имела разрядность 32/32 бит ипиковую пропускную способность 40 МиБ/с. Но то обстоятельство, что архитектураMCI являлась закрытой (собственностью IBM), побудило остальных производителейискать иные пути увеличения пропускной способности основного канала доступа квидеоадаптеру. И вот, с появлением процессоров серии 486, было предложеноиспользовать для подключения периферийных устройств локальную шину самогопроцессора, в результате родилась VLB (VESA Local Bus — локальная шинастандарта VESA). Работая на внешней тактовой частоте процессора, котораясоставляла от 25 МГц до 50 МГц, и имея разрядность 32 бит, шина VLBобеспечивала пиковую пропускную способность около 130 МиБ/с. Этого уже былоболее чем достаточно для всех существовавших приложений, помимо этоговозможность использования её не только для видеоадаптеров, наличие трёх слотовподключения и обеспечение обратной совместимости с ISA (VLB представляет собойпросто ещё один 116 контактный разъём за слотом ISA) гарантировали ейдостаточно долгую жизнь и поддержку многими производителями чипсетов дляматеринских плат, и периферийных устройств, даже несмотря на то, что причастотах 40 МГц и 50 МГц обеспечить работу даже двух устройств подключенных кней представлялось проблематичным из-за чрезмерно высокой нагрузки на каскадыцентрального процессора (ведь большинство управляющих цепей шло с VLB напроцессор напрямую, безо всякой буферизации). И всё-таки, с учётом того, что нетолько видеоадаптер стал требовать высокую скорость обмена информацией, и явнойневозможности подключения к VLB всех устройств (и необходимостью наличиямежплатформенного решения, не ограничивающегося только PC), была разработанашина PCI (Periferal Component Interconnect — объединение внешних компонентов)появившаяся, в первую очередь, на материнских платах для процессоров Pentium. Сточки зрения производительности на платформе PC всё осталось по-прежнему — притактовой частоте шины 33 МГц и разрядности 32/32 бит она обеспечивала пиковуюпропускную способность 133 МиБ/с — столько же, сколько и VLB. Однако она былаудобнее и в конце-концов вытеснила шину VLB и на материнских платах дляпроцессоров класса 486.
Споявлением процессоров Intel Pentium II, и серьёзной заявкой PC напринадлежность к рынку высокопроизводительных рабочих станций, а так же споявлением 3D-игр со сложной графикой, стало ясно, что пропускной способностиPCI в том виде, в каком она существовала на платформе PC (обычно частота 33 МГци разрядность 32 бит), скоро не хватит на удовлетворение запросов системы.Поэтому фирма Intel решила сделать отдельную шину для графической подсистемы,несколько модернизировала шину PCI, обеспечила новой получившейся шинеотдельный доступ к памяти с поддержкой некоторых специфических запросоввидеоадаптеров, и назвала это AGP (Accelerated Graphics Port — ускоренныйграфический порт). Разрядность шины AGP составляет 32 бит, рабочая частота 66МГц. Первая версия разьема поддерживала режимы передачи данных 1x и 2x, вторая- 4x, третья — 8x. В этих режимах за один такт передаются соответственно одно,два, четыре или восемь 32-разрядных слов. Версии AGP не всегда были совместимымежду собой в связи с использованием различных напряжений питания в разныхверсиях. Для предотвращения повреждения оборудования использовался ключ вразьеме. Пиковая пропускная способность в режиме 1x — 266 МиБ/с. Выпусквидеоадаптеров на базе шинах PCI и AGP на настоящий момент ничтожно мал, таккак шина AGP перестала удовлетворять современным требованиям для мощности новыхПК, и, кроме того, не может обеспечить необходимую мощность питания. Длярешения этих проблем создано расширение шины PCI — E — PCI Express версий 1.0 и2.0, это последовательный, в отличие от AGP, интерфейс, его пропускнаяспособность может достигать нескольких десятков ГБ/с. На данный моментпроизошёл практически полный отказ от шины AGP в пользу PCI Express. Однакостоит отметить, что некоторые производители до сих предлагают достаточносовременные по своей конструкции видеоплаты с интерфейсами PCI и AGP — вомногих случаях это достаточно простой путь резко повысить производительность моральноустаревшего ПК в некоторых графических задачах.
1.5Видеопамять
Кромешины данных, второе узкое место любого видеоадаптера — это пропускнаяспособность (англ. bandwidth) памяти самого видеоадаптера. Причём, изначальнопроблема возникла даже не столько из-за скорости обработки видеоданных (этосейчас часто стоит проблема информационного «голода» видеоконтроллера, когда онданные обрабатывает быстрее, чем успевает их читать/писать из/в видеопамять),сколько из-за необходимости доступа к ним со стороны видеопроцессора,центрального процессора и RAMDAC’а. Дело в том, что при высоких разрешениях ибольшой глубине цвета для отображения страницы экрана на мониторе необходимопрочитать все эти данные из видеопамяти и преобразовать в аналоговый сигнал,который и пойдёт на монитор, столько раз в секунду, сколько кадров в секундупоказывает монитор. Возьмём объём одной страницы экрана при разрешении 1024x768точек и глубине цвета 24 бит (True Color), это составляет 2,25 МиБ. При частотекадров 75 Гц необходимо считывать эту страницу из памяти видеоадаптера 75 раз всекунду (считываемые пикселы передаются в RAMDAC и он преобразовывает цифровыеданные о цвете пиксела в аналоговый сигнал, поступающий на монитор), причём, низадержаться, ни пропустить пиксел нельзя, следовательно, номинально потребнаяпропускная способность видеопамяти для данного разрешения составляетприблизительно 170 МиБ/с, и это без учёта того, что необходимо и самомувидеоконтроллеру писать и читать данные из этой памяти. Для разрешения 1600x1200x32бит при той же частоте кадров 75 Гц, номинально потребная пропускная составляетуже 550 МиБ/с, для сравнения, процессор Pentium-2 имел пиковую скорость работыс памятью 528 МиБ/с. Проблему можно было решать двояко — либо использоватьспециальные типы памяти, которые позволяют одновременно двум устройствам читатьиз неё, либо ставить очень быструю память. О типах памяти и пойдёт речь ниже.
FPMDRAM (Fast Page Mode Dynamic RAM — динамическое ОЗУ с быстрым страничнымдоступом) — основной тип видеопамяти, идентичный используемой в системныхплатах. Использует асинхронный доступ, при котором управляющие сигналы непривязаны жёстко к тактовой частоте системы. Активно применялся примерно до1996 г.
VRAM(Video RAM — видео ОЗУ) — так называемая двухпортовая DRAM. Этот тип памятиобеспечивает доступ к данным со стороны сразу двух устройств, то есть естьвозможность одновременно писать данные в какую-либо ячейку памяти, иодновременно с этим читать данные из какой-нибудь соседней ячейки. За счётэтого позволяет совмещать во времени вывод изображения на экран и его обработкув видеопамяти, что сокращает задержки при доступе и увеличивает скоростьработы. То есть RAMDAC может свободно выводить на экран монитора раз за разомэкранный буфер ничуть не мешая видеопроцессору осуществлять какие-либоманипуляции с данными. Но это всё та же DRAM и скорость у неё не слишкомвысокая.
WRAM(Window RAM) — вариант VRAM, с увеличенной на ~25 % пропускной способностью иподдержкой некоторых часто применяемых функций, таких как отрисовка шрифтов,перемещение блоков изображения и т. п. Применяется практически только наакселераторах фирмы Matrox и Number Nine, поскольку требует специальных методовдоступа и обработки данных. Наличие всего одного производителя данного типапамяти (Samsung) сильно сократило возможности её использования. Видеоадаптеры,построенные с использованием данного типа памяти, не имеют тенденции к падениюпроизводительности при установке больших разрешений и частот обновления экрана,на однопортовой же памяти в таких случаях RAMDAC всё большее время занимаетшину доступа к видеопамяти и производительность видеоадаптера может сильноупасть.
EDODRAM (Extended Data Out DRAM — динамическое ОЗУ с расширенным временемудержания данных на выходе) — тип памяти с элементами конвейеризации,позволяющий несколько ускорить обмен блоками данных с видеопамятьюприблизительно на 25 %.
SDRAM(SynchronousDynamic RAM — синхронное динамическое ОЗУ) пришёл на замену EDO DRAM и другихасинхронных однопортовых типов памяти. После того, как произведено первоечтение из памяти или первая запись в память, последующие операции чтения илизаписи происходят с нулевыми задержками. Этим достигается максимально возможнаяскорость чтения и записи данных.
DDRSDRAM (Double Data Rate) — вариант SDRAM с передачей данных по двум срезамсигнала, получаем в результате удвоение скорости работы. Дальнейшее развитиепока происходит в виде очередного уплотнения числа пакетов в одном такте шины —DDR2 SDRAM (GDDR2), DDR3 SDRAM (GDDR3) и т. д.
SGRAM(Synchronous Graphics RAM — синхронное графическое ОЗУ) вариант DRAM ссинхронным доступом. В принципе, работа SGRAM полностью аналогична SDRAM, нодополнительно поддерживаются ещё некоторые специфические функции, типа блоковойи масочной записи. В отличие от VRAM и WRAM, SGRAM является однопортовой,однако может открывать две страницы памяти как одну, эмулируя двухпортовостьдругих типов видеопамяти.
MDRAM(Multibank DRAM — многобанковое ОЗУ) — вариант DRAM, разработанный фирмойMoSys, организованный в виде множества независимых банков объёмом по 32 КиБкаждый, работающих в конвейерном режиме.
RDRAM(RAMBus DRAM) память использующая специальный канал передачи данных (RambusChannel), представляющий собой шину данных шириной в один байт. По этому каналуудаётся передавать информацию очень большими потоками, наивысшая скоростьпередачи данных для одного канала на сегодняшний момент составляет 1600 МиБ/с(частота 800 МГц, данные передаются по обоим срезам импульса). На один такойканал можно подключить несколько чипов памяти. Контроллер этой памяти работаетс одним каналом Rambus, на одной микросхеме логики можно разместить четыретаких контроллера, значит теоретически можно поддерживать до 4 таких каналов,обеспечивая максимальную пропускную способность в 6,4 ГиБ/с. Минус этой памяти— нужно читать информацию большими блоками, иначе её производительность резкопадает.
Общийвид видеокарты изображен на рисунке 1.4.
/>
Рисунок1.4 – Общий вид видеокарты на базе чипа NVidia GT218
Схемавидеокарты изображена на рисунке 1.5.

/>
Рисунок1.5 — Схема видеокарты

2УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ВИДЕОКАРТЫ
2.1Недостатки видеокарт
Основнымнедостатком видеокарт является перегрев.
Перегреввидеокарт случается, когда они работают в закрытом, недостаточно проветриваемомкорпусе. Современные видеокарты имеют достаточно большую мощность, поэтомусильно нагреваются. Этому способствует маленький корпус компьютера, набитыйразличными элементами, здесь есть большая вероятность, что видеокарта,когда-нибудь сгорит от перегрева.
Признакиперегрева видеокарты: происходят «глюки» системы, неправильное изображениецвета, появляются полосы, точки на экране, через несколько минут после началаинтенсивной загрузки ускорителя. Последствия перегрева: потеря контакта в схемевидеокарты, вылет питающих узлов, высыхание электролитов, неисправности памяти.Такие же последствия возможны из-за плохого питания или разгона.
Еслиперегрев видеокарты длительный, то происходит высыхание электролитическихконденсаторов на печатной плате видеокарты. Бывает, что производители экономят,и ставят конденсаторы, не предназначенные для работы при высоких температурах,в результате этого электролиты высыхают, что и становится причиной полнойнеработоспособности карты. Часто происходит то, что в схеме платы, нарушаютсяэлектрические контакты. Эта неисправность является самой простой и легкоисправляемой.
Длятого, чтобы устранить этот недостаток воспользуемся одним из методов охлажденияПК. На современных компьютерах изготовитель устанавливает на видеокартах либопассивное охлаждение, в виде радиатора или производит дополнительный обдувплаты видеокарты вентилятором. Мы воспользуемся вторым способом, хотя при этомувеличится уровень шума, создаваемого дополнительным вентилятором.

2.2Охлаждение, виды охлаждения
Холодныйвоздух тяжелый, и поэтому спускается вниз, а горячий, напротив, легкий, и посему стремиться в высь. Это несложная теорема играет ключевую роль приорганизации грамотного охлаждения. Поэтому воздуху нужно обеспечить вход какминимум в нижней передней части системного блока и выход в его верхней заднейчасти. Причем совсем необязательно ставить вентилятор на вдув. Если система неочень горячая, вполне достаточным будет простое отверстие в месте входавоздуха.
Рассчитаемнеобходимую мощность корпусной системы охлаждения. Для расчетов используемтакую формулу:
Q= 1,76*P/(Ti — To), (2.1)
где    P- полная тепловая мощность компьютерной системы;
Ti- температура воздуха внутри системного корпуса;
Тo- температура свежего воздуха, всасывающегося в системный блок из окружающейсреды;
Q- производительность (расход) корпусной системы охлаждения.
Полнаятепловая мощность (P) находится путем суммирования тепловых мощностей всехкомпонентов. К ним относятся процессор, материнская плата, оперативная память,платы расширения, жесткие диски, приводы ROM/RW, БП. В общем, то, чтоустановлено внутри системного блока.
Затемпературу в системе (Ti) нужно взять желаемую нами температуру внутрисистемного блока. Например – 35оС.
Вкачестве To возьмите максимальную температуру, какая вообще бывает в самоежаркое время года в нашем климатическом поясе. Возьмем 25оС.
Когдавсе нужные данные получены, подставляем их в формулу. Например, если P=300 Вт,то расчеты буду выглядеть следующим образом:
Q= 1,76*300/(35-25) = 52,8 CFM
Тоесть в среднем суммарное количество оборотов всех корпусных вентиляторов,включая вентилятор в БП, должно быть не ниже 53 CFM. Если пропеллеры будуткрутиться медленнее, это чревато выгоранием какого-либо компонента системы ивыхода ее из строя.
Такжев теории охлаждения существует такое понятие, как системный импеданс. Онвыражает сопротивление, оказываемое движущемуся внутри корпуса воздушномупотоку. Это сопротивление может оказываться всем, что не является этим потоком:платы расширения, шлейфы и провода, крепежные элементы корпуса и прочее. Именнопоэтому желательно связывать всю проводку хомутами и размещать в каком-нибудьуглу воздуха, чтобы она не стала помехой на пути воздушного потока.
Вентиляторам,как известно, свойственно шуметь. Если шум особенно досаждает, можно прибегнутьк такому способу решения проблемы: вместо одного быстрого и шумного поставитьдва более медленных и тихоходных. Разделить нагрузку, так сказать. Например,вместо одного 80-миллиметрового с 3000 об./мин. прикрутить два таких же (илидаже 120-миллиметровых) по 1500 оборотов каждый. Менять один меньшего диаметрана два большего диаметра предпочтительно тем, что крупная крыльчатка будетпрогонять за минуту больше кубов воздуха, чем мелкие лопасти. В некоторыхслучаях можно даже ограничиться просто заменой одного меньшего вентилятора наодин больший.
Охлаждениебывает пассивным и активным.
Пассивноепредставляет собой просто радиатор, прислоненный на поверхность кристалла иприкрепленный к «сокету» или «слоту». Уже давно не применяется для охлаждениябольшинства CPU, иногда ставится на GPU и активно используется для охлаждениямодулей RAM, видеопамяти и чипсетов. Такое охлаждение основывается наестественной конвекции воздуха. Радиатор должен быть желательно медным (лучшеотводит тепло, чем алюминиевый) и игольчатым (без заострений на конце иголок).Главное – общая площадь его поверхности. Чем она больше, тем эффективнеетеплоотвод. Подошва радиатора должна быть гладкой, иначе контакт с чипом (а,следовательно, и теплопередача) будет нарушен. Всем радиаторам присуща такаяхарактеристика, как температурное сопротивление. Оно показывает, насколько изменитсятемпература процессора при увеличении потребляемой им мощности на 1 Ватт. Чемэто сопротивление меньше, тем лучше. Радиаторы монтируются к чипу либоспециальным креплением (к разъему процессора), либо приклеиваются термоклеем(на чипы памяти, чипсет). В первом случае на поверхность процессора нужносначала тонким слоем нанести термопасту (создать термоинтерфейс). Самыераспростряненные термопасты – КПТ-8 и АлСил.
Активноеохлаждение. Может быть воздушным, водяным, криогенным и нитрогенным.
/>
Рисунок2.1 — Воздушное охлаждение

Воздушное.Его еще называют аэрогенным. Это пассивное охлаждение + кулер, то есть радиаторс установленным сверху вентилятором. Кулер – это, как известно, вентилятор,устанавливаемый на какой-либо чип, например, на процессор или на графическоеядро. Абсолютно всем вентиляторам присуща масса характеристик, по котором можнооценить их профпригодность:
— Размеры вентилятора. Выражается как высота х ширина х высота. Например,80х80х20. Все значения выражаются в мм (миллиметрах). Тут есть разница междуразмером корпуса вентилятора (размер кулера, записывается как длина х ширина) иразмером собственно квадрата, в который вписана окружность крыльчатки (размервентилятора, длина х ширина). Размер кулера по всем параметрам на парумиллиметров выше, чем размер вентилятора. Обычно про размеры кулера говорят не80х80х20, а просто 80х80 (восемьдесят на восемьдесят). Кулеры бывают размером40х40, 50х50, 60х60, 70х70, 80х80 и 120х120. Самые распространенные — 40х40,80х80 и 120х120.
— Тип подшипника. Крыльчатка вентилятора крутится либо подшипником скольжения(sleeve), либо подшипником качения (ball). У обоих свои преимущества инедостатки.
Подшипникскольжения. Его устройство следующее: во втулку, смазанную смазкой, вставляетсяротор. Вентилятор с таким подшипником просто весь оброс недостатками, к коимотносятся: невысокий срок службы по сравнению с подшипником качения, которыйеще и сокращается при нахождении вентилятора с таким подшипником вблизитемпературы выше 50оС; разбалансировка крыльчатки – при тренииротора со втулкой последняя изнашивается не равномерно (то есть не по всехокружности), а только по двум сторонам, в результате чего в поперечном сечениисо временем становится не кругом, овалом. Из-за этого появляется биение ротораи, как следствие, шум. К тому же, со временем смазка начинает вытекать иззазора между втулкой и ротором, что явно не способствует прекращению биения.Достоинств у кулеров с подшипником скольжения только два – они очень дешевы посравнению со своими ball-собратьями и тише работают, пока не износится втулкаили не закончится смазка. Последнее решается разбором мотора и заменой смазки.
Подшипниккачения. Устройство несколько другое: между втулкой и ротором вместо смазкипомещаются шарики, по которым и вращается ротор. Втулка с двух сторонзакрывается специальными кольцами, что препятствует высыпанию шариков.Недостатки таких кулеров обратны достоинствам sleeve-кулеров – ball дороже ишумнее, чем sleeve. В плюсах – стойкость к высокой температуре, передаваемойрадиатором, и большая долговечность.
Существуеттакже комбинированное решение:
Вентилятор,который вращают и sleeve- и ball-подшипник. В данном случае второй увеличиваетдолговечность и снижает уровень шума. Также бывают вентиляторы с подшипникомскольжения, но на их роторе нарезана резьба, которая при вращении не даетсмазке стекать в низ, благодаря чему она непрерывно циркулирует внутри втулки.
— Количество оборотов в минуту. Скорость вращения крыльчатки вентилятора.Измеряется данный параметр в RPM (Rotations Per Minute) и чем больше этозначение, тем лучше. Как правило, составляет от 1500 до… трудно сказатьсколько, так как значение rpm постоянно повышается производителями. Чем быстреекрутится вентилятор, тем громче он шумит. Тут уж приходится выбирать: илискорость, холод и шум, или тишина и высокие температуры. Работу любоговентилятора можно замедлить, снизив подаваемое на мотор напряжение. Это можносделать подключением к каналу 7 или даже 5 V вместо 12 V, либо впайкойрезистора 10-70 Ом в разрыв провода питания вентилятора. Но при подаче слишкомнизкого напряжения (ниже 6 V) вентилятору может просто не хватить силы, и он неначнет вертеться, не обеспечит должного охлаждения.
— Объем прогоняемого воздуха за одну минуту. Также называют эффективностью.Измеряется в CFM (Cubic Feet per Minute). Чем выше CFM, тем громче шум,издаваемый вентилятором.
— Уровень шума. Измеряется в дБ. Зависит от величины двух предыдущих параметров.Шум может быть механическим и аэродинамическим. На механические шумы влияютвеличины RPM и CFM. Аэродинамический зависит от угла загиба крыльчатки. Чем онвыше, тем сильнее бьется воздух о лопасти и тем громче гул.
— Способ подключения питания. PC Plug (напрямую к БП) либо Molex (к материнскойплате).
Следующийвид охлаждения — водяное охлаждение. Состоит из ватерблока, радиатора,резервуара с водой или хладагентом, помпы и соединительных шлангов. Ватерблок сдвумя разъемами (штуцерами) для входного и выходного шланга устанавливается напроцессоре. К радиатору по входному шлангу из помпы закачивается охлажденнаявода (хладагент), проходит через него и по выходному шлангу, будучи нагретойтеплом процессора, движется ко второму радиатору (на который устанавливаетсявентилятор), чтобы отдать тепло, взятое у CPU.
/>
Рисунок2.2 — Водяное охлаждение
Послеэтого вода попадает обратно в помпу, и цикл перекачки повторяется. У водяной СОтолько два параметра: объем резервуара и мощность помпы. Первый измеряют в л(литрах), а мощность – в л/час. Чем выше мощность, тем выше издаваемый помпойшум. Водяное охлаждение имеет преимущество перед воздушным, так какиспользуемое охлаждающее вещество имеет намного большую теплоемкость, чемвоздух, и поэтому эффективнее отводит тепло от греющихся элементов. Но, несмотря ни на что, водяное охлаждение не очень распространено в силу своейдороговизны относительно воздушного охлаждения и опасности короткого замыканияв случае разгерметизации и протечки.
Криогенноеохлаждение. СО, которая охлаждает чип при помощи специального газа – фреона.Состоит она из компрессора, конденсатора, фильтра, капилляра, испарителя ивтягивающей трубки. Работает следующим образом: газообразный фреон поступает вкомпрессор и там нагнетается. Далее газ по давлением попадает в конденсатор,где превращается в жидкость и выделяет энергию в тепловом виде. Эта энергиярассеивается конденсатором в окружающую среду. Далее фреон, уже будучижидкостью, перетекает в фильтр, где очищается от случайного мусора, которыйможет попасть в капилляр и, закупорив его, вывести систему охлаждения из строя.По капилляру жидкий фреон попадает в испаритель, где под действиемпередаваемого от испарителя тепла начинает кипеть, активно поглощая получаемуюот процессора тепловую энергию, и по всасывающей трубке попадает обратно вкомпрессор и цикл повторяется.
Нераспространена в силу своей дороговизны и необходимости пополнения фреона, таккак он со временем улетучивается и его приходится добавлять с системуохлаждения. Также эффективна при разгоне, так как способна создавать минусовыетемпературы.
Нитрогенноеохлаждение. Вся система охлаждения состоит из средних размеров емкости сзалитым туда жидким азотом. Ничего и никуда не надо не подводить, не отводить.

 />
Рисунок2.3 — Криогенное охлаждение
Принагревании процессором жидкий азот испаряется, и, достигая «потолка» емкости,становится жидким и вновь попадает на дно и снова испаряется. Нитрогенноеохлаждение, также как и фреонное, способно обеспечить минусовую температуру(приблизительно -196оС). Неудобство в том, что жидкий азот, также,как и фреон, имеет способность выкипать, и приходится добавлять его в немалыхколичествах. Кроме того, азотное охлаждение весьма дорого.
Принципдействие элемента Пельтье основан на работе полупроводников p- и n-типа.
Ещеодно устройство охлаждения, состоящее из двух полупроводниковых пластин. Припропускании через них электрического тока одна пластина начинает морозить, адругая, наоборот, излучать тепло. Причем температурный промежуток междутемпературами двух пластин всегда одинаков. Используется элемент Пельтьеследующим образом: «морозящая» сторона крепиться на процессор.

/>
Рисунок2.4 — Нитрогенное охлаждение
/>
Рисунок2.5 — Элемент Пельтье
Опасностьего использования связана с тем, что при неправильной установке элемента естьвероятность образования конденсата, что повлечет за собой выход оборудования изстроя. Так что при использовании элемента Пельтье следует быть чрезвычайноаккуратным.
Приисследовании СО приходим к выводу, что для нашего случая наиболее приемлимыйвариант – воздушное охлаждение. Остается выбрать приемлимый вариант вентилятора(малый уровень шума и побольше производительность).
2.3Методы устранения недостатков
Вперсональных компьютерах используются вентиляторы выполненные на основедвухфазного вентильного двигателя постоянного тока с внешним ротором.Остановимся подробнее на устройстве и принципе работы вентильного двигателя.Применение обычного коллекторного двигателя постоянного тока в компьютеренедопустимо, т.к., во-первых, он является источником электромагнитных помех, а,во-вторых, требует систематического ремонта, связанного с механическим износомщеток. Поэтому применяются вентильные двигатели в бесколлекторном вариантеисполнения. В таком двигателе на роторе расположены постоянные магниты, создающиемагнитный поток возбуждения, а обмотка якоря расположена на статоре (обращеннаяконструкция). Питание обмотки статора осуществляется таким образом, что междуее намагничивающей силой и потоком возбуждения сохраняется смещение в 90градусов. При вращающемся роторе такое положение может сохраниться в результатепереключения обмоток статора. При переключении должны выполняться два условия,согласно которым обмотки статора должны переключаться в определенный моментвремени и с заданной последовательностью. При этом положение ротораопределяется с помощью датчика положения, в качестве которого обычноиспользуется датчик Холла. Датчик положения управляет работой электронныхключей (транзисторов). Таким образом электронная схема составляет неотъемлемуючасть бесколлекторного вентильного двигателя, поскольку без нее невозможна егонормальная работа.
Рассмотримпринцип действия элементов Холла.
Припротекании электрического тока Iс по полупроводниковой пластинке, расположеннойперпендикулярно магнитному полю, в пластинке наводится ЭДС Еh, направлениекоторой перпендикулярно как току Iс, так и магнитной индукции В (рис. 2.6).Поскольку ЭДС действует на заряженные частицы (электроны или дырки) всоответствии с правилом левой руки, то заряженные частицы смещаются к левойстороне полупроводниковой пластинки. Полярность ЭДС зависит от типапроводимости полупроводника (р- или n-тип) и направления вектора магнитнойиндукции В.
/>
Рисунок2.6 — Эффект Холла:
а)- в полупроводнике p-типа,
б)- в полупроводнике n-типа.
1- электроны, 2 — дырки.
ЗначениеЭДС, называемой напряжением Холла, определяется как:
Eh=-(l/d)*B*Ic*Rh,(2.2)
гдеRh – постоянная Холла;
Ic– ток через пластинку;
В– магнитная индукция;
d– толщина пластинки.
Полупроводниковыеприборы, предназначенные для определения магнитных полей, называются датчикамиХолла. В современных вентильных двигателях постоянного тока широко применяютсядатчики Холла n-типа на основе InSb и GaAs.
Рассмотримпринцип определения положения ротора с помощью датчика Холла.
Нарис. 2.7 показана эквивалентная схема датчика Холла, представленная в виде цепис четырьмя выводами. Как было показано выше, при протекании управляющего токаили тока смещения Ic, от вывода 3 к выводу 4 элемента Холла, помещенного вмагнитное поле, вектор индукции которого перпендикулярен плоскости элемента, навыводах 1 и 2 элемента наводится холловское напряжение Eh. Если предположить,что R1=R2 и R3=R4 и принять вывод 4 за общую точку схемы, то потенциалы выводов1 и 2 равны соответственно Eh/2 и -Eh/2. Далее при изменении направлениямагнитного поля меняется полярность наводимого на элементе напряжения, чтопоказано на рис. 2.3. Поэтому если разместить элемент Холла вблизи ротора спостоянным магнитом, то этот элемент точно выявляет положение полюсов изначение магнитной индукции, генерируя выводные напряжения Еh1 и Eh2.
Вентильныйдвигатель постоянного тока с элементом Холла.
Нарис. 2.8, а показан простейший вентильный двигатель постоянного тока с элементомХолла, расположение которого изображено на рис.2.8, б. Для управления токами вобмотках W1 и W2 выходные сигналы датчика Холла поступают на вход транзисторовVT1, VT2. На рис. 2.9 показаны следующие состояния вращающегося ротора:
а)элемент Холла определяет северный полюс постоянного магнита ротора и подключаетобмотку W2 таким образом, что на полюсном башмаке обмотки образуется южныйполюс, вызывающий вращение ротора против часовой стрелки (так как разноименныеполюса притягиваются) (рис. 2.9, а);
б)элемент Холла выходит из-под действия магнитного поля, что приводит к запираниюобоих транзисторов и обесточиванию обмоток W1 и W2. Ротор продолжает по инерциивращаться против часовой стрелки (рис.2.9, б);
в)элемент Холла определяет южный полюс ротора и подключает обмотку W1 такимобразом, что на полюсном башмаке обмотки образуется южный полюс, притягивающийсеверный полюс ротора, и продолжая таким образом вращение ротора против часовойстрелки (рис.2.9, в).
/>

/>
Рисунок2.8 — Принцип действия вентильного двигателя постоянного тока, использующего элементХолла
/>
Рисунок2.9 — Создание электромагнитного момента, вращение и коммутация обмотокдвигателя
«Мертвыеточки».
Изрис. 2.9 следует, что при вращении ротора существуют две «мертвыеточки», при которых элемент Холла не может определить направлениемагнитного поля (линии поля направлены параллельно датчику), а значит вобмотках не протекают токи, создающие электромагнитный момент. Следовательно,существует вероятность остановки такого двигателя в «мертвой точке».Пройти такую точку ротор может только по инерции и лишь при малом значениимомента трения на валу. Проблема «мертвых точек» является главнымнедостатком вентильных двигателей. Основным методом устранения «мертвыхточек» в двухфазных вентильных двигателях является использованиепространственного гармонического магнитного поля. Получение такого полядостигается либо с помощью неравномерного воздушного зазора между ротором истатором, либо с помощью дополнительных полюсов статора и намагничивания роторав последовательности N-0-S-N-0-S (0 — область ротора с отсутствиемнамагничивания, N,S — области ротора, намагниченные северным и южным полюсомсоответственно). Не вдаваясь в дальнейшие подробности, отметим лишь, что напрактике встречаются двигатели как первого, так и второго типа. На рис. 2.10, а, бпоказаны поперечные сечения обоих типов двигателей.
Холловскаяинтегральная схема (ХИС).
Дляусиления выходных сигналов датчика Холла совместно с ним необходимоиспользовать один или более транзисторов. В настоящее время на одном кристаллеустанавливают как элемент Холла, так и некоторые электронные схемы, образуяхолловскую интегральную схему (ХИС). Внешний вид типичной ХИС, а также еефункциональная схема, показаны на рис.2.10.
/>
Рисунок2.10 — Сечение двухфазного вентильного двигателя с внешним ротором:
а)- с неравномерным воздушным зазором; б) — с дополнительными неподвижнымиполюсами;
1- ферритовый постоянный магнит ( а) — 4 полюсный, б) — намагниченный впоследовательности N-S-0-N-S-0; 2 холловская интегральная схема;
3- магнитопровод (ярмо) якоря; 4 — магнитопровод статора; 5 — обмотка статора
/>
Рисунок2.11 — Холловская интегральная схема (ХИС) (а)
иее функциональный состав (б):
1         -элемент Холла; 2 — дифференциальный усилитель;3- выходной каскад
Существуютдва типа ХИС: линейные и релейные. На рис. 2.12 изображены характеристикичувствительности ХИС обоих типов. Выбор типа ХИС зависит от конструкции иобласти применения двигателя.
Выходнойсигнал датчика Холла 1, предварительно усиленный операционным усилителем 2,поступает на вход выходного каскада 3. Выходной сигнал ХИС управляет состояниемсилового транзистора, регулирующего токи в обмотках двигателя.

/>
Рисунок2.12 — Характеристики ХИС линейного (а) и релейного (б) типа SU8025-M.
Рассмотримв качестве примера работу принципиальной схемы двигателя вентилятораSuper-Ultra модель SU8025-M (Тайвань) (рис. 2.13). Этот двигатель имеетследующие основные технические характеристики:
•напряжение питания 12V DC;
•потребляемый ток 120mA.
ХИСHG типа UF1301 управляет состоянием транзисторов Q1, Q2. Транзисторы работают включевом режиме и состояние их всегда противоположно. Поэтому ток протекаетчерез обе фазы обмотки статора поочередно, т.к. эти фазы подключены кколлекторам Q1, Q2. Обмотка статора состоит из четырех катушек, при этомобмотки первой и второй фаз наматываются совместно таким образом, как этопоказано на рис. 2.14. Магнитные полярности этих обмоток у каждого из полюсовдвигателя противоположны друг другу. Такой тип обмотки называют бифилярнойобмоткой. Это позволяет запитывать обе обмотки напряжением одной полярности.

/>
Рисунок2.13 — Принципиальная электрическая схема двухфазового вентильного двигателяSU8025-M (SUPERULTRA, TAIWAN)
Взависимости от положения ротора на выходе 3 ХИС вырабатывается сигнал L- илиН-уровня. Если на выходе ХИС вырабатывается сигнал L-уровня, то транзистор Q1будет закрыт, а транзистор Q2 открыт. При этом ток, создающий магнитный потоквозбуждения, протекает через обмотки фазы В.
/>
Рисунок2.14 — Бифилярная обмотка
Когдаротор поворачивается и вектор магнитной индукции, порождаемый магнитным полемротора, меняет свое направление, то на выходе 3 ХИС вырабатывается сигналН-уровня, транзистор Q1 будет открыт, а транзистор Q2 закрыт. При этом ток,создающий магнитный поток возбуждения, протекает через обмотки фазы А, и роторпродолжает вращение в том же направлении.
Изсказанного следует, что при работе двигателя вентилятора через фазы обмотокстатора протекают импульсные токи. Поэтому на индуктивностях обмоток возникаютвыбросы противо-ЭДС при запирании коммутирующих транзисторов. Для сглаживанияэтих выбросов к коллекторам транзисторов подключены конденсаторы C1, C2. Крометого, для того чтобы эти выбросы не проникали в шину выходного напряжения +12В,питание на обмотки подается через развязывающий диод D1.
Нижеприведены краткие характеристики кулера RADEON-LUX FA-DC-8, 80x80x25mm, 2Ball(два шароподшипника з пониженим уровнем шуму), 3pin, 2000 об/мин, 11 дБ.
Данныйвентилятор устраивает нас относительно низкой ценой и низким уровнем шума.
2.4Установка вентилятора
Таквыглядела видеокарта на базе чипа NVidia GT218 до установки (Рис. 1.4) и послеустановки (Рис. 2.15 — 2.16) вентилятора RADEON-LUX FA-DC-8

/>
Рисунок2.15 — Видеокарта на базе чипа NVidia GT218 после установки вентилятораRADEON-LUX FA-DC-8 ( вид спереди)
Особыхнавыков для установки вентилятора не требуется. К плате приклеиваютсяэпоксидной смолой втулки, на которые будет крепиться вентилятор. Послеустановки дополнительного вентилятора был произведено тестирование компьютерана температуру на видеокарте, уровень шума всего компьютера, потребляемуюмощность (Таблица 2.1).

/>
Рисунок2.16 — Видеокарта на базе чипа NVidia GT218 после установки вентилятораRADEON-LUX FA-DC-8 ( вид сверху)
Таблица2.1 – Тестирование компьютера до установки и после установки дополнительноговентилятора на видеокартуПоказатель, единица измерения До установки
После
установки 1.Температура, ˚С 45-60 25-30 2.Уровень шума, дБ 21 27 3.Потребляемая мощность, Вт (225В в сети) 170 172
Каквидим характеристики работы видеокарты улучшились, т.е. мы добилисьпоставленной цели.
Схемапринципиальная электрическая до усовершенствования видеокарты выглядела такимобразом (сокращенная) (Рисунок 2.17).

/>
Рисунок2.17 – Схема видеокарты до установки вентилятора RADEON-LUX FA-DC-8
Послеустановки вентилятора RADEON-LUX FA-DC-8 на плату видеокарты схема приобрететвид, изображенный на рисунке 2.18.

/>
/>
Рисунок2.18 – Схема видеокарты после усовершенствования (добавлена схема управлениявентилятором RADEON-LUX FA-DC-8)
Послевыбора типа вентилятора и типа платы видеокарты, произведемтехнико-экономическое обоснование проекта.

3ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ОБЪЕКТА РАЗРАБОТКИ
Первичнымиисходными данными для определения стоимости проекта являются показатели,которые используются на предприятии ГПО «МОНОЛИТ» г. Харьков.
Этипоказатели сведены в таблицу 3.1.
Таблица3.1 — Данные предприятия ГПО «МОНОЛИТ» г. Харьков состоянием на 01.01.2010 г.Статьи расходов Усл.обоз.
Единицы
измер. Величина 1 2 3 4 Разработка (проектирование) КД Тарифная ставка конструктора — технолога
Зсист грн. 1200 Тарифная ставка обслуживающего персонала
Зперс грн. 1200 Зарплата других категорий рабочих, задействованных в процессе разработки КД
Зин.роб. грн. 1500 Тариф на электроэнергию
Се/е грн. 0,56 Мощность компьютера, модема, принтера и др.
WМ квт /час. 0,3 Стоимость ЭВМ, принтера, модема для базового и нового изделия (IBMPentium/32/200/ SVG)
Втз грн. 3200,00 Амортизационные отчисления
Ааморт % 10 Стоимость 1-го часа использования ЭВМ
Вг грн. 6,5 Норма дополнительной зарплаты
Нд % 10 Отчисление на социальные мероприятия
Нсоц % 37,2 Общепроизводственные (накладные) расходы
Ннакл % 25 Транспортно-заготовительные расходы
Нтрв % 4 Время обслуживания систем ЭВМ
То час/год 180 Норма амортизационных отчислений на ЭВМ
На % 10 Отчисление на удерживание и ремонт ЭВМ
Нр % 10
3.1 Расчет расходовна стадии проектирования (разработки) КД усовершенствованной видеокарты
а)Трудоемкость разработки КД нового изделия
Дляопределения трудоемкости выполнения проектных работ прежде всего складываетсяперечень всех этапов и видов работ, которые должны быть выполнены (логически,упорядочено и последовательно). Нужно определить квалификационный уровень(должности) исполнителей.
Расходына разработку КД представляет собой оплату труда разработчиков схемыэлектрической принципиальной, конструкторов и технологов.
Расчетрасходов на КД выводится методом калькуляции расходов, в основу которогоположенная трудоемкость и заработная плата разработчиков.
а)Трудоемкость разработки КД изделия (Т) рассчитывается по формуле:
/>,                                             (3.1)
где   Татз– расходы труда на анализ технического задания (ТЗ),чел./час;
Трес– расходы труда на разработку электрических схем,чел./час;
Трк– расходы труда на разработку конструкции, чел./час;
Трт–расходы труда на разработку технологии, чел./час;
Токд–расходы труда на оформление КД, чел./час;
Твидз– расходы труда на изготовление и испытание опытного образца, чел./час.
Данныерасчета заносятся в таблицу 3.2.

Таблица3.2 — Расчет заработной платы на разработку КД изделияВиды работ Условные обозначения
Почасовая тарифная ставка -
 Сст, грн.
Фактические расходы времени
чел./час; Сдельная зарплата, грн. 1. Анализ ТЗ
Татз 4,28 1 4,28 2. Разработка электрических схем
Трес 4,28 1 4,28 3. Разработка конструкции
Трк 4,28 2 8,56 4. Разработка технологии
Трт 4,28 2 8,56 5. Оформление КД
Токд 4,28 3 12,84 6. Изготовление и испытание опытного образца
Твидз 4,28 2 8,56 ВСЕГО: å 4,28 11 47,08
Заработнаяплата на разработку КД изделия С определяется за формулой:
/>,                                                                                  (3.2)
где   /> -почасовая тарифная ставка разработчика, грн
/> - трудоемкостьразработки КД изделия (определяется в гривнях с двумя десятинными знаками(00,00грн.)
б)Расчет материальных расходов на разработку КД
Материальныерасходы Мв, которые необходимы для разработки (создании) КД,приведенные в таблице 3.3.
Таблица3.3 — Расчет материальных расходов на разработку КДМатериал
Условные
обознач. Факт. количество Цена за ед., грн. Сумма, грн. 1. CD DVD диск 1 2,00 2,00 2. Бумага лист 200 0,07 14,00 3. Другие материалы
å Ми - - - ВСЕГО å 16,00  ТЗР (4%) 0,64 ИТОГО
Мв 16,64
 
в)Расходы на использование ЭВМ при разработке КД (если они есть).
Расходы,на использование ЭВМ при разработке КД, рассчитываются исходя из расходовработы одного часа ЭВМ по формуле. грн.:
/>,                                                 (3.3)
где   Вг – стоимость работы одного часа ЭВМ, грн.
Трес–расходы труда на разработку электрических схем, чел./час;
Трк–расходы труда на разработку конструкции, чел./час;       
Трт–расходы труда на разработку технологии, чел./час;        
Токд–расходы труда на оформление КД, чел./час;
Приэтом, стоимость работы одного часа ЭВМ (других технических средств — ТЗ) Вгопределяется по формуле, грн.:
/>,                                                (3.4)
где   Те/е– расходы на электроэнергию, грн.;
Ваморт– величина 1-го часа амортизации ЭВМ, грн.;
Зперс–почасовая зарплата обслуживающего персонала, грн.;
Трем– расходы на ремонт, покупку деталей, грн.;
Стоимостьодного часа амортизации Ваморт определяется по формуле, грн.:
 при40 часовой рабочей неделе:
/>,                                             (3.5)
где   Втз — стоимость технических средств, грн.
На — норма годовой амортизации (%).
Кт — количество недель в год (52 недели/год).
Гт — количество рабочих часов в неделю (40 часов/неделю)
Почасоваяоплата обслуживающего персонала Зперс рассчитывается поформуле, грн.:
/>,                                                   (3.6)
где   Окл — месячный оклад обслуживающего персонала, грн.
Крг — количество рабочих часов в месяц (160 часов/месяц);
Нрем-расходы на оплату труда ремонта ЭВМ (6 % Окл).
Расходына ремонт, покупку деталей для ЭВМ Трем определяются поформуле, грн.:
/>,                                             (3.7)
где   Втз — стоимость технических средств, грн.
Нрем — процент расходов на ремонт, покупку деталей (%);
Кт — количество недель на год (52 недели/год).
Гт — количество рабочих часов на неделю (36 ¸ 168 час./неделя)
Расходына использование электроэнергии ЭВМ и техническими средствами Те/еопределяются по формуле, грн.:
/>,                                                                       (3.8)
где   Ве/е– стоимость одного кВт/час электроэнергии,грн.;
Wпот– мощность компьютера, принтера и сканера (за 1 час), (кВт/час.).
Такимобразом, стоимость одного часа работы ЭВМ при разработке КД будет составлять(см. формулу 3.4), грн.:
/>.
Расходына использование ЭВМ при разработке, грн. (см. формулу 3.3):
/>
г)Расчет технологической себестоимости создания КД
Расчеттехнологической себестоимости создания КД усовершенствованной видеокартыпроводится методом калькуляции расходов (таблица 3.4).
Таблица3.4 — Калькуляция технологических расходов на создание КД изделия
№
п/п Наименование статей
Условны
обозначения  Расходы (грн.) 1 2 3 4 1. Материальные расходы
Мв 16,64 2. Основная зарплата
Зо 47,08 3. Дополнительная зарплата
Зд 7,06 4. Отчисление на социальные мероприятия
Нсоц 20,14 5. Накладные расходы предприятия
Ннакл 13,54 6. Расходы на использование ЭВМ
ВМ 8,06 7. Себестоимость КД изделия
Скд = å(1¸6) 112,52
Себестоимостьразработанной конструкторской документации Скд рассчитываетсякак сумма пунктов 1–6. 3.2 Расчет расходовна стадии производства изделия
Себестоимостьизделия что разрабатывается рассчитывается на основе норм материальных итрудовых расходов. Среди исходных данных, которые используются для расчетасебестоимости изделия, выделяют нормы расходов сырья и основных материалов наодно изделие (таблица 3.5).
Таблица3.5 — Расчет расходов на сырье и основные материалы на одно изделиеМатериалы
Норма расходов
(единиц) Оптовая цена грн./ед.
Фактические расходы
(единиц)
Сумма
грн. 1 2 3 4 5 Припой ПОС — 61 (ГОСТ 21930 — 76), кг 0,2 25,00 0,2 5,00 Лак ЭП-9114 (ГОСТ 2785-76), кг 0,1 10,00 0,1 1,00 Другие - -- - - ВСЕГО: 6,00 Транспортно-заготовительные расходы (4%) 0,24 ИТОГО: 6,24
Входе расчета себестоимости изделия, как исходные данные, используютспецификации материалов, покупных комплектующих изделии и полуфабрикатов, чтоиспользуются при изготовления одного изделия (таблица 3.6).
Таблица3.6 – Ведомость комплектующих элементов на усовершенствование материнской платы№ Наименование
Стоимость
единицы, грн. Количество, шт. Сумма, грн. 1
Резистор МЛТ 0,125
10 кОм / 5% 0,4 1 0,4 2
Переменный резистор
СПО-1 10 Ом 3,0 1 3,0 3 Вентилятором RADEON-LUX FA-DC-8 82,74 1 82,74 4 Переключатель ТП-1-2 1,60 1 1,60 5 Всего: 87,74 5 Транспортно-заготовительные расходы (4%) 3,51 ИТОГО: 91,25
Расчетзарплаты основных производственных рабочих проводим на основе норм трудоемкостипо видам работ и почасовыми ставками рабочих (таблица 3.7).
Калькуляциясебестоимости и определения цены выполняется в таблице 3.8.
Таблица3.7 — Расчет основной зарплатыНаименование операции Почасовая тарифная ставка, грн. Норма времени чел./час. Сдельная зарплата, грн.  1  2  3  4 Заготовительная 5,91 0,5 2,96 Слесарная 5,91 1 5,91 Сборка 5,91 1 5,91 Монтажная 5,91 1 5,91 Настройка 5,91 0,5 2,96 Другие - - - ВСЕГО:  4 23,64
Таблица3.8— Калькуляция себестоимости и определения цены изделии по новой КД Наименование статей расходов Сумма, грн. Сырье и материалы 6,24 Покупные комплектующие изделия 91,25 Основная зарплата рабочих 23,64 Дополнительная зарплата (15%) 3,55 Отчисление на социальные мероприятия (37,2%) 10,11 Накладные расходы (25% по данным предприятия) 6,80 Производственная себестоимость 141,59 Стоимость видеокарты до модернизации 240,34
Общаястоимость на подготовку конструкторской документации и модернизацию видеокартысоставляет 141,59 +112,52 = 254,11 (грн.).
Еслине устанавливать вентилятор отказ может произойти в течении 1-1,5 лет, т.епридется осуществлять замену видеокарты, а это будет стоить порядка 250 грн.Если же установить вентилятор, отказ может произойти лишь приблизительно через6-8 лет.
/>
Рисунок3.1 – Продолжительность работы видеокарты на базе чипа NVidiaGT218 (на отказ) (http://www.xard.ru/):
1-        доусовершенствования;
2-        послеусовершенствования.
Возьмем,что после усовершенствования плата видеокарты проработает в течении 7 лет, безусовершенствования – 1,5 года. Общая стоимость усовершенствованной платы будетсоставлять: 240,34 + 254,11 = 494,45 (грн.). Согласно статистических данных засемь лет эксплуатации, неусовершенствованная плата может выйти со строя 7: 1,5≈ 4,6 раза, т.е. придется менять видеокарту где-то 4 раза. Приобретая 4раза видеокарту мы понесем затраты: 240,34 х х 4= 961,36 (грн.). Значитэкономический эффект за один год составит:
Кэф= (961,36 – 494,45) /7 ≈ 67 (грн.)., а за семь лет эксплуатации 469,00грн.
Впроцессе работы нами был выбран вентилятор RADEON-LUX FA-DC-8.
Основывалсятакой выбор прежде всего:
— во-первых, дешевизной самого вентилятора;
— во-вторых, относительно высокой продуктивностью и низким уровнем шума;;
— и последнее, возможность размещения на видеокарте на базе чипа NVidia GT218(выбор видеокарты основывается на наличии теста данной видеокарты в Интернете).
Можносделать вывод.
Впроцессе усовершенствования видеокарты была разработана конструкторскаядокументация, произведен расчет себестоимости затрат на модернизациювидеокарты. При осуществлении модернизации продолжительность работы видеокартыувеличится почти в четыре раза, чем будет вызван экономический эффект порядка70 грн. в год.

4ОХРАНА ТРУДА
Научно-техническийпрогресс внес серьезные изменения в условия производственной деятельностиработников умственного труда. Их труд стал более интенсивным, напряженным,требующим значительных затрат умственной, эмоциональной и физической энергии.Это потребовало комплексного решения проблем эргономики, гигиены и организациитруда, регламентации режимов труда и отдыха.
Внастоящее время компьютерная техника широко применяется во всех областяхдеятельности человека. При работе с компьютером человек подвергаетсявоздействию ряда опасных и вредных производственных факторов: электромагнитныхполей (диапазон радиочастот: ВЧ, УВЧ и СВЧ), инфракрасного и ионизирующегоизлучений, шума и вибрации, статического электричества и др..
Работас компьютером характеризуется значительным умственным напряжением инервно-эмоциональной нагрузкой операторов, высокой напряженностью зрительнойработы и достаточно большой нагрузкой на мышцы рук при работе с клавиатуройЭВМ. Большое значение имеет рациональная конструкция и расположение элементоврабочего места, что важно для поддержания оптимальной рабочей позычеловека-оператора.
Впроцессе работы с компьютером необходимо соблюдать правильный режим труда иотдыха. В противном случае у персонала отмечаются значительное напряжениезрительного аппарата с появлением жалоб на неудовлетворенность работой,головные боли, раздражительность, нарушение сна, усталость и болезненныеощущения в глазах, в пояснице, в области шеи и руках.

4.1Требования к производственным помещениям
4.1.1Окраска и коэффициенты отражения
Окраскапомещений и мебели должна способствовать созданию благоприятных условий длязрительного восприятия, хорошего настроения.
Источникисвета, такие как светильники и окна, которые дают отражение от поверхностиэкрана, значительно ухудшают точность знаков и влекут за собой помехифизиологического характера, которые могут выразиться в значительном напряжении,особенно при продолжительной работе. Отражение, включая отражения от вторичныхисточников света, должно быть сведено к минимуму.
Длязащиты от избыточной яркости окон могут быть применены шторы и экраны.
Взависимости от ориентации окон рекомендуется следующая окраска стен и пола:
окнаориентированы на юг: — стены зеленовато-голубого или светло-голубого цвета; пол- зеленый;
окнаориентированы на север: — стены светло-оранжевого или оранжево-желтого цвета;пол — красновато-оранжевый;
окнаориентированы на восток: — стены желто-зеленого цвета; пол зеленый иликрасновато-оранжевый;
окнаориентированы на запад: — стены желто-зеленого или голубовато-зеленого цвета;пол зеленый или красновато-оранжевый.
Впомещениях, где находится компьютер, необходимо обеспечить следующие величиныкоэффициента отражения: для потолка: 60-70%, для стен: 40-50%, для пола: около30%. Для других поверхностей и рабочей мебели: 30-40%.
4.1.2Освещение
Правильноспроектированное и выполненное производственное освещение улучшает условиязрительной работы, снижает утомляемость, способствует повышениюпроизводительности труда, благотворно влияет на производственную среду,оказывая положительное психологическое воздействие на работающего, повышаетбезопасность труда и снижает травматизм.
Недостаточностьосвещения приводит к напряжению зрения, ослабляет внимание, приводит кнаступлению преждевременной утомленности. Чрезмерно яркое освещение вызываетослепление, раздражение и резь в глазах.
Неправильноенаправление света на рабочем месте может создавать резкие тени, блики,дезориентировать работающего. Все эти причины могут привести к несчастномуслучаю или профзаболеваниям, поэтому столь важен правильный расчетосвещенности.
Существуеттри вида освещения — естественное, искусственное и совмещенное (естественное иискусственное вместе).
Естественноеосвещение — освещение помещений дневным светом, проникающим через световыепроемы в наружных ограждающих конструкциях помещений.
Естественноеосвещение характеризуется тем, что меняется в широких пределах в зависимости отвремени дня, времени года, характера области и ряда других факторов.
Искусственноеосвещение применяется при работе в темное время суток и днем, когда не удаетсяобеспечить нормированные значения коэффициента естественного освещения(пасмурная погода, короткий световой день).
Освещение,при котором недостаточное по нормам естественное освещение дополняетсяискусственным, называется совмещенным освещением.
Искусственноеосвещение подразделяется на рабочее, аварийное, эвакуационное, охранное.Рабочее освещение, в свою очередь, может быть общим или комбинированным. Общее- освещение, при котором светильники размещаются в верхней зоне помещенияравномерно или применительно к расположению оборудования. Комбинированное — освещение, при котором к общему добавляется местное освещение.
СогласноСНиП II-4-79 в помещений вычислительных центров необходимо применить системукомбинированного освещения.
Привыполнении работ категории высокой зрительной точности (наименьший размеробъекта различения 0,3…0,5мм) величина коэффициента естественного освещения(КЕО) должна быть не ниже 1,5%, а при зрительной работе средней точности(наименьший размер объекта различения 0,5…1,0 мм) КЕО должен быть не ниже 1,0%.В качестве источников искусственного освещения обычно используютсялюминесцентные лампы типа ЛБ или ДРЛ, которые попарно объединяются всветильники, которые должны располагаться над рабочими поверхностямиравномерно.
Требованияк освещенности в помещениях, где установлены компьютеры, следующие: привыполнении зрительных работ высокой точности общая освещенность должнасоставлять 300лк, а комбинированная — 750лк; аналогичные требования привыполнении работ средней точности — 200 и 300лк соответственно.
Крометого все поле зрения должно быть освещено достаточно равномерно – это основноегигиеническое требование. Иными словами, степень освещения помещения и яркостьэкрана компьютера должны быть примерно одинаковыми, т.к. яркий свет в районепериферийного зрения значительно увеличивает напряженность глаз и, какследствие, приводит к их быстрой утомляемости.
4.1.3Параметры микроклимата
Параметрымикроклимата могут меняться в широких пределах, в то время как необходимымусловием жизнедеятельности человека является поддержание постоянства температурытела благодаря терморегуляции, т.е. способности организма регулировать отдачутепла в окружающую среду. Принцип нормирования микроклимата – созданиеоптимальных условий для теплообмена тела человека с окружающей средой.
Вычислительнаятехника является источником существенных тепловыделений, что может привести кповышению температуры и снижению относительной влажности в помещении. Впомещениях, где установлены компьютеры, должны соблюдаться определенныепараметры микроклимата. В санитарных нормах СН-245-71 установлены величиныпараметров микроклимата, создающие комфортные условия. Эти нормыустанавливаются в зависимости от времени года, характера трудового процесса ихарактера производственного помещения (см. табл. 4.1)
Объемпомещений, в которых размещены работники вычислительных центров, не должен бытьменьше 19,5м3/человека с учетом максимального числа одновременноработающих в смену. Нормы подачи свежего воздуха в помещения, где расположеныкомпьютеры, приведены в табл. 4.2.
Дляобеспечения комфортных условий используются как организационные методы(рациональная организация проведения работ в зависимости от времени года исуток, чередование труда и отдыха), так и технические средства (вентиляция,кондиционирование воздуха, отопительная система).
Таблица4.1- Параметры микроклимата для помещений, где установлены компьютерыПериод года Параметр микроклимата Величина Холодный Температура воздуха в помещении 22…24°С Относительная влажность 40…60% Скорость движения воздуха до 0,1м/с Теплый Температура воздуха в помещении 23…25°С Относительная влажность 40…60% Скорость движения воздуха 0,1…0,2м/с

Таблица4.2 — Нормы подачи свежего воздуха в помещения, где расположены компьютерыХарактеристика помещения
Объемный расход подаваемого в помещение свежего воздуха, м3 /на одного человека в час
Объем до 20м3 на человека Не менее 30
20…40м3 на человека Не менее 20
Более 40м3 на человека Естественная вентиляция
4.1.4Шум и вибрация
Шумухудшает условия труда оказывая вредное действие на организм человека. Работающиев условиях длительного шумового воздействия испытывают раздражительность,головные боли, головокружение, снижение памяти, повышенную утомляемость,понижение аппетита, боли в ушах и т. д. Такие нарушения в работе ряда органов исистем организма человека могут вызвать негативные изменения в эмоциональномсостоянии человека вплоть до стрессовых. Под воздействием шума снижаетсяконцентрация внимания, нарушаются физиологические функции, появляется усталостьв связи с повышенными энергетическими затратами и нервно-психическимнапряжением, ухудшается речевая коммутация. Все это снижает работоспособностьчеловека и его производительность, качество и безопасность труда. Длительноевоздействие интенсивного шума [выше 80 дБ(А)] на слух человека приводит к егочастичной или полной потере.
Втабл. 4.3 указаны предельные уровни звука в зависимости от категории тяжести инапряженности труда, являющиеся безопасными в отношении сохранения здоровья иработоспособности.
Таблица4.3 — Предельные уровни звука, дБ, на рабочих местахКатегория напряженности труда Категория тяжести труда Легкая Средняя Тяжелая Очень тяжелая I. Мало напряженный 80 80 75 75 II. Умеренно напряженный 70 70 65 65 III. Напряженный 60 60 - - IV. Очень напряженный 50 50 - -
Уровеньшума на рабочем месте математиков-программистов и операторов видеоматериалов недолжен превышать 50дБА, а в залах обработки информации на вычислительныхмашинах — 65дБА. Для снижения уровня шума стены и потолок помещений, гдеустановлены компьютеры, могут быть облицованы звукопоглощающими материалами.Уровень вибрации в помещениях вычислительных центров может быть снижен путемустановки оборудования на специальные виброизоляторы.
4.1.5Электромагнитное и ионизирующее излучения
Большинствоученых считают, что как кратковременное, так и длительное воздействие всехвидов излучения от экрана монитора не опасно для здоровья персонала,обслуживающего компьютеры. Однако исчерпывающих данных относительно опасностивоздействия излучения от мониторов на работающих с компьютерами не существует иисследования в этом направлении продолжаются.
Допустимыезначения параметров неионизирующих электромагнитных излучений от мониторакомпьютера представлены в табл. 4.4.
Максимальныйуровень рентгеновского излучения на рабочем месте оператора компьютера обычноне превышает 10мкбэр/ч, а интенсивность ультрафиолетового и инфракрасногоизлучений от экрана монитора лежит в пределах 10-100мВт/м2.
Таблица4.4 — Допустимые значения параметров неионизирующих
электромагнитныхизлучений (в соответствии с СанПиН 2.2.2.542-96)Наименование параметра Допустимые значения Напряженность электрической составляющей электромагнитного поля на расстоянии 50см от поверхности видеомонитора 10В/м
Напряженность магнитной составляющей электромагнитного
поля на расстоянии 50см от поверхности видеомонитора 0,3А/м
Напряженность электростатического поля не должна превышать:
для взрослых пользователей
для детей дошкольных учреждений и учащихся средних специальных и высших учебных заведений
20кВ/м
15кВ/м
Дляснижения воздействия этих видов излучения рекомендуется применять мониторы спониженным уровнем излучения (MPR-II, TCO-92, TCO-99), устанавливать защитныеэкраны, а также соблюдать регламентированные режимы труда и отдыха.
4.2Эргономические требования к рабочему месту
Проектированиерабочих мест, снабженных видеотерминалами, относится к числу важных проблемэргономического проектирования в области вычислительной техники.
Рабочееместо и взаимное расположение всех его элементов должно соответствовать антропометрическим,физическим и психологическим требованиям. Большое значение имеет также характерработы. В частности, при организации рабочего места программиста должны бытьсоблюдены следующие основные условия: оптимальное размещение оборудования,входящего в состав рабочего места и достаточное рабочее пространство,позволяющее осуществлять все необходимые движения и перемещения.
Эргономическимиаспектами проектирования видеотерминальных рабочих мест, в частности, являются:высота рабочей поверхности, размеры пространства для ног, требования красположению документов на рабочем месте (наличие и размеры подставки длядокументов, возможность различного размещения документов, расстояние от глазпользователя до экрана, документа, клавиатуры и т.д.), характеристики рабочегокресла, требования к поверхности рабочего стола, регулируемость элементоврабочего места.
Главнымиэлементами рабочего места программиста являются стол и кресло.
Основнымрабочим положением является положение сидя.
Рабочаяпоза сидя вызывает минимальное утомление программиста.
Рациональнаяпланировка рабочего места предусматривает четкий порядок и постоянстворазмещения предметов, средств труда и документации. То, что требуется длявыполнения работ чаще, расположено в зоне легкой досягаемости рабочегопространства.
Моторноеполе — пространство рабочего места, в котором могут осуществляться двигательныедействия человека.
Максимальнаязона досягаемости рук — это часть моторного поля рабочего места, ограниченногодугами, описываемыми максимально вытянутыми руками при движении их в плечевомсуставе.
Оптимальнаязона — часть моторного поля рабочего места, ограниченного дугами, описываемымипредплечьями при движении в локтевых суставах с опорой в точке локтя и сотносительно неподвижным плечом.
Нарис. 4.1 показан пример размещения основных и периферийных составляющих ПК нарабочем столе программиста.
Длякомфортной работы стол должен удовлетворять следующим условиям :
— высота стола должна быть выбрана с учетом возможности сидеть свободно, вудобной позе, при необходимости опираясь на подлокотники;
— нижняя часть стола должна быть сконструирована так, чтобы программист могудобно сидеть, не был вынужден поджимать ноги;
— поверхность стола должна обладать свойствами, исключающими появление бликов вполе зрения программиста;
— конструкция стола должна предусматривать наличие выдвижных ящиков (не менее 3для хранения документации, листингов, канцелярских принадлежностей);
— высота рабочей поверхности рекомендуется в пределах 680-760мм;
— высота поверхности, на которую устанавливается клавиатура, должна быть около650мм.
Большоезначение придается характеристикам рабочего кресла. Так, рекомендуемая высотасиденья над уровнем пола находится в пределах 420-
550мм.Поверхность сиденья мягкая, передний край закругленный, а угол наклона спинки — регулируемый.
/>

Рисунок4.1- Размещения основных и периферийных составляющих ПК на рабочем столепрограммиста:
1– сканер, 2 – монитор, 3 – принтер, 4 – поверхность рабочего стола,
5– клавиатура, 6 – манипулятор типа «мышь».
Необходимопредусматривать при проектировании возможность различного размещениядокументов: сбоку от видеотерминала, между монитором и клавиатурой и т.п. Крометого, в случаях, когда видеотерминал имеет низкое качество изображения,например заметны мелькания, расстояние от глаз до экрана делают больше (около700мм), чем расстояние от глаза до документа (300-450мм). Вообще при высокомкачестве изображения на видеотерминале расстояние от глаз пользователя доэкрана, документа и клавиатуры может быть равным.
Положениеэкрана определяется:
— расстоянием считывания (0,6 — 0,7м);
— углом считывания, направлением взгляда на 20˚ ниже горизонтали к центруэкрана, причем экран перпендикулярен этому направлению.
Должнатакже предусматриваться возможность регулирования экрана:
— по высоте +3 см;
— по наклону от -10˚ до +20˚ относительно вертикали;
— в левом и правом направлениях.
Большоезначение также придается правильной рабочей позе пользователя.
Принеудобной рабочей позе могут появиться боли в мышцах, суставах и сухожилиях.Требования к рабочей позе пользователя видеотерминала следующие:
— голова не должна быть наклонена более чем на 20˚,
— плечи должны быть расслаблены,
— локти — под углом 80˚-100˚,
— предплечья и кисти рук — в горизонтальном положении.
Причинанеправильной позы пользователей обусловлена следующими факторами: нет хорошейподставки для документов, клавиатура находится слишком высоко, а документы — низко, некуда положить руки и кисти, недостаточно пространство для ног.
Вцелях преодоления указанных недостатков даются общие рекомендации: лучшепередвижная клавиатура; должны быть предусмотрены специальные приспособлениядля регулирования высоты стола, клавиатуры и экрана, а также подставка для рук.
Существенноезначение для производительной и качественной работы на компьютере имеют размерызнаков, плотность их размещения, контраст и соотношение яркостей символов ифона экрана. Если расстояние от глаз оператора до экрана дисплея составляет60-80 см, то высота знака должна быть не менее 3мм, оптимальное соотношениеширины и высоты знака составляет
3:4,а расстояние между знаками – 15-20% их высоты. Соотношение яркости фона экранаи символов — от 1:2 до 1:15.
Вовремя пользования компьютером медики советуют устанавливать монитор нарасстоянии 50-60 см от глаз. Специалисты также считают, что верхняя частьвидеодисплея должна быть на уровне глаз или чуть ниже. Когда человек смотритпрямо перед собой, его глаза открываются шире, чем когда он смотрит вниз. Засчет этого площадь обзора значительно увеличивается, вызывая обезвоживаниеглаз. К тому же если экран установлен высоко, а глаза широко открыты,нарушается функция моргания. Это значит, что глаза не закрываются полностью, неомываются слезной жидкостью, не получают достаточного увлажнения, что приводитк их быстрой утомляемости.
Созданиеблагоприятных условий труда и правильное эстетическое оформление рабочих местна производстве имеет большое значение, как для облегчения труда, так и дляповышения его привлекательности, положительно влияющей на производительностьтруда.
4.3Режим труда
Какуже было неоднократно отмечено, при работе с персональным компьютером оченьважную роль играет соблюдение правильного режима труда и отдыха. В противномслучае у персонала отмечаются значительное напряжение зрительного аппарата споявлением жалоб на неудовлетворенность работой, головные боли,раздражительность, нарушение сна, усталость и болезненные ощущения в глазах, впояснице, в области шеи и руках.
Втабл. 4.5 представлены сведения о регламентированных перерывах, которыенеобходимо делать при работе на компьютере, в зависимости от продолжительностирабочей смены, видов и категорий трудовой деятельности с ВДТ (видеодисплейныйтерминал) и ПЭВМ (в соответствии с САнНиП 2.2.2 542-96 «Гигиеническиетребования к видеодисплейным терминалам, персональным электронно-вычислительныммашинам и организации работ»).
Таблица4.5 — Время регламентированных перерывов при работе на компьютереКатегория работы с ВДТ или ПЭВМ
Уровень нагрузки за
рабочую смену при
видах работы с ВДТ, количество знаков
Суммарное время
регламентированных перерывов, мин
При 8-часовой
смене
При 12-часовой
смене Группа А до 20000 30 70 Группа Б до 40000 50 90 Группа В до 60000 70 120
Примечание.Время перерывов дано при соблюдении указанных Санитарных правил и норм. Принесоответствии фактических условий труда требованиям Санитарных правил и нормвремя регламентированных перерывов следует увеличить на 30%.
Всоответствии со САнНиП 2.2.2 546-96 все виды трудовой деятельности, связанные сиспользованием компьютера, разделяются на три группы: группа А: работа посчитыванию информации с экрана ВДТ или ПЭВМ с предварительным запросом; группаБ: работа по вводу информации; группа В: творческая работа в режиме диалога сЭВМ.
Эффективностьперерывов повышается при сочетании с производственной гимнастикой илиорганизации специального помещения для отдыха персонала с удобной мягкоймебелью, аквариумом, зеленой зоной и т.п.

4.4Расчет освещенности
Расчетосвещенности рабочего места сводится к выбору системы освещения, определениюнеобходимого числа светильников, их типа и размещения. Исходя из этого,рассчитаем параметры искусственного освещения.
Обычноискусственное освещение выполняется посредством электрических источников светадвух видов: ламп накаливания и люминесцентных ламп. Будем использоватьлюминесцентные лампы, которые по сравнению с лампами накаливания имеют рядсущественных преимуществ:
— по спектральному составу света они близки к дневному, естественному свету;
— обладают более высоким КПД (в 1,5-2 раза выше, чем КПД ламп накаливания);
— обладают повышенной светоотдачей (в 3-4 раза выше, чем у ламп накаливания);
— более длительный срок службы.
Расчетосвещения производится для комнаты площадью 15м2, ширина которой — 5м, высота — 3 м. Воспользуемся методом светового потока.
Дляопределения количества светильников определим световой поток, падающий наповерхность по формуле:
F= E∙S∙Z∙К / n, (4.1)
Где    F- рассчитываемый световой поток, Лм;
Е- нормированная минимальная освещенность, Лк (определяется по таблице). Работупрограммиста, в соответствии с этой таблицей, можно отнести к разряду точныхработ, следовательно, минимальная освещенность будет Е = 300Лк;
S- площадь освещаемого помещения (в нашем случае S = 15м2);
Z- отношение средней освещенности к минимальной (обычно принимается равным1,1-1,15, пусть Z = 1,1);
К- коэффициент запаса, учитывающий уменьшение светового потока лампы врезультате загрязнения светильников в процессе эксплуатации (его значениезависит от типа помещения и характера проводимых в нем работ и в нашем случае К= 1,5);
n- коэффициент использования, (выражается отношением светового потока, падающегона расчетную поверхность, к суммарному потоку всех ламп и исчисляется в доляхединицы; зависит от характеристик светильника, размеров помещения, окраски стени потолка, характеризуемых коэффициентами отражения от стен (РС) и потолка(РП)), значение коэффициентов РС и РП были указаны выше: РС=40%, РП=60%.Значение n определим по таблице коэффициентов использования различныхсветильников.
Дляэтого вычислим индекс помещения по формуле:
I= A∙B / h (A+B), (4.2)
гдеh — расчетная высота подвеса, h = 2,92 м;
A- ширина помещения, А = 3 м;
В- длина помещения, В = 5 м.
Подставивзначения получим:
I=0,642.
Знаяиндекс помещения I, по таблице 7 [23] находим n = 0,22.
Подставимвсе значения в формулу (4.1) для определения светового потока F, получаем F =33750 Лм.
Дляосвещения выбираем люминесцентные лампы типа ЛБ40-1, световой поток которых Fл= 4320 Лк.
Рассчитаемнеобходимое количество ламп по формуле:
N= F / Fл, (4.3)
где   N — определяемое число ламп;
F- световой поток, F = 33750 Лм;
Fл-световой поток лампы, Fл = 4320 Лм.
N= 8 ламп.
Привыборе осветительных приборов используем светильники типа ОД. Каждый светильниккомплектуется двумя лампами.
Значиттребуется для помещения площадью S = 15 м2 четыре светильника типаОД.
Расчетестественного освещения помещений
Организацияправильного освещения рабочих мест, зон обработки и производственных помещенийимеет большое санитарно-гигиеническое значение, способствует повышениюпродуктивности работы, снижения травматизма, улучшения качества продукции. Инаоборот, недостаточное освещение усложняет исполнения технологическогопроцесса и может быть причиной несчастного случая и заболевания органов зрения.
Освещениедолжно удовлетворять такие основные требования:
— бытьравномерным и довольно сильным;
— несоздавать различных теней на местах работы, контрастов между освещенным рабочемместом и окружающей обстановкой;
— несоздавать ненужной яркости и блеска в поле взора работников;
— давать правильное направление светового потока;
Всепроизводственные помещения необходимо иметь светлопрорезы, которые даютдостаточное природное освещение. Без природного освещения могут бытьконференц-залы заседаний, выставочные залы, раздевалки, санитарно-бытовыепомещения, помещения ожидания медицинских учреждений, помещений личной гигиены,коридоры и проходы.
Коэфициентестественного освещения в соответствии с ДНБ В 25.28.2006, для нашого III поясасветового климата составляет 1,5.
Исходяиз этого произведем расчет необходимой площади оконных проемов.
Расчетплощади окон при боковом освещении определяется, по формуле:
Sо= (Ln*Кз.*N0*Sn*Кзд.)/(100*T0*r1) (4.4)
где:   Ln– нормированное значение КЕО
Кз– коэффициент запаса (равен 1,2)
N0– световая характеристика окон
Sn– площадь достаточного естественного освещения
Кзд.– коэффициент, учитывающий затенение окон противостоящими зданиями
r1 –коэффициент, учитывающий повышение КЕО при боковом освещении
T0– общий коэффициент светопропускания, который рассчитывается по формуле:
T0= T1 * T2 * T3 * T4 * T5, (4.5)
где   T1 – коэффициент светопропускания материала;
T2– коэффициент, учитывающий потери света в переплетах светопроема;
T3– коэффициент, учитывающий потери света в несущих конструкциях;
T4– коэффициент, учитывающий потери света в солнцезащитный устройствах;
T5– коэффициент, учитывающий потери света в защитной сетке, устанавливаемой подфонарями, принимается равным 1;
Теперьследует рассчитать боковое освещение для зоны, примыкающей к наружной стене. Поразряду зрительной работы нужно определить значение КЕО. КЕО = 1,5нормированное значение КЕО с учетом светового климата необходимо вычислить поформуле:
Ln=l*m*c,(4.6)
гдеl – значение КЕО (l=1.5);
m– коэффициент светового климата (m=1);
c– коэффициент солнечности климата (c=1)
Ln=1,5
Теперьследует определить отношение длины помещения Ln к глубине помещенияB:
Ln/B=3/5=0,6;
Отношениеглубины помещения В к высоте от уровня условной рабочей поверхности до верхаокна h1 (в данном случае h1=1,8) :
B/h1=5/1,8= 2,77.
Световаяхарактеристика световых проемов N0=9.
Кзд=1
ЗначениеT0=0,8*0,7*1*1*1=0,56.
Lnдля 4 разряда зрительных работ равен 1,5 при мытье окон два раза в год.
Определяемr1, r1=1,5.
Кз.=1,2.
Теперьследует определить значение Sп:
Sп=Ln*В=3*10=30м2.
Кзд.=1.
Наданном этапе следует рассчитать необходимую площадь оконных проемов: (Ln*Кз.*N0*Sn*Кзд.) / (100*T0*r1)
Sо= (1,5*1,2*9*30*1)/(100*0,56*1,5)=486/84= 5,78 м2;
Принимаемколичество окон 1 штука:
S1=5,78м2 площадь одного окна
Высотаодного окна составляет – 2,5 м, ширина 2,3 м.
4.5. Расчет вентиляции
Взависимости от способа перемещения воздуха вентиляция бывает естественная ипринудительная.
Параметрывоздуха, поступающего в приемные отверстия и проемы местных отсосовтехнологических и других устройств, которые расположены в рабочей зоне, следуетпринимать в соответствии с ГОСТ 12.1.005-76. При размерах помещения 3 на 5метров и высоте 3 метра, его объем 45 куб.м. Следовательно, вентиляция должнаобеспечивать расход воздуха в 90 куб.м/час. В летнее время следуетпредусмотреть установку кондиционера с целью избежания превышения температуры впомещении для устойчивой работы оборудования. Необходимо уделить должноевнимание количеству пыли в воздухе, так как это непосредственно влияет нанадежность и ресурс эксплуатации ЭВМ.
Мощность (точнее мощность охлаждения)кондиционера является главной его характеристикой, от неё зависит на какойобъем помещения он рассчитан. Для ориентировочных расчетов берется 1 кВт на 10м2 при высоте потолков 2,8 – 3 м (в соответствии со СНиП 2.04.05-86 «Отопление,вентиляция и кондиционирование»).
Для расчета теплопритоков данного помещенияиспользована упрощенная методика:
Q=S·h·q (4.8)
где:   Q – Теплопритоки
S – Площадь помещения
h – Высота помещения
q – Коэффициент равный 30-40 вт/м3(в данном случае 35 вт/м3)
Для помещения 15 м2 и высотой3 м теплопритоки будут составлять:
Q=15·3·35=1575 вт
Кроме этого следует учитыватьтепловыделение от оргтехники и людей, считается (в соответствии со СНиП 2.04.05-86 «Отопление,вентиляция и кондиционирование») что в спокойном состоянии человеквыделяет 0,1 кВт тепла, компьютер или копировальный аппарат 0,3 кВт, прибавивэти значения к общим теплопритокам можно получить необходимую мощностьохлаждения.
Qдоп=(H·Sопер)+(С·Sкомп)+(P·Sпринт)(4.9)
где:   Qдоп – Суммадополнительных теплопритоков
C – Тепловыделение компьютера
H – Тепловыделение оператора
D – Тепловыделение принтера
Sкомп – Количество рабочихстанций
Sпринт – Количество принтеров
Sопер – Количество операторов
Дополнительные теплопритоки помещениясоставят:
Qдоп1=(0,1·2)+(0,3·2)+(0,3·1)=1,1(кВт)
Итого сумма теплопритоков равна:
Qобщ1=1575+1100=2675 (Вт)
Всоответствии с данными расчетами необходимо выбрать целесообразную мощность иколичество кондиционеров.
Дляпомещения, для которого ведется расчет, следует использовать кондиционеры сноминальной мощностью 3,0 кВт.
4.6Расчет уровня шума
Однимиз неблагоприятных факторов производственной среды в ИВЦ является высокийуровень шума, создаваемый печатными устройствами, оборудованием длякондиционирования воздуха, вентиляторами систем охлаждения в самих ЭВМ.
Длярешения вопросов о необходимости и целесообразности снижения шума необходимознать уровни шума на рабочем месте оператора.
Уровеньшума, возникающий от нескольких некогерентных источников, работающиходновременно, подсчитывается на основании принципа энергетического суммированияизлучений отдельных источников:
∑L= 10·lg (Li∙n), (4.10)
где   Li – уровень звукового давления i-го источника шума;
n– количество источников шума.
Полученныерезультаты расчета сравнивается с допустимым значением уровня шума для данногорабочего места. Если результаты расчета выше допустимого значения уровня шума,то необходимы специальные меры по снижению шума. К ним относятся: облицовкастен и потолка зала звукопоглощающими материалами, снижение шума в источнике,правильная планировка оборудования и рациональная организация рабочего местаоператора.
Уровнизвукового давления источников шума, действующих на оператора на его рабочемместе представлены в табл. 4.6.
Таблица4.6 — Уровни звукового давления различных источниковИсточник шума Уровень шума, дБ Жесткий диск 40 Вентилятор 45 Монитор 17 Клавиатура 10 Принтер 45 Сканер 42
Обычнорабочее место оператора оснащено следующим оборудованием: винчестер в системномблоке, вентилятор(ы) систем охлаждения ПК, монитор, клавиатура, принтер исканер.
Подставивзначения уровня звукового давления для каждого вида оборудования в формулу(4.4), получим:
∑L=10·lg(104+104,5+101,7+101+104,5+104,2)=49,5дБ
Полученноезначение не превышает допустимый уровень шума для рабочего места оператора,равный 65 дБ (ГОСТ 12.1.003-83). И если учесть, что вряд ли такие периферийныеустройства как сканер и принтер будут использоваться одновременно, то эта цифрабудет еще ниже. Кроме того при работе принтера непосредственное присутствиеоператора необязательно, т.к. принтер снабжен механизмом автоподачи листов.

ВЫВОДЫ
Исследуяработу видеокарт, мы выяснили, что основным недостатком их работы являетсяперегрев.
Вработе мы рассмотрели историю создания видеокарты, ее устройство, рассмотрелифункциональную и принципиальную схему, а также выяснили их основныехарактеристики и их интерфейс, препятствия, которые не дают возможностиповышать их производительность.
Впрактической части работы мы выяснили, как перегрев влияет на работувидеокарты, рассмотрели способы охлаждения видеокарты: воздущный, водяной,криогенный, нитрогенный и на элементах Пельтье. Каждый способ обладает рядомдостоинств и недостатков. Пришли к мнению, что самый простой и дешевый способохлаждения видеокарты – воздушный. Для воздушного способа требуютсявентиляторы, которые мы смогли выбрать, благодаря рекомендациям, которыеприведены в методической литературе и сети Интернет. Выбрав вентилятор мыразработали методику его установки на плату видеокарты.
Уровеньшума компьютера при установке дополнительного вентилятора повысилсянезначительно, незначительно увеличилась и потребляемая мощность, а эффект отприменения дополнительного вентилятора, по температуре, улучшился вдвое.
Впроцессе экономического обоснования целесообразности использованиядополнительного вентилятора мы выяснили, что вентилятор повышаетпроизводительность компьютера, хотя затраты на установку последнегонезначительные и окупают себя в течении 1,5- 2 лет
Впоследнем разделе дипломной работы были изучены вопросы охраны труда. Созданныеусловия должны обеспечивать комфортную работу. На основании изученнойлитературы по данной проблеме, были указаны оптимальные размеры рабочего столаи кресла, рабочей поверхности, а также проведен выбор системы и расчетоптимального освещения производственного помещения, произведен расчетрационального кондиционирования помещения, а также расчет уровня шума нарабочем месте. Соблюдение условий, определяющих оптимальную организациюрабочего места программиста, позволит сохранить хорошую работоспособность втечение всего рабочего дня, повысит как в количественном, так и в качественномотношениях производительность труда программиста, что в свою очередь будетспособствовать быстрейшей разработке и отладке программного продукта.

ПЕРЕЧЕНЬССЫЛОК
1.        Информатика:Учебник/Под ред. Н.В. Макаровой. М.: Финасы и статистика.- 2001
2.        КосарёваВ.П. Компьютерные системы и сети.- М: Финансы и статистика.-1999.- С 308-320.
3.        НансБ. Компьютерные сети. – М.: БИНОМ.- 2006 .
4.        ПетроченковА.В. Персональный компьютер – просто и ясно.- М:2007.- С 209 -242.
5.        ФигурновВ.Э. IBM PC для пользователя краткий курс. – М. Инфра М.-2002.
6.        П.Нортон, Дж. Гудман. Персональный компьютер. Книга 1.Аппаратно-программнаяорганизация. BHV, Дюссельдорф, Киев, М., сПБ,2009.
7.        А.Пилгрим. Персональный компьютер. Книга 2. Модернизация и ремонт. BHV,Дюссельдорф, Киев, М., сПБ,2009.
8.        Персональныйкомпьютер. Книга 3. «Питер пресс», Дюссельдорф, Киев, М., СПб, 2009.
9.        В.П. Леонтьев. Новейшая энциклопедия персонального компьютера 2003.«ОЛМА-ПРЕСС, М., 2003.
10.      Ю.М.Платонов, Ю. Г. Уткин. Диагностика, ремонт и профилактика персональныхкомпьютеров. М.,”Горячая линия-Телеком”, 2002.
11.      »Dimmable Fluorescent Ballast"– User Guide, 10/07, Corporation, www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/doc7597.pdf
12.      ГОСТ13109-97.Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общегоназначения.
13.      П.Хоровиц, У. Хилл «Искусство схемотехники» – Изд. 6-е, М.: Мир, 2003.
14.      Л.Н. Кечиев, Е. Д. Пожидаев «Защита электронных средств от воздействиястатического электричества» – М.: ИД «Технологии», 2005.
15.      ЖидецкийВ.Ц., Джигирей В.С., Мельников А.В. Основы охраны труда: Учебник – Львов,Афиша, 2008 – 351с.
16.      ДенисенкоГ.Ф. Охрана труда: Учебн.пособие – М., Высшая школа, 1989 – 319с.
17.      СамгинЭ.Б. Освещение рабочих мест. – М.: МИРЭА, 1989. – 186с.
18.      Справочнаякнига для проектирования электрического освещения. / Под ред. Г.Б. Кнорринга. –Л.: Энергия, 1976.
19.       Борьбас шумом на производстве: Справочник / Е.Я. Юдин, Л.А. Борисов; Под общ. ред.Е.Я. Юдина – М.: Машиностроение, 1985. – 400с., ил.
20.      ЗинченкоВ.П. Основы эргономики. – М.: МГУ, 1979. – 179с.
21.      Методичнівказівки до виконання дипломної роботи для учнів спеціальності «Операторкомп’ютерного набору; оператор комп’ютерної верстки»/ Упоряд.: Д.О. Дяченко, К.О.Ізмалкова, О.Г. Меркулова. – Сєверодонецьк: СВПУ, 2007. – 40 с.
22.      Н.Заец. Радиолюбительские конструкции на Р1С-микроконтроллерах. Книга 3. — М.:СОЛОН-Пресс, 2005, с. 248.
23.      Н.Заец. Электронные самоделки для быта, отдыха и здоровья.— М.:СОЛОН-Пресс, 2009, 423 с.