И оптического привода к материнской плате

Объём диска. Первым и главным параметром любого винчестера является количество информации, которое он способен в себе хранить. Ещё недавно эта ёмкость измерялась в мегабайтах. Ежегодно требования к объёму накопителей удваиваются.

Сегодня величина объёма жёсткого диска составляет до 2 терабайт!

Скорость чтения данных. На сегодня мы имеем два типа винчестеров: высокопроизводительные SCSI и "ширпотреб" – IDE. Пропускная скорость SCSI значительно выше IDE – 160 Мб/с. IDE работает со скоростью 33, 66 и 100 Мб/с. Соответствующие стандарты называются ATA/33, ATA/66 и ATA/100.

Среднее время доступа. Измеряется в миллисекундах и обозначает то время, которое необходимо диску для доступа к любому выбранному вами участку. Средний показатель — 7—9 мс.

Скорость вращения диска – это показатель, который напрямую связан со скоростью доступа и скоростью чтения данных. 7 200 об/мин — сегодняшний стандарт. Фирма IBM делает попытки производства жёстких дисков со скоростью вращения 15 000 об/мин. Некоторые специалисты утверждают, что чрезмерные скорости вращения диска не слишком убыстряют чтение данных, а на надёжность хранения информации влияют отрицательно.

Кэш-память – быстрая «буферная» память небольшого объёма, в которую компьютер помещает наиболее часто используемые данные. Её размер у современных моделей винчестеров составляет 2 Мб. В 2002 г. компания Western Digital начала выпуск винчестеров с объёмом кэш-памяти — 8 Мб. Кэш-память (с английского cash – запас) – устройство, имеющее очень короткое время доступа к данным, встроенная в микросхему сверхбыстрая память. В ней хранятся наиболее часто используемые данные из оперативной памяти. Обычно имеет размер 256 или 512 Кбайт, в мощных компьютерах до 1 МГб и более).

Кэш память процессора выполняет примерно ту же функцию, что и оперативная память. Только кэш – это память встроенная в процессор. Кэш-память используется процессором для хранения информации. В ней буферизируются самые часто используемые данные, за счёт чего, время очередного обращения к ним значительно сокращается. Если ёмкость оперативной памяти на новых компьютерах от 1 Гб, то кэш у них около 2 – 8 Мб. Этого объёма вполне хватает, чтобы обеспечить нормальное быстродействие всей системы. Сейчас распространены процессоры с двумя уровнями кэш-памяти: L1 (первый уровень) и L2 (второй). Кэш первого уровня намного меньше кэша второго уровня, он обычно около 128 Кб. Используется он для хранения инструкций. Второй уровень используется для хранения данных, поэтому он больше. Кэш второго уровня сейчас у большинства процессоров общий. Но не у всех, вот, например, у AMD Athlon 64 X 2 у каждого ядра по своему кэшу L2. Компания AMD обещает в скором времени предоставить процессор AMD Phenom с четырьмя ядрами и тремя уровнями кэш-памяти.

4. Монитор

Одним из важнейших устройств, применяющихся для вывода информации, является дисплей, или монитор. Дисплеи бывают монохромные и цветные. Кроме того, различают алфавитно-цифровые и графические дисплеи.

У алфавитно-цифровых дисплеев группа пикселов, занимающая небольшую прямоугольную область экрана и используемая для размещения изображения одного символа, образует знакоместо. У алфавитно-цифровых дисплеев отсутствует возможность работать с отдельным пикселом. Информация выводится на экран целым знакоместом, символом. Поэтому такие дисплеи могут использоваться только для вывода различного рода текстов.

Графические дисплеи отличаются тем, что из программы можно управлять состоянием отдельного пиксела и, следовательно, для них доступны все возможности формирования изображения.

Наиболее важными техническими характеристиками дисплеев являются: принцип действия, размер экрана по диагонали, разрешающая способность, размер «зерна» экрана, частота регенерации.

По принципу действия основными на сегодняшний день являются мониторы с электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ), или CRT (Cathode Ray Terminal — монитор на катодно-лучевой трубке), и жидкокристаллические (ЖК), или LCD- дисплеи (Liquid-Crystal Display — жидкокристаллический дисплей).

Принцип действия монитора на базе электронно-лучевой трубки мало отличается от принципа действия обычного телевизора и заключается в том, что испускаемый катодом (электронной пушкой) пучок электронов, попадая на экран, покрытый люминофором, вызывает его свечение. На пути пучка электронов обычно находятся дополнительные электроды: модулятор, регулирующий интенсивность пучка электронов и связанную с ней яркость изображения, и отклоняющая система, позволяющая изменять направление пучка.

Любое текстовое или графическое изображение на экране монитора компьютера (так же, как и телевизора) состоит из множества дискретных точек люминофора, представляющих собой минимальный элемент изображения (растра) и называемых «пикселами». Такие мониторы называют растровыми. Электронный луч в этом случае периодически сканирует весь экран, образуя на нём близко расположенные строки развёртки. По мере движения луча по строкам видеосигнал, подаваемый на модулятор, изменяет яркость светового пятна и образует некоторое видимое изображение.

4.1. Жидкокристаллические дисплеи

Жидкокристаллические мониторы отличаются малой толщиной и плоским экраном. Но стоимость их пока выше, чем у мониторов с электронно-лучевой трубкой. Различают жидкокристаллические мониторы с так называемой активной матрицей — более качественные и более дорогие и мониторы с пассивной матрицей — с более бледным изображением и с более заметными следами от смены кадров, но примерно на треть более дешёвыми, чем с активной матрицей.

В конце 80-х гг. были представлены первые модели ПК типа Laptop. Основным фактором, повлекшим снижение их веса, было в первую очередь применение в качестве отображения информации жидкокристаллических экранов – LCD (Liquid Crystal Display – жидкокристаллический дисплей). Подобный экран состоит из двух стеклянных пластин, между которыми находится масса, содержащая жидкие кристаллы, которые могут изменять свою оптическую структуру и свойства в зависимости от приложенного к ним электрического разряда. Это означает, что кристалл под действием электронного поля изменяет свою ориентацию, тем самым кристаллы по-разному отражают свет и делают возможным отображение информации.

Это свойство ярко проявляется при перемещении по LCD-экрану курсора мыши. При быстром перемещении курсор просто исчезает. Жидкие кристаллы получают электрический импульс, однако они всё же не успевают среагировать, как курсор уже переместился на другое место.

В качестве резюме следует сказать, что быстрые изменения картинок на LCD-мониторах почти невозможны. При использовании различных игр, которые предусматривают частую смену декораций, очень скоро наталкиваешься на границы возможного для таких мониторов.

Другой недостаток может быть знаком по наручным часам, калькуляторам и т.д., которые работают с LCD-индикаторами. Если наклониться влево и снова посмотреть на экран под косым утлом, томожно увидеть только серебристую поверхность. Изображение и резкость LCD-экранов очень сильно зависят от угла наблюдения экрана пользователем, оптимальное качество достигается только при фронтальном размещении такого дисплея. Отклонение угла обзора от перпендикуляра постепенно приводит к затемнению изображения до тех пор, пока в определённом положении изображение и вовсе пропадет.

Жидкие кристаллы сами не светятся, поэтому подобные мониторы нуждаются в подсветке (Backlight) или во внешнем освещении. Дальнейшее развитие LCD-мониторов направлено на увеличение яркости цвета и контрастности, т.е. на изменение отдельными кристаллами своей окраски под воздействием электрических импульсов, а также на «активные» LCD-дисплеи, излучающие свет.

Дисплей Duals Display, в отличие от LCD-дисплея, способен поддерживать быстрое движение и более высокую контрастность изображения.

В последнее время появились так называемые плазменные мониторы, обладающие высоким качеством формируемого изображения и значительными размерами — до 1 м и более по диагонали при толщине всего 10 см.

Большое значение имеет размер экрана по диагонали (в сантиметрах или дюймах). В настоящее время выпускаются мониторы с экранами от 9 до 42 дюймов (от 23 до 107 см). Наиболее распространёнными являются экраны с размером 15, 17, 19 и 21 дюймов. Естественно, что чем больше размер экрана, тем выше стоимость дисплея. Для стандартных целей достаточно 17-дюймового экрана. При большом объёме работы с графикой желательно выбирать 19- или 21-дюймовые мониторы.

Важной характеристикой дисплеев является рассмотренная ранее разрешающая способность экрана, определяющая степень чёткости изображения. Она зависит от количества строк на весь экран и количества пикселов в строке.

Разрешающая способность монитора определяется числом элементов изображения, которые он способен воспроизводить по горизонтали и вертикали, например, 640×480 или 1024×768 пикселов.

Разрешение монитора (или разрешающая способность) измеряется числом пикселов по горизонтали и по вертикали изображения. У монитора с разрешением 1024×768 изображение состоит из 1024x768=786432 пикселов.

Чем больше число пикселов на единицу площади, то есть чем выше разрешение, тем меньше их размер, тем выше качество изображения.

В настоящее время существует несколько стандартных разрешений, которые существенно зависят от фактического размера экрана. Например, для 17-дюймового монитора стандартным считается разрешение 1024×768, а максимальным может быть растр 1600×1200. Здесь первое число указывает количество пикселов в строке, а второе — количество строк на экран. Отметим, что у мониторов на электронно-лучевой трубке разрешающая способность выше и может достигать 2048×1536, в то время как у лучших жидкокристаллических мониторов она пока значительно ниже — до 1280×1024. Попутно заметим, что у телевизионных приёмников наилучшим на сегодняшний день считается разрешение 1024×768.

Качество изображения определяется не только разрешающей способностью, но и так называемой зернистостью экрана, которая определяется как фактический линейный размер пиксела или же как расстояние между двумя соседними пикселами. Этот параметр у большинства мониторов равен 0,24 – 0,28 мм. Чем меньше зернистость, тем лучше, но и дороже монитор.

Следующей характеристикой дисплеев является частота регенерации (обновления), или частота кадров, которая показывает, сколько раз в секунду обновляется изображение на экране. Если частота кадров меньше 60 Гц, то есть если обновление происходит менее чем 60 раз в секунду, то появляется мерцание изображения, что отрицательно сказывается на зрении. В настоящее время частота регенерации большинства мониторов составляет 60 – 100 Гц, а стандартной считается частота 85 Гц.

С точки зрения техники безопасности работы с мониторами, необходимо учитывать класс защиты монитора, который определяется международными стандартами. В настоящее время действует стандарт ТСО-99, выдвигающий самые жёсткие требования к безопасному для человека уровню электромагнитных излучений, эргономическим и экологическим параметрам, а также к параметрам, определяющим качество изображения, — яркости, контрастности, мерцанию, антибликовым и антистатическим свойствам покрытия экрана монитора.

В современных компьютерах для создания изображения на экране дисплея необходим ещё один компонент, который называют видеоплатой, видеокартой или видеоадаптером*.

Видеоадаптер вместе с монитором образуют видеоподсистему компьютера. Именно видеоадаптер определяет разрешающую способность монитора и количество передаваемых цветовых оттенков. Существует несколько стандартных типов адаптеров. В частности, можно упомянуть адаптеры CGA (Color Graphics Adapter — цветной графический адаптер), EGA (Enhanced Graphics Adapter — улучшенный графический адаптер) и VGA (Video Graphics Array — видеографический массив), которые уже устарели и практически вышли из употребления. Адаптеры типа CGA могли передавать только 4 цвета, типа EGA — 16 цветов, а типа VGA — 256 цветов. В настоящее время в основном используются дисплеи типа SVGA (Super Video Graphics Array — супервидеографический массив), способные передавать 16,7 миллиона цветовых оттенков. Для обеспечения такого количества цветов, а также хорошего разрешения видеоадаптеры содержат собственную видеопамять довольно большого объёма (16 – 32 Мбайт).

Кроме адаптеров для соединения, сопряжения различных устройств компьютера используются ещё и так называемые контроллёры, которые по своим функциям похожи на адаптеры, однако в отличие от последних не только служат для передачи сигналов, но и берут на себя часть действий по управлению
устройством.

Чтобы освободить процессор компьютера от действий с изображениями и тем самым существенно ускорить их построение, а также повысить общую эффективность работы компьютера, современные видеоадаптеры берут на себя значительную часть необходимых математических операций. При этом часть работы по формированию изображения возлагается на аппаратные средства — микросхемы видеоускорителя, которые могут входить в состав видеоадаптера или размещаться на отдельной плате, подсоединяемой к адаптеру. Различают два типа видеоускорителей: плоские — 2D (2 -dimension — двухмерный) и трёхмерные — 3D (З-dimension — трёхмерный). Требования современных видеоадаптеров, особенно с аппаратным ускорением, уже не удовлетворяются стандартными шинами компьютера. Поэтому для них разработаны специализированные шины, получившие название AGP (Advanced Graphic Port — улучшенный графический порт).

Монитор характеризуют указанием модели, типа, размера экрана, размера зерна, разрешения и частоты, а также наличием сертификата класса защиты. Например: Samsung 763MB/CRT/17"/0,20/l280xl024@85/TCO99. В данном случае речь идёт о мониторе на электронно-лучевой трубке (CRT) модели Samsung 763МВ с 17-дюймовым экраном (17"), размером зерна 0,20 мм, разрешением 1280 х 1024, частотой кадров 85 Гц (@85) и наличием сертификата класса защиты ТС099.

 

 

5. Виды и назначение запоминающих устройств.
Виды компьютерной памяти

Под накопителем информации понимается само устройство записи, хранения и воспроизведения информации, а носитель информации – это предмет, на который производится запись информации (диск, лента, твёрдотельный носитель).

Устройства хранения информации могут быть классифицированы по следующим признакам:

· по способу хранения информации – магнитоэлектрические, оптические, магнитооптические и др.;

· по виду носителя информации – накопители на сменных и жёстких магнитных дисках, оптических и магнитооптических дисках, магнитной ленте, твёрдотельные элементы памяти;

· по способу организации доступа к информации – накопители прямого, последовательного и блочного доступа;

· по размеру используемого носителя информации;

· по типу устройства хранения информации – встраиваемые (внутренние), внешние, автономные, мобильные (переносимые) и др.

У персональных компьютеров различают 4 основных вида памяти – микропроцессорная память, основная, регистровая кэш-память и внешняя память.

1. Микропроцессорная память (МПП). Она используется для обеспечения высокого быстродействия компьютера. Также этой функцией обладает и основная память, но она не всегда обеспечивает высокую скорость обработки информации. Также она предназначена для кратковременного использования информации, используемой в ближайшее время работы компьютера.

2. Основная память (ОсП), в неё входят ОЗУ (оперативное запоминающее устройство) и ПЗУ(постоянное запоминающее устройство).

· Оперативная память (оперативное запоминающее устройство, ОЗУ) — набор микросхем, собранных в специальные модули памяти (рисунок 14), предназначенных для временного хранения загруженных данных, модулей ОС, а также модулей используемых программ, когда компьютер включён и для предоставления информации в любой момент процессору.

По мере развития компьютерных технологий модули памяти были объёмом 0,64, 1, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512 и более Мбайт. Сегодня, как правило, объём памяти составляет 1 – 4 ГГб. Информация в оперативной памяти хранится до момента выключения компьютера.

Рис. 14 – Модуль памяти

Сегодня популярны 168-контактные модули DIMM, вмещающие каждый до 2 Гб оперативной памяти. В основном используются модули трёх типов – 256, 512 и 1024 Мб.

Оперативная память, как и процессоры-чипы, используется в самых разных устройствах ПК — от видеоплаты до лазерного принтера. Микросхемы оперативной памяти в этом случае могут принадлежать к совершенно разным модификациям (о них мы поговорим ниже), но все они относятся к типу динамической оперативной памяти (DRAM).

Типов оперативной памяти существует около десятка. Все они использовались и используются в ПК, но работают на разных участках.

Типы памяти: сравнительные характеристики

Тип памяти	Время доступа (НС)	Частота шины (МГц)	Пропускная способность (Гб/с)
SDRAM	6-9	До 100	До 1
DDR SDRAM 266 (2100)		133 (266)	2Д
DDR SDRAM 333 (2700)		166 (333)	2,7
DDR SDRAM 400 (3200)		200 (400)	3,2
DDR2 533	3-4		3,2
DDR2 667	3-4		4,2
DDR2 800	3-4		5,4

SRAM — статическая память. Самая быстрая, скорость её работы около 6 Гб/с. Служит в качестве кэш-памяти в процессорах. Способна сохранять данные до отключения питания компьютера или до загружения в ячейки новой
информации.

DRAM — динамическая память. Используется для создания общей оперативной памяти. Работает со скоростью до 800 Мб/с. Требует постоянного обновления информации, хранящейся в её ячейках.

· Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) — микросхема, предназначенная для длительного хранения данных, в том числе и когда компьютер
выключен;

В ПЗУ компьютера хранятся модули (тесты), определяющие порядок его работы. При включении компьютера процессор начинает получать из ПЗУ инструкции, необходимые для того, чтобы правильно начать работу. Программы, расположенные в ПЗУ, можно только читать и исполнять. Изменить инструкции, хранящиеся в этом виде памяти, нельзя.

Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ, англ. ROM — Read-Only Memory) — энергонезависимая память, используется для хранения массива неизменяемых данных.

Классификация

По разновидностям микросхем ПЗУ:

· По технологии изготовления кристалла:

· ROM — (англ. Read-Only Memory, постоянное запоминающее устройство), масочное ПЗУ, изготавливается фабричным методом. В дальнейшем нет возможности изменить записанные данные.

· PROM — (англ. Programmable Read-Only Memory, программируемое ПЗУ (ППЗУ)) — ПЗУ, однократно «прошиваемое» пользователем.

· EPROM — (англ. Erasable Programmable Read-Only Memory, перепрограммируемое ПЗУ (ПППЗУ)) (рисунок 15).

Рисунок 15 – Микросхема EPROM (перепрограммируемое ПЗУ (ПППЗУ)) Intel 1702 с ультрафиолетовым стиранием

3. Регистровая кэш-память

Кэш-память (cache) обозначает быстродействующую буферную память между процессором и основной памятью. Кэш служит для частичной компенсации разницы в скорости работы процессора и основной памяти — туда попадают наиболее часто используемые данные. Когда процессор первый раз обращается к ячейке памяти, её содержимое параллельно копируется в кэш и в случае повторного обращения в скором времени может быть с гораздо большей скоростью выбрано из кэша.

В кэш-памяти размещаются данные, которыми пользуются особенно активно.

Кэш-память применяется также и для других устройств ПК, таких как лазерный принтер, винчестер. Но для этих устройств она называется буфером или буферной памятью.

Объём буферной памяти (иногда называют кэш-памятью) является одной из важнейших характеристик диска и в большинстве моделей составляет от 2 до 8 Мбайт, но в последнее время начали выпускаться HDD с буфером 16 Мбайт. В эту область памяти помещаются на временное хранение наиболее часто используемые данные, что сказывается на быстродействии компьютера.

4. Внешняя память (ВЗУ) представляет собой внешнее запоминающее устройство. ВЗУ можно разделить по виду носителя, по типу конструкции, по принципу записи и считывания информации, по методу доступа и т. д. Наиболее распространёнными внешними запоминающими устройствами являются накопители на жёстких магнитных дисках, переносимых (дисковые, flash-память), накопители на оптических дисках.

Внешние устройства ПК

Внешние устройства можно классифицировать по следующим принципам:

1) по отношению к процессору внешними являются системная шина, контроллеры и другие электронные элементы, находящиеся на системной плате, устройства внутри системного блока, а также устройства, подключаемые к системному блоку;

2) по отношению к системной плате и процессору внешними являются устройства, расположенные внутри системного блока, – всевозможные дисковые накопители (винчестер, CD-ROM и т.д.), ленточные накопители, а также устройства, подключаемые в системный блок;

3) по отношению к системному блоку внешними могут являться монитор и клавиатура, входящие в стандартный комплект поставки, и все остальные подключаемые внешние устройства.

Внешние устройства подразделяются на устройства ввода, вывода и ввода-вывода.

Устройства ввода

· Клавиатура.

· Манипулятор «мышь».

· Трекбол.

· Трекпоинт.

· Джойстик.

· Графический планшет.

· Сканер.

· Цифровая фото- и видеокамера.

· Микрофон.

· Магнитофон.

· Другие бытовые электронные приборы, служащие для записи звука.

· Видеомагнитофоны, если они подключены для приёма видеосигнала.

· Телевизионные тюнеры и всевозможные ресиверы, используемые для приёма телевизионного и спутникового сигнала.

· Всевозможные музыкальные инструменты.

· Аналого-цифровые преобразователи и системы датчиков, используемые для сбора внешней информации: температуры, давления, уровня освещённости и т.д.

· Игровые устройства типа штурвалов, рулей, педалей.

· Киберперчатки и киберкостюм.

Устройства вывода

· Монитор.

· Принтер и плоттер (графопостроитель).

· Сектор Брайля клавиатуры для слепых.

· Акустические системы и другие аудиоустройства, подключаемые через звуковую плату.

· Устройство выдачи запахов.

· Устройство передачи тактильных импульсов, и даже такие, как устройство передачи вкуса (находится на стадии лабораторных разработок).

Устройства ввода-вывода

· Аудиокарта (звуковая плата).

· Ксерокс, если он имеет интерфейс с ПК.

· Модем.

· Шлем виртуальной реальности.

· Карта обработки видеоизображений.