Базовая аппаратная конфигурация персонального компьютера

Клавиатура

Клавиатура — клавишное устройство управления персональным компьютером.Служит для ввода алфавитно-цифровых {знаковых) данных, а также команд управления.Комбинация монитора и клавиатуры обеспечивает простейший интерфейс пользователя. С помоидью клавиатуры управляют компьютерной системой, а с

помощью монитора получают от нее отклик.Принцип действия. Клавиатура относится к стандартным средствам персонального

компьютера. Ее основные функции не нуждаются в поддержке специальными системными программами (драйверами). Необходимое программное обеспечение для начала работы с компьютером уже имеется в микросхеме ПЗУ в составе базовой

системы ввода-вывода (BIOS), и потому компьютер реагирует на нажатия клавиш сразу после включения.

Принцип действия клавиатуры заключается в следующем.

1. При нажатии на клавишу (или комбинацию клавиш) специальная микросхема,встроенная в клавиатуру, генерирует и выдает так называемый скан-код.

2. Скан-код поступает в микросхему, выполняющую функции порта клавиатуры.

(Порты — специальные аппаратно-логические устройства, отвечающие за связь процессора с другими устройствами.) Порт клавиатуры — это довольно простое

устройство, интегрированное в одну из микросхем материнской платы.

3. Порт клавиатуры выдает процессору прерывание с фиксированным номером. Для клавиатуры номер прерывания — 9 {Interrupt 9у Int9).

4. Получив прерывание, процессор откладывает текущую работу и по номеру

прерывания обращается в специальную область оперативной памяти, в которой

находится так называемый вектор прерываний. Вектор прерываний — это список

адресных данных с фиксированной длиной записи. Каждая запись содержит

адрес программы, которая должна обслужить прерывание с номером, совпадающим

с номером записи.

5. Определив адрес начала программы, обрабатывающей возникшее прерывание,

процессор переходит к ее исполнению. Простейшая программа обработки клавиатурного

прерывания «зашита» в микросхему ПЗУ, но программисты могут «подставить

» вместо нее свою программу, если изменят данные в векторе прерываний.

6. Программа-обработчик прерывания направляет процессор к порту клавиатуры,

где он находит скан-код, загружает его в свои регистры, потом под управлением

обработчика определяет, какой код символа соответствует данному скан-коду.

7. Далее обработчик прерываний отправляет полученный код символа в небольшую

область памяти, известную как буфер клавиатуры, и прекращает свою

работу, Р1звестив об этом процессор.

8. Процессор прекращает обработку прерывания и возвращается к отложенной

задаче.

9. Введенный символ хранится в буфере клавиатуры до тех пор, пока его не заберет

оттуда та программа, для которой он предназначался, например текстовый

66 Глава 3. Устройство персонального компьютера

Группа функциональных

клавиш.

Группа клавиш

дополнительной панели

i,i.i„.l,l.i ffC Мш^Жи.ЖтЖЬА^Л^М^^Ш?:^

^^S&M^ST • ^-aSSwmiJr*. ,-^^^ш^^ЛАЗ&6С ^^.^ЙДбсЬе. "^мйЗЗк. *S»du5B SbaaaSST..

i ^Ш Ш >^Ш г^Ш ^Ш Ш^ я

!iK^S--X4V, ««vVc>^.4«.<*#*A-'

Группа алфавитно-

цифровых клавиш

Л^Ш/^^х.^'

Группа клавиш

управления курсором

Рис. 3.2. Группы клавиш стандартной клавиатуры

редактор или текстовый процессор. Если символы поступают в буфер чаще,

чем забираются оттуда, возможен эффект переполнения буфера. В этом случае

ввод новых символов на некоторое время прекращается. На практике в этот

момент при нажатии на клавишу мы слышим предупреждающий звуковой сигнал

и не наблюдаем ввода данных.

Состав клавиатуры. Стандартная клавиатура имеет более 100 клавиш, функционально

распределенных по нескольким группам (см. рис. 3.2).

Группа алфавитно-цифровых клавиш предназначена для ввода знаковой информации

и команд, набираемых по буквам. Каждая клавиша может работать в нескольких

режимах (регистрах) и, соответственно, может использоваться для ввода нескольких

символов. Переключение между нижним регистром (для ввода строчных символов)

и верхним регистром (для ввода прописных символов) выполняют удержанием

клавиши SHIFT (нефиксированное переключение). При необходимости жестко

переключить регистр используют клавишу CAPS LOCK (фиксированное переключение).

Если клавиатура используется для ввода данных, абзац закрывают нажатием

клавиши ENTER. При этом автоматически начинается ввод текста с новой строки.

Если клавиатуру используют для ввода команд, клавишей ENTER завершают ввод

команды и начинают ее исполнение.

Для разных языков существуют различные схемы закрепления символов национальных

алфавитов за конкретными алфавитно-цифровыми клавишами. Такие

схемы называются раскладками клавиатуры. Переключения между различными

раскладками выполняются программным образом — это одна из функций операционной

системы. Соответственно, способ переключения зависит от того, в какой

операционной системе работает компьютер. Например, в системе Windows ХР для

этой цели могут использоваться следующие комбинации: левая клавиша ALT+SHIFT

3.1. Базовая аппаратная конфигурация персонального компьютера 67

или CTRL+SHIFT. При работе с другой операционной системой способ переключения

можно установить по справочной системе той программы, которая выполняет переключение.

Общепринятые раскладки клавиатуры имеют свои корни в раскладках клавиатур пишущих

машинок. Для персональных компьютеров /ВМ PC типовыми считаются раскладки

QWERTY (английская) и ЙЦУКЕН (русская). Раскладки принято именовать по

символам, закрепленным за первыми клавишами верхней строки алфавитной группы.

Группа функциональных клавиш включает двенадцать клавиш (от F1 до F12), размещенных

в верхней части клавиатуры. Функции, закрепленные за данными клавишами,

зависят от свойств конкретной работающей в данный момент программы, а

в некоторых случаях и от свойств операционной системы. Общепринятым для большинства

программ является соглашение о том, что клавиша F1 вызывает справочную

систему, в которой можно найти справку о действии прочих клавиш.

Служебные клавиши располагаются рядом с клавишами алфавитно-цифровой группы.

В связи с тем, что ими приходится пользоваться особенно часто, они имеют увеличенный

размер. К ним относятся рассмотренные выше клавиши SHIFT и ENTER,

регистровые клавиши ALT и CTRL (их используют в комбинации с другими клавишами

для формирования команд), клавиша TAB (для ввода позиций табуляции

при наборе текста), клавиша ESC (от английского cROBdi Escape) для отказа от исполнения

начатой операции и клавиша BACKSPACE для удаления только что введенных

знаков (она находится над клавишей ENTER и часто маркируется стрелкой, направленной

влево).

Служебные клавиши PRINT SCREEN, SCROLL LOCK и PAUSE/BREAK размещаются

справа от группы функциональных клавиш и выполняют специфические функции,

зависящие от действующей операционной системы. Общепринятыми являются

следующие действия:

• PRINT SCREEN — печать текущего состояния экрана на принтере (для MS-DOS)

или сохранение его в специальной области оперативной памяти, называемой

буфером обмена (для Windows).

• SCROLL LOCK — переключение режима работы в некоторых (как правило, устаревших)

программах.

• PAUSE/BREAK — приостановка/прерывание текущего процесса (для MS-DOS).

Две группы клавиш управления курсором расположены справа от алфавитно-цифровой

панели. Курсором называется экранный элемент, указывающий место ввода

знаковой информации. Курсор используется при работе с программами, выполняющими

ввод данных и команд с клавиатуры. Клавиши управления курсором позволяют

управлять позицией ввода.

Четыре клавиши со стрелками выполняют смещение курсора в направлении, указанном

стрелкой (их обычно называют просто курсорными клавишами). Действие прочих

клавиш описано ниже.

PAGE UP/PAGE DOWN ~- перевод курсора на одну страницу вверх или вниз. Понятие

«страница» обычно относится к фрагменту документа, видимому на экране. В гра-

6 8 Глава 3. Устройство персонального компьютера

фических операционных системах (например, Windows) этими клавишами выполняют

«прокрутку» содержимого в текущем окне. Действие этих клавиш во многих

программах может быть модифицировано с помощью служебных регистровых loia-

виш, в первую очередь SHIFT и CTRL Конкретный результат модификации зависит

от конкретной программы и/или операционной системы.

Клавиши НОМЕ и END переводят курсор в начало или конец текущей строки соответственно.

Их действие также модифицируется регистровыми клавишами.

Традиционное назначение клавиши INSERT состоит в переключении режима ввода

данных (переключение между режимами вставки и замены). Если текстовый курсор

находится внутри существующего текста, то в режиме вставки происходит ввод

новых знаков без замены существующих символов (текст как бы раздвигается).

В режиме замены новые знаки заменяют текст, имевшийся ранее в позиции ввода.

В современных программах действие клавиши INSERT может быть иным. Конкретную

информацию следует получить в справочной системе программы. Возможно,

что действие этой клавиши является настраиваемым, — это также зависит от

свойств конкретной программы.

Клавиша DELETE предназначена для удаления знаков, находящихся справа от текущего

положения курсора. При этом положение позиции ввода остается неизменным.

Д Сравните действие клавиши DELETE с действием служебной клавиши BACKSPACE.

Последняя служит для удаления знаков, но при ее использовании позиция ввода смещается

влево, и, соответственно, удаляются символы, находящиеся не справа, а слева

от курсора.

Группа клавиш дополнительной панели дублирует действие цифровых и некоторых

знаковых клавиш основной панели. Во многих случаях для использования этой

группы клавиш следует предварительно включать клавишу-переключатель NUM

LOCK (о состоянии переключателей NUM LOCK, CAPS LOCK и SCROLL LOCK можно

судить по светодиодным индикаторам, обычно расположенным в правом верхнем

углу клавиатуры).

Появление дополнительной панели клавиатуры относится к началу 80-х годов. В то

время клавиатуры были относительно дорогостоящими устройствами. Первоначальное

назначение дополнительной панели состояло в снижении износа основной

панели при проведении расчетно-кассовых вычислений, а также при управлении

компьютерными играми (при выключенном переключателе NUM LOCK клавиши

дополнительной панели могут использоваться в качестве клавиш управления курсором).

В наши дни клавиатуры относят к малоценным быстроизнашивающимся устройствам

и приспособлениям, и существенной необходимости оберегать их от износа

нет. Тем не менее за дополнительной клавиатурой сохраняется важная функция

ввода символов, для которых известен расширенный код Л 5СЯ (см. выше), но неизвестно

закрепление за клавишей клавиатуры. Так, например, известно, что символ

«§» (параграф) имеет код 0167, а символ «°» (угловой градус) имеет код 0176, но

соответствующих им клавиш на клавиатуре нет. В таких случаях для их ввода используют

дополнительную панель.

3.1. Базовая аппаратная конфигурация персонального компьютера 69

Порядок ввода символов по известному Л1Г-коду.

1. Убедиться в том, что включен переключатель NUM LOCK.

2. Нажать и удержать клавишу ALT.

3. Не отпуская клавиши ALT, набрать последовательно на дополнительной панели

ALT-КОД вводимого символа, например: 0 16 7.

4. Отпустить клавишу ALT. Символ, имеюш;ий код 0167, появится на экране в позиции

ввода.

Д Узнать ALT-КОДЫ некоторых символов позволяет программа Таблица символов (см.

раздел 7.3).

Настройка клавиатуры. Клавиатуры персональных компьютеров обладают свойством

повтора знаков, которое используется для автоматизации процесса ввода. Оно

состоит в том, что при длительном удержании клавиши начинается автоматический

ввод связанного с ней кода. При этом настраиваемыми параметрами являются:

• интервал времени после нажатия, по истечении которого начнется автоматический

повтор кода;

• темп повтора (количество знаков в секунду).

Средства настройки клавиатуры относятся к системным и обычно входят в состав

операционной системы. Кроме параметров режима повтора, настройке подлежат

также используемые раскладки и органы управления, используемые для переключения

раскладок. Со средствами настройки клавиатуры мы познакомимся при изучении

функций операционной системы.

Мышь

Мышь — устройство управления манипуляторного типа. Представляет собой плоскую

коробочку с двумя-тремя кнопками. Перемещение мыши по плоской поверхности

синхронизировано с перемещением графического объекта (указателя мыши)

на экране монитора.

Принцип действия. В отличие от рассмотренной ранее клавиатуры мышь не является

стандартным органом управления, и персональный компьютер не имеет для нее выделенного

порта. Для мыши нет и постоянного выделенного прерывания, а базовые

средства ввода и вывода (BIOS) компьютера, размещенные в постоянном запоминающем

устройстве (ПЗУ), не содержат программных средств для обработки прерываний

мыши.

В связи с этим в первый момент после включения компьютера мышь не работает.

Она нуждается в поддержке специальной системной программы — драйвера мыши.

Драйвер устанавливается либо при первом подключении мыши, либо при установке

операционной системы компьютера. Хотя мышь и не имеет выделенного

порта на материнской плате, для работы с ней используют один из стандартных

портов, средства для работы с которыми имеются в составе BIOS. Драйвер мыши

предназначен для интерпретации сигналов, поступающих через порт. Кроме того,

он обеспечивает механизм передачи информации о положении и состоянии мыши

операционной системе и работающим программам.

7 0 Глава 3. Устройство персонального компьютера

Компьютером управляют перемещением мыши по плоскости и кратковременными

нажатиями правой и левой кнопок. (Эти нажатия называются щелчками,) В отличие

от клавиатуры мышь не может напрямую использоваться для ввода знаковой

информации — ее принцип управления является событийным. Перемещения мыши

и щелчки ее кнопок являются событиями с точки зрения ее программы-драйвера.

Анализируя эти события, драйвер устанавливает, когда произошло событие и в

каком месте экрана в этот момент находился указатель. Эти данные передаются в

прикладную программу, с которой работает пользователь в данный момент. По

ним программа может определить команду, которую имел в виду пользователь, и

приступить к ее исполнению.

Комбинация монитора и мыши обеспечивает наиболее современный тип интерфейса

пользователя, который называется графическим. Пользователь наблюдает

на экране графические объекты и элементы управления. С помощью мыши он изменяет

свойства объектов и приводит в действие элементы управления компьютерной

системой, а с помощью монитора получает от нее отклик в графическом виде.

Стандартная мышь имеет только две кнопки, хотя существуют нестандартные

мыши с тремя кнопками. Сегодня наиболее распространены мыши, в которых роль

третьей кнопки играет вращающееся колесико-регулятор. Функции дополнительных

органов управления определяются тем программным обеспечением, которое

поставляется вместе с устройством.

К числу регулируемых параметров мыши относятся: чувствительность (выражает

величину перемещения указателя на экране при заданном линейном перемещении

мыши), функции левой и правой кнопок, а также чувствительность к двойному

нажатию (максимальный интервал времени, при котором два щелчка кнопкой

мыши расцениваются как один двойной щелчок). Программные средства, предназначенные

для этих регулировок, обычно входят в системный комплект программного

обеспечения — мы рассмотрим их при изучении операционной системы.__

Внутренние устройства системного блока

Материнская плата

Материнская плата — основная плата персонального компьютера. На ней размещаются:

• процессор — основная микросхема, выполняющая большинство математических

и логических операций;

• микропроцессорный комплект (уипсет) — набор микросхем, управляющих работой

внутренних устройств компьютера и определяющих основные функциональные

возможности материнской платы;

• шины — наборы проводников, по которым происходит обмен сигналами между

внутренними устройствами компьютера;

• оперативная память {оперативное запоминающее устройство, ОЗУ) — набор

микросхем, предназначенных для временного хранения данных, когда компьютер

включен;

3.2. Внутренние устройства системного блока 71

• ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) — микросхема, предназначенная

для длительного хранения данных, в том числе и когда компьютер выключен;

• разъемы для подключения дополнительных устройств (слоты).

Устройства, входящие в состав материнской платы, рассматриваются отдельно в

разделе 3.3.

Жесткий диск

Жесткий диск — основное устройство

для долговременного хранения

больших объемов данных и программ.

На самом деле это не один диск,

а группа соосных дисков, имеющих

магнитное покрытие и вращающихся

с высокой скоростью. Таким образом,

этот «диск» имеет не две поверхности,

как должно быть у обычного плоского

диска, а 2п поверхностей, где п — ^"^- ^•^- Жесткий диск

число отдельных дисков в группе.

Над каждой поверхностью располагается головка, предназначенная для чтения-

записи данных. При высоких скоростях вращения дисков (90-250 об/с) в зазоре

между головкой и поверхностью образуется аэродинамическая подушка, и головка

парит над магнитной поверхностью на высоте, составляющей несколько тысячных

долей миллиметра. При изменении силы тока, протекающего через головку, происходит

изменение напряженности динамического магнитного поля в зазоре, что

вызывает изменения в стационарном магнитном поле ферромагнитных частиц,

образующих покрытие диска. Так осуществляется запись данных на магнитный

диск.

Операция считывания происходит в обратном порядке. Намагниченные частицы

покрытия, проносящиеся на высокой скорости вблизи головки, наводят в ней ЭДС

самоиндукции. Электромагнитные сигналы, возникающие при этом, усиливаются

и передаются на обработку.

Управление работой жесткого диска выполняет специальное аппаратно-логическое

устройство — контроллер жесткого диска. В прошлом оно представляло собой

отдельную дочернюю плату, которую подключали к одному из свободных слотов

материнской платы. В настоящее время функции контроллеров дисков частично

интегрированы в сам жесткий диск, а частично выполняются микросхемами, входящими

в микропроцессорный комплект (чипсет), хотя некоторые виды высокопроизводительных

контроллеров жестких дисков по-прежнему могут поставляться

на отдельной плате.

К основным параметрам жестких дисков относятся емкость и производительность.

Емкость дисков зависит от технологии их изготовления. В настоящее время большинство

производителей жестких дисков используют изобретенную компанией

IBM технологию с использованием гигантского магниторезистивного эффекта

72 Глава 3. Устройство персонального компьютера

(GMR — Giant Magnetic Resistance). В настоящее время на пластину может приходиться

40 и более Гбайт, но развитие продолжается.

С другой стороны, производительность жестких дисков меньше зависит от технологии

их изготовления. Сегодня все жесткие диски имеют очень высокий показатель

скорости внутренней передачи данных (до 30-60 Мбайт/с), и потому их производительность

в первую очередь зависит от характеристик интерфейса, с

помощью которого они связаны с материнской платой. В зависимости от типа

интерфейса разброс значений может быть очень большим: от нескольких Мбайт/с

до 13-16 Мбайт/с для интерфейсов типа EIDE; до 80 Мбайт/с для интерфейсов

типа SCSI и от 50 Мбайт/с и более для наиболее современных интерфейсов типа

ШЕЕ 1394 и Serial АТА.

Кроме скорости передачи данных с производительностью диска напрямую связан

параметр среднего времени доступа. Он определяет интервал времени, необходимый

для поиска нужных данных, и зависит от скорости вращения диска. Для дисков,

вращающихся с частотой 5400 об/мин, среднее время доступа составляет 9-10 мкс,

для дисков с частотой 7200 об/мин — 7-8 мкс. Изделия более высокого уровня

обеспечивают среднее время доступа к данным 4-6 мкс.

Дисковод гибких дисков

Информация на жестком диске может храниться годами, однако иногда требуется

ее перенос с одного компьютера на другой. Несмотря на свое название, жесткий

диск является весьма хрупким прибором, чувствительным к перегрузкам, ударам

и толчкам. Теоретически, переносить информацию с одного рабочего места на другое

путем переноса жесткого диска возможно, и в некоторых случаях так и поступают,

но все-таки этот прием считается нетехнологичным, поскольку требует особой аккуратности

и определенной квалификации.

Для оперативного переноса небольших объемов информации используют так называемые

гибкие магнитные диски (дискеты), которые вставляют в специальный накопитель

— дисковод. Приемное отверстие накопителя находится на лицевой панели

системного блока. Правильное направление подачи гибкого диска отмечено стрелкой

на его пластиковом кожухе.

Основными параметрами гибких дисков являются: технологический размер (измеряется

в дюймах), плотность записи (измеряется в кратных единицах) и полная емкость.

Первый компьютер/SMPC (родоначальник платформы) был выпущен в 1981 году.

К нему можно было подключить внешний накопитель, использующий односторонние

гибкие диски диаметром 5,25 дюйма. Емкость диска составляла 160 Кбайт.

В следующем году появились аналогичные двусторонние диски емкостью

320 Кбайт. Начиная с 1984 года выпускались гибкие диски 5,25 дюйма высокой

плотности (1,2 Мбайт). В наши дни диски размером 5,25 дюйма не используются,

так что производство и применение соответствующих дисководов практически

прекратилось с середины 90-х годов.

Гибкие диски размером 3,5 дюйма выпускают с 1980 года. Односторонний диск

обычной плотности имел емкость 180 Кбайт, двусторонний — 360 Кбайт, а двусто-

3.2. Внутренние устройства системного блока 73

ронний двойной плотности — 720 Кбайт. Ныне стандартными считают диски размером

3,5 дюйма высокой плотности. Они имеют емкость 1440 Кбайт (1,4 Мбайт) и

маркируются буквами HD (high density — высокая плотность).

С нижней стороны гибкий диск имеет центральную втулку, которая захватывается

шпинделем дисковода и приводится во вращение. Магнитная поверхность прикрыта

сдвигающейся шторкой для защиты от влаги, грязи и пыли. Если на гибком диске

записаны ценные данные, его можно защитить от стирания и перезаписи, сдвинув

защитную задвижку так, чтобы образовалось открытое отверстие. Для разрешения

записи задвижку перемещают в обратную сторону и перекрывают отверстие. В некоторых

случаях для безусловной защиты информации на диске задвижку выламывают

физически, но и в этом случае разрешить запись на диск можно, если, например,

заклеить образовавшееся отверстие тонкой полоской липкой ленты.

Гибкие диски считаются малонадежными носителями информации. Пыль, грязь,

влага, температурные перепады и внешние электромагнитные поля очень часто

становятся причиной частичной или полной утраты данных, хранившихся на гибком

диске. Поэтому использовать гибкие диски в качестве основного средства хранения

информации недопустимо. Их используют только для транспортировки информации

или в качестве дополнительного (резервного) средства хранения.

При передаче данных на гибком носителе следует придерживаться следующих

правил этикета.

1. Все данные передаются в двух экземплярах.

2. Данные не удаляются с жесткого диска до тех пор, пока потребитель не подтвердил

их благополучное получение, например по телефону.

При использовании гибких носителей в качестве резервного средства хранения

данных следует придерживаться следующих рекомендаций.

1. Если эти данные неизменяемые, следует создать одну копию на гибком носителе,

но не удалять данные с жесткого диска. Если данные с жесткого диска следует удалить,

количество копий, захсладываемых на хранение, должно быть не менее двух.

2. Если резервируемые данные подлежат периодическому изменению, то с жесткого

диска их не удаляют, а количество резервных копий на гибких дисках должно

быть не менее двух. Для этих копий устраивают периодическую ротацию с

заданной периодичностью. Например, в конце первой рабочей недели копируют

данные с жесткого диска на первый резервный комплект, а в конце второй

недели — на второй резервный комплект, после чего еженедельно производят

ротацию резервных комплектов.

При получении данных на гибком диске следует придерживаться следующих рекомендаций.

1. До начала работы с данными диск следует проверить антивирусными программными

средствами. Среди вредоносных программ есть такие, которые поражают

не только файлы программ и данных, но и носители информации. Даже «чистый

» гибкий диск может содержать так называемые «загрузочные вирусы».

74 Глава 3. Устройство персонального компьютера

Односторонний однослойный

диск из поликарбоната

2. С данными, поставленными на гибком диске, работать не рекомендуется. Это

не только непроизводительно, но и небезопасно (для данных). Прежде всего

следует скопировать полученные данные на жесткий диск компьютера, после

чего работать только с жестким диском.

3. Даже если работа с полученными данными в ближайшее время не предполагается,

все равно их следует скопировать на жесткий диск немедленно после получения,

так как во время хранения гибкого диска данные могут быть утрачены.

4. Правила делового этикета требуют немедленно после копирования данных с

гибкого диска на жесткий оповестить лицо, предоставившее гибкий диск, о том,

что прием данных состоялся. Это позволит ему сознательно распорядиться

своими резервными копиями.

В новейших компьютерах происходит постепенный отказ и от этого типа носителей,

которые вытесняются записывающими дисководами CD-RW.

Дисковод компакт-дисков CD-ROM

В период 1994-1995 годов в базовую конфигурацию персональных компьютеров

перестали включать дисководы гибких дисков диаметром 5,25 дюйма, но вместо

них стандартной стала считаться

установка дисковода CD-ROM,

имеющего такие же внешние размеры.

Аббревиатура CD-ROM (Compact

Disc Read-Only Memory) переводится

на русский язык как постоянное

запоминающее устройство

на основе компакт-диска. Принцип

действия этого устройства

состоит в считывании числовых

данных с помощью лазерного

луча, отражающегося от поверхности

диска (рис. 3.4). Цифровая

запись на компакт-диске отличается

от записи на магнитных дисках

очень высокой плотностью, и

стандартный компакт-диск может

хранить примерно 650 Мбайт

данных.Большие объемы данных характерны для мультимедийной информации (графика,

музыка, видео), поэтому дисководы CD-ROM относят к аппаратным средствам

мультимедиа. Программные продукты, распространяемые на компакт-дисках, называют

мультимедийными изданиями. Сегодня мультимедийные издания завоевывают

все более прочное место среди других традиционных видов изданий. Так,

например, существуют книги, альбомы, энциклопедии и даже периодические издания

(электронные журналы), выпускаемые на CD-ROM.

Углубления

Свето^встеитвпьный

Лазерный диод

Взаимодейстэие

с IDE/ATAPI

Рис. 3.4. Принцип действия дисковода CD-ROM

3.2. Внутренние устройства системного блока 75

Основным недостатком стандартных дисководов CD-ДОМявляется невозможность

записи данных, но параллельно с ними сегодня существуют и устройства записи

компакт-дисков — дисководы CD-RW. Для записи используются специальные заготовки.

Некоторые из них допускают только однократную запись (после записи диск

превращается в обычный компакт-диск CD-ROM, доступный только для чтения), другие

позволяют стереть ранее записанную информацию и выполнить запись заново.

Основным параметром дисководов С/5-/?0Мявляется скорость чтения данных. Она

измеряется в кратных долях. За единицу измерения принята скорость чтения музыкальных

компакт-дисков, составляющая в пересчете на данные 150 Кбайт/с. Таким

образом, дисковод с удвоенной скоростью чтения обеспечивает производительность

300 Кбайт/с, с учетверенной скоростью — 600 Кбайт/с и т. д. В настоящее время

наибольшее распространение имеют устройства чтения CD-ROM с производительностью

48х-56х. Для заготовок, рассчитанных на однократную запись, скорость

записи в соответствующих устройствах не уступает скорости чтения. Для заготовок

многократной записи скорость записи может составлять 12х-24х.

Видеокарта (видеоадаптер)

Совместно с монитором видеокарта образует видеоподсистему персонального компьютера.

Видеокарта не всегда была компонентом ПК. На заре развития персональной

вычислительной техники в общей области оперативной памяти существовала

небольшая выделенная экранная область памяти, в которую процессор заносил

данные об изображении. Специальный контроллер экрана считывал данные о яркости

отдельных точек экрана из ячеек памяти этой области и в соответствии с ними

управлял разверткой горизонтального луча электронной пушки монитора.

С переходом от черно-белых мониторов к цветным и с увеличением разрешения

экрана (количества точек по вертикали и горизонтали) области видеопамяти стало

недостаточно для хранения графических данных, а процессор перестал справляться

с построением и обновлением изображения. Тогда и произошло выделение всех

операций, связанных с управлением экраном, в отдельный блок, получивший название

видеоадаптер. Физически видеоадаптер выполнен в виде отдельной дочерней

платы, которая вставляется в один из слотов материнской платы и называется видеокартой.

Видеоадаптер взял на себя функции видеоконтроллера, видеопроцессора и

видеопамяти.

За время существования персональных компьютеров сменилось несколько стандартов

видеоадаптеров: MDA (монохромный); CGA (4 цвета); EGA (16 цветов); VGA

(256 цветов). В настоящее время применяются видеоадаптеры SVGA, обеспечивающие

по выбору воспроизведение до 16,7 миллионов цветов с возможностью произвольного

выбора разрешения экрана из стандартного ряда значенрш (640x480,

800x600,1024x768,1152x864; 1280x1024 точек и далее).

Разрешение экрана является одним из важнейших параметров видеоподсистемы.

Чем оно выше, тем больше информации можно отобразить на экране, но тем меньше

размер каждой отдельной точки и, соответственно, тем меньше видимый размер

элементов изображения. Использование завышенного разрешения на мониторе

76 Глава 3. Устройство персонального компьютера

малого размера приводит к тому, что элементы изображения становятся неразборчивыми

и работа с документами и программами вызывает утомление органов зрения.

Использование заниженного разрешения приводит к тому, что элементы изображения

становятся крупными, но на экране их располагается очень мало. Если

программа имеет сложную систему управления и большое число экранных элементов,

они не полностью помещаются на экране. Это приводит к снижению

производительности труда и неэффективной работе.

Таким образом, для каждого размера монитора существует свое оптимальное разрешение

экрана, которое должен обеспечивать видеоадаптер (табл. 3.1). При качественном

мониторе, хорошем зрении и ограниченном времени работы за компьютером

разрешение можно увеличить на одну ступень.

Таблица 3.1. Разрешение экрана монитора

Размер монитора

14 дюймов ЭЛТ

15 дюймов ЭЛТ

15 дюймов ЖК или

17 дюймов ЭЛТ

17 дюймов ЖККили

19 дюймов ЭЛТ

Оптимальное

разрешение экрана

640x480

800x600

1024x768

1280x1024,

Примечание

Не поддерживается в Windows ХР

Минимальное разрешение для

современных программ

Типичное разрешение для современных

программ

Большинство современных прикладных и развлекательных программ рассчитано

на работу с разрешением экрана 800x600 и более. Именно поэтому сегодня минимально

приемлемый размер монитора составляет 15 дюймов. Для работы с документами,

подготовленными для печати на стандартных листах бумаги формата А4,

необходимо экранное разрешение не менее 1024x768 и, соответственно, размер

монитора в 17 дюймов.

Для работы в Интернете параметр разрешения зависит от способа оформления

W<?6-CTpaHHU. Современные ^^6-страницы рассчитаны на работу с разрешением

экрана 1024x768, хотя многие приемлемо выглядят и при разрешении 800x600.

Для большинства прикладных программ оптимальным также является разрешение

1024x768 и более, хотя в случае необходимости программы, как правило, допускают

настройку своих панелей управления, делающую возможной работу в разрешении

800x600. Надо понимать, что при этом снижается производительность труда.

Таким образом, в настоящее время для работы с документами и службами Интернета

наиболее приемлем размер ЭЛТ-монитора в 17 дюймов. Почти такое же изображение

обеспечивает ЖК-монитор размером в 15 дюймов. Размеры экранов более

17 дюймов и разрешения выше, чем 1024x768, применяют при работе с компьютерной

графикой, системами автоматизированного проектирования и системами

компьютерной верстки изданий.

Цветовое разрешение {глубина цвета) определяет количество различных оттенков,

которые может принимать отдельная точка экрана. Максимально возможное цветовое

разрешение зависит от свойств видеоадаптера и, в первую очередь, от количе-

3.2. Внутренние устройства системного блока 11

ства установленной на нем видеопамяти. Кроме того, оно зависит и от установленного

разрешения экрана. При высоком разрешении экрана на каждую точку изображения

приходится отводить меньше места в видеопамяти, так что информация

о цветах вынужденно оказывается более ограниченной.

В зависимости от заданного экранного разрешения и глубины цвета размер буфера

кадра видеопамяти можно определить по следующей формуле:

Р = ^ Q, где:

о

Р — необходимый объем памяти видеоадаптера;

т — горизонтальное разрешение экрана (точек);

п — вертикальное разрешение экрана (точек);

b — разрядность кодирования цвета (бит).

Минимальное требование по глубине цвета на сегодняшний день — 256 цветов,