Устройство персонального компьютера

В графическом режиме экран  состоит из точек, каждая из которых  может быть тёмной или светлой  на монохромных мониторах и одного или нескольких цветов - на цветном. Количество точек на экране называется разрешающей способностью монитора в данном режиме. Следует заметить что разрешающая способность  не зависит от размеров экрана монитора.

Часто используемые мониторы.  Наиболее широкое распространение на компьютерах IBM PC получили мониторы типа MDA, CGA, Herkules, EGA и VGA.

    В настоящее время мониторы  MDA и CGA практически не используются, так как они не обладают надлежащей разрешающей способностью, что приводит к быстрому утомлению глаз. Кроме того, они не имеют программной загрузки шрифтов символов, поэтому для изображения букв кириллицы приходится заменять микросхемы, хранящие шрифты символов.

    В основном на компьютерах  используют мониторы SVGA, что позволяет добиться нужного качества изображения.

 

б) Устройства ввода

 

Клавиатура. Как известно, клавиатура является пока основным устройством ввода информации в компьютер. В техническом аспекте это устройство представляет собой совокупность механических  датчиков, воспринимающих давление на клавиши и замыкающих тем или иным способом определённую электрическую цепь.

    Надо сказать, что эволюция  клавиатур для IBM PC не была недолгой. Сначала использовались 83-х клавишные клавиатуры затем вместе с АТ появилась 84-х клавишная. Подовляющее большинство современных IBM PC  совместимых используют расширенную клавиатуру. Основные улучшения по сравнению с АТ-клавиатурой касается общего числа (101 и выше ) и расположения клавиш. Наиболее стандартным является расположение QWERTY: порядка 60 клавиш с буквами,  цифрами, знаками пунктуации и другими символами и ещё около 40 функциональных клавиш.

    Устройство клавиатур.  В настоящее время наиболее распространены два вида клавиатур: с механическим и мембранным переключателями. В первом случае датчик представляет из себя традиционный механизм с контактами из специального сплава. Несмотря на то что эта технология используется уже несколько десятилетий, фирмы- производители постоянно работают над её модификацией и улучшением. Стоит отметить, что в клавиатурах известных фирм контакты переключателей позолоченные, что значительно улучшает электрическую проводимость.

    Технология, основанная на мембранных  переключателях, считается более  прогрессивной, хотя особых преимуществ  не даёт. 

Мыши и трекболы. Мыши и трекболы являются координаторными устройствами ввода информации в компьютер. Разумеется полностью заменить клавиатуру они не могут. В основном эти устройства имеют две три кнопки управления. Не секрет что своей популярностью мышь обязана распространению графического интерфейса и в основном компании «Microsoft». 

Устройство мыши. Как известно, первая мышь каталась на двух колесиках, которые были связаны с осями переменных резисторов. Перемещение такой мыши было прямо пропорционально изменению сопротивления переменных резисторов. В дальнейшем конструкция перетерпела значительные изменения. Ролики были перенесены внутрь корпуса, а с поверхностью стал соприкасаться твёрдый резиновый шарик. 

   Можно выделить 3 способа подключения  мыши. Самыми распространёнными  являются подключения через последователь-  ный  порт. Менее распространены  мыши с шинным интерфейсом,  для подключения которых требуется  специальный интерфейс или,

  «мышиный» порт.

    Третьей разновидностью можно  считать мыши в стиле PS/2,

которые использовались в компьютерах аналогичной  серии, а в настоящее время  являются стандартом де-факто для  портативных компьютеров.  Для  их подключения используется разъём miniDIN 6.

    Физически каждая мышь имеет  на хвосте разъём типа DB-9. В некоторых случаях в комплекте есть переходник на DB-25.

    Современные мыши имеют обычно  оптимальное аппаратное разрешение 400 cpi. Когда фирмы декларируют разрешение на уровне 1800 cpi, то речь, видимо идёт о программном разрешении.

Устройство трекболов. Трекбол, вообще говоря, представляет из себя «перевёрнутую» мышь, у трекбола приводится в движение не корпус, а только его шар. Это позволяет существенно повысить точность управления курсором.

  

 

в) Внешние записывающие устроиства

 

      Дискеты. Любой компьютер (предназначенный для серьезной работы) оснащен так называемыми устройствами внешней памяти. К этим устройствам относятся в первую очередь накопители на гибких магнитных дисках (НГМД) и накопители на жестких магнитных дисках (НМД).

Устройства внешней памятипредназначены  для долговременного хранения информации. НГМД и НМД относятся к дисковым магнитным устройствам памяти, так  как информация в этих устройствах  записывается на вращающихся дисках, покрытых магнитным материалом, напоминающем покрытие лент обычных аудио- и видеокассет. И хотя по своему составу магнитное  покрытие, используемое в дисковых накопителях, отличается от покрытия обычных  бытовых магнитных лент, в них  используется аналогичный принцип  записи информации.

В обычных бытовых магнитофонах на магнитную ленту записывается аналоговый сигнал непосредственно  с микрофона, проигрывателя пластинок, компакт-дисков или другого источника. Компьютер записывает на магнитные  диски биты информации. Если надо записать несколько байт данных, все биты этих байтов записываются последовательно на одну дорожку.

Дорожки образуют на магнитных дисках концентрические круги. Блок специальных  магнитных головок перемещается по радиальной оси к центру или  от центра диска, прочерчивая по поверхности  диска воображаемые круги. Компьютер  может произвольно устанавливать  блок магнитных головок на любую  дорожку диска, однако сами данные на дорожке просматриваются компьютером  последовательно по мере вращения  диска. Конструктивно НГМД выполнен таким образом, что вы можете менять установленные в нем магнитные  диски. Такие сменные магнитные  диски называются гибкими магнитными дисками или флоппи-дисками (их также  называют дискетами) и расположены  в специальном картонном конверте, защищающем их от повреждения.

Флоппи-диски нельзя подвергать нагреву, располагать вблизи сильных электромагнитных полей (понятно почему - информация будет стерта). Для лучшей сохранности  данных старайтесь держать дискеты  подальше от сильных магнитов и видеомонитора. Нельзя также касаться пальцами поверхности  диска, так как вы можете загрязнить ее жиром, который всегда есть на коже.

В настоящее время используются флоппи-диски двух типов - диаметром 5,25" (рис. 1.14) и 3,5" (рис. 1.15). В зависимости  от конструкции диска и материала  магнитного покрытия вы можете записать на флоппи-диск от 360 Кбайт до 2,88 Мбайт  данных. Больше всего распространены флоппи-диски диаметром 3,5" и емкостью 1,44 Мбайт, диаметром 5,25" и емкостью 1,2 Мбайт, а также диаметром 5,25" и емкостью 360 Кбайт.

Емкость флоппи-дисков можно определить из обозначения на коробке. Приведем обозначение для встречающихся  чаще всего дискет:

 

Обозначение	Диаметр флоппи-диска, дюймы	Емкость флоппи-диска, Кбайт
5.25" 2S/2D	5,25	360
5.25" 2S/HD	5,25	1200
3.5" 2S/2D	3,5	720
3.5" 2S/HD	3,5	1440

 Дискеты диаметром 5,25" и  разной плотностью внешне практически  ничем не отличаются друг от  друга, за исключением того  что у дискет емкостью 360 Кбайт  отверстие для вращающегося вала имеет окантовку по краям. У дискет емкостью 1200 Кбайт (или как принято говорить, емкостью 1,2 Мбайт) такой окантовки нет.

Емкость дискет диаметром 3,5" легко  определить по внешнему виду, так как  у дискет емкостью 1,44 Мбайт (1440 Кбайт) есть специальное отверстие для  обозначения емкости. Дискеты емкостью 720 Кбайт такого отверстия не имеют. Данные, записанные на дискете, можно  защитить от случайного стирания или  перезаписи. В дискете диаметром 5,25" для этого надо заклеить отверстие  защиты от записи при помощи специальной  полоски. Набор таких полосок  продается вместе с дискетами. В  дискете диаметром 3,5" для защиты от записи есть специальная крышечка. с ее помощью закрыть можно  отверстие, защитив таким образом  записанные на дискете данные.

Флэш-память. С появлением флэш-памяти производители электроники получили возможность без особых проблем и затрат оснастить свои устройства новым типом накопителей. Налицо были выгоды - низкое энергопотребление, высокая надежность (из-за отсутствия движущихся деталей) и устойчивость к внешним воздействиям и нагрузкам.

USB Flash Drive - портативное устройство  для хранения и переноса данных  с одного компьютера на другой. Компактный, легкий, удобный и удивительно  простой в эксплуатации. Для его  работы не нужны ни соединительные  кабели, ни источники питания  (включая батарейки), ни дополнительное  программное обеспечение. Особенности  USB Flash Drive: высокая скорость обмена  данными по USB, защита от записи  переключателем на корпусе , защита  данных паролем, не требуются  драйверы и внешнее питание,  может быть отформатирован как  загрузочный диск , хранение данных  до 10 лет.

В 1994 году корпорация SanDisk представила  первую ревизию спецификаций CompactFlash. Теоретический предел емкости накопителей  на базе CompactFlash - 137 Гбайт. На данный момент на рынке доступны модели емкостью от 16 Мбайт (которые потихоньку становятся архаизмами) до 12 Гбайт. Но самые распространенные - на 1 и 2 Гбайта. CompactFash - самый популярный формат на цифровых фотокамерах профессионального  уровня. В 2000 году компаниями SanDisk, Matsushita Electric и Toshiba был создан союз , названный SecureDigital Card Association До 2003-2004 года на рынке  карт памяти существовал ярко выраженный лидер CompactFlash. Этому способствовали несколько обстоятельств: емкость CF достигла 4 Гбайт, в то время как SD остановились на отметке 1 Гбайт; скорость работы CF значительно превышала  возможности конкурента; целый легион компаний производил всевозможные контроллеры  в формате CF. Однако с 2004 года стало  заметно, что SecureDigital очень сильно укрепил  позиции и догоняет более «старого»  конкурента. Если раньше CF был де-факто  единственный открытый стандарт, пригодный  для использования в мобильных  устройствах, то теперь производители  новой портативной техники стали  массово переходить на SD из-за их меньшего размера.

 

в) CD-ROM

 

CD-ROM.  Принцип работы дисковода напоминает принцип работы обычных дисководов для гибких дисков. Поверхность оптического диска (CD-ROM) перемещается относительно лазерной головки постоянной линейной скоростью,  а угловая скорость меняется в зависимости от радиального положения головки. Луч лазера направляется на дорожку, фокусируясь при этом с помощью катушки. Луч проникает сквозь защитный слой пластика и попадает на отражающий слой алюминия на поверхности диска. При попадании его на выступ, он отражается на детектор и проходит через призму, отклоняющую его на светочувствительный диод. Если луч попадает в ямку он рассеивается и лишь малая часть излучения отражается обратно и доходит до светочувствительного диода. На диоде световые импульсы преобразуются в электрические, яркое излучение преобразуется в нули слабое - в единицы. Таким образом ямки воспринимаются дисководом как логические нули, а гладкая поверхность как логические единицы

Производительность дисководов CD-ROM. Производительность CD-ROM обычно определяется его скоростными характеристиками при непрерывной передаче данных в течение некоторого промежутка времени и средним временем доступа к данным, измеряемыми соответственно в Кбайт/с и мс. Существуют одно-, двух-, трех-, четырех-, пяти, шести и восьмискоростные дисководы, обеспечивающие считывание данных со скоростью 150, 300, 450, 600, 750, 900, 1200 Кбайт/с соответственно. В настоящий момент распространены двух- и четырехскоростные дисководы. В общем случае дисководы с четырехкратной скоростью обладают более высокой производительностью, однако оценить чистое преимущество дисковода с четырехкратной скоростью по сравнению с дисководом с удвоенной скоростью бывает не так просто. Прежде всего это зависит от того с какой операционной системой и с каким типом приложения ведется работа. При высокой интенсивности повторяющегося доступа к CD-ROM и считывании небольшого количества данных (например при работе с базами данных) “импульсная” скорость считывания информации приобретает важное значение. Например, по данным журнала InfoWorld, производительность дисководов с четырехкратной скоростью, по сравнению с дисководами с удвоенной скоростью, в случае операции доступа к базе данных в среднем повышается вдвое. В случае простого копирования данных выигрыш составляет от 10 до 30%. Однако наибольшее преимущество получится при работе с полноформатным видео.

Для повышения производительности дисководов их снабжают буферной памятью (стандартные объемы КЭШа: 64, 128, 256, 512, 1024 Кбайт). Буфер дисковода представляет собой память для кратковременного хранения данных, после считывания их с CD-ROM, но до пересылки в плату контролера, а затем в ЦП. Такая буферизация дает возможность дисковому устройству передавать данные в процессор небольшими порциями, а не занимать его время медленной пересылкой постоянного потока данных. Например, согласно требованиям стандарта MPC уровня 2 накопитель CD-ROM удвоенной скоростью должен занимать не более 60% ресурсов ЦП.