В стационарных персональных компьютерах
и ноутбуках в качестве системных накопителей
используются жесткие магнитные диски
(«винчестер», Hard Disk Drive, HDD).
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 2n поверхностей,
где n - число отдельных дисков в группе.
Для пользователя накопители
не жёстком диске отличаются друг от друга
прежде всего своей ёмкостью, т.е. тем,
сколько информации помещается на диске.
Скорость работы диска характеризуется
двумя показателями:
1. Временем доступа к данным
на диске.
2. Скоростью чтения и записи
данных на диск
Разработчики персональных компьютеров
в будущем планируют заменить жесткие
диски флэш-памятью, т.к. флэш-память надежнее
жестких дисков, ее относительный объем
с каждым годом неуклонно растет, скорость
чтения/записи постоянно возрастает, а
цена на нее неизбежно падает. Устройства,
имеющие системные накопители информации
на основе флэш-памяти, не боятся магнитных
полей и вибрации, расходуют существенно
меньше энергии из-за отсутствия магнитных
дисков и необходимости их вращения, а
из-за отсутствия трущихся деталей они
более надежны и долговечны.
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.
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.
Важной характеристикой дисковода
является степень заполнения буфера, которая
влияет на качество воспроизведения анимационных
изображений и видеофильмов. Эта величина
определяется как отношение числа блоков
данных, переданных в буфер из накопителя
и хранящихся в нем до момента начала их
выдачи на системную шину, к общему числу
блоков, которые способен вмещать буфер.
Слишком большая степень заполнения может
привести к задержкам при выдаче из буфера
на шину; с дугой стороны, буфер со слишком
малой степенью заполнения будет требовать
больше внимания со стороны процессора.
Обе эти ситуации приводят к скачкам и
срывам изображения во время воспроизведения.
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 памяти
предназначены 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. 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.
Сетевая карта – данная карта (плата)
предназначена для соединения компьютеров
в локальную и/или глобальную сеть.
Радио-модуль Bluetooth – устройство необходимое для
передачи данных между различными устройствами,
поддерживающими данную технологию, среди
которых:
- Мобильные
телефоны;
- Беспроводные
гарнитуры для мобильных телефонов, коммуникаторов
и смартфонов;
- Беспроводная
мышь и клавиатура;
- И другое.
Далеко не все разновидности
указанных устройств поддерживают данную
технологию.
С помощью двух и
более компьютеров имеющих данные радио-модули
можно организовать беспроводную локальную
сеть. Также применяя Bluetooth можно, к примеру,
использовать GPRS-модем мобильного телефона
для выхода в Интернет через персональный
компьютер (только при наличии указанных
технических возможностей в мобильном
телефоне).
Рекомендуемое расстояние
между радио-модулями Bluetooth не должно превышать
10-ти метров.
Обычно в стационарных
персональных компьютерах и ноутбуках
идет как внешнее устройство.
Инфракрасный порт (ИК-порт, IrDA) –
необходим для передачи данных между устройствами,
посредствам инфракрасных лучей, невидимых
человеком.
Для передачи данных, эти устройства
(ИК-порты) должны находиться в пределах
прямой видимости и на расстоянии не более
1-го метра.
Технология Bluetooth постепенно вытесняет
технологию IrDA, из-за своей надежности
и относительно большой скорости передачи
данных.
ИК-порт не встраивается
в стационарные персональные компьютеры,
т.к. идет в виде периферийного устройства.
USB-порт (Universal Serial Bus, универсальная
последовательная шина) – универсальный
порт предназначенный для подключения
большого количества устройств, причем
подключать эти устройства можно прямо
во время работы компьютера, и это не приведет
к сбою системы. С каждым годом все большее
количество устройств подключается к
персональному компьютеру через USB-порт.
Блок электропитания – трансформаторный
блок, преобразовывающий переменный ток
с высоким напряжением, необходимым для
питания персонального компьютера.
Система вентилирования – система
призванная охлаждать нагревающиеся части
персонального компьютера, среди которых:
- Центральный
процессор;
- Процессор
видеокарты;
- Блок
электропитания;
- Жесткий
диск (не во всех моделях).
Скорость выполнения
программ на персональном компьютере
зависит от следующих факторов:
- От производительности,
величины тактовой частоты и количества
ядер процессора;
- От производительности
и объема оперативной памяти;
- От производительности
видеокарты и объема ее оперативной памяти;
- От скорости
обмена данными между процессором, оперативной
памятью, видеокартой, накопителями информации
и периферийными устройствами.
Устройства ввода вывода информации
Дисплей
В различных типах персональных компьютеров
дисплей представлен по-разному, а именно:
В стационарных компьютерах он представлен
в виде отдельного модуля называемого монитором.
Монитор (дисплей) компьютера IBM PC предназначен
для вывода на экран текстовой и графической
информации.
Мониторы бывают светолучевыми и жидкокристаллическими.
В скором времени все стационарные компьютеры
будут оснащаться жидкокристаллическими
мониторами, из-за их компактности, четкости
изображения и относительно меньшей опасности
для глаз.
Они могут работать в одном из двух режимов:
текстовом или графическом.
Текстовый режим. В текстовом режиме экран монитора
условно разбивается на отдельные участки
- знакоместа, чаще всего на 25 строк по
80 символов
(знакомест). В каждое знакоместо может
быть введён один из 256 заранее символов.
В число этих символов входят большие
и малые латинские буквы, цифры, определённые
символы, а также псевдографические символы,
используемые для вывода на экран таблиц
и диаграмм, построения рамок вокруг участков
экрана и так далее.
В число символов,
изображаемых на экране в текстовом режиме,
могут входить и символы кириллицы.
На цветных мониторах каждому знакоместу
может соответствовать свой цвет символа
и фона, что позволяет выводить красивые
цветные надписи на экран.
На монохромных
мониторах для выделения отдельных частей
текста и участков экрана используется
повышенная яркость символов, подчёркивание
и т. д.
Графический
режим. Графический
режим предназначен для вывода на экран
графиков, рисунков и так далее. Разумеется,
в этом режиме можно выводить и текстовую
информацию в виде различных надписей,
причём эти надписи могут иметь произвольный
шрифт, размер и др.
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.
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.
Подавляющее 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.