Учебник Информатика. Базовый курс. Симонович С.В.. С. В. Симоновичаинформатикабазовый курс2е издание
 Скачать 17.96 Mb.
|
|
Дисковод гибких 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 акку- ратности и определенной квалификации. Для оперативного переноса небольших объемов информации используют так назы- ваемые гибкие магнитные диски (дискеты), которые вставляют в специальный нако- питель — дисковод. Приемное отверстие накопителя находится на лицевой панели системного блока. Правильное направление подачи гибкого диска отмечено стрел- кой на его кожухе. Основными параметрами гибких дисков являются: технологический размер (измеря- ется в дюймах), плотность записи (измеряется в кратных единицах) и полная емкость. Первый компьютер (родоначальник платформы) был выпущен в году. К нему можно было подключить внешний накопитель, использующий односто- ронние гибкие диски диаметром 5,25 дюйма. Емкость диска составляла 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 двойной плотности — 720 Кбайт. Ныне стандартными считают диски разме- ром 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 неко- торых случаях для безусловной защиты информации на диске задвижку выламы- вают 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 хране- ния информации недопустимо. Их используют только для транспортировки инфор- мации 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 под- твердил их благополучное получение, например по телефону. При использовании гибких носителей в качестве средства хранения данных следует придерживаться следующих рекомендаций. Если эти данные неизменяемые, следует создать одну копию на гибком носителе, но не удалять данные с жесткого диска. Если данные с жесткого диска следует уда- лить, количество копий, закладываемых на хранение, должно быть не менее двух. 2. Если резервируемые данные подлежат периодическому изменению, то с жест- кого диска 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 копиру- ют 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 реко- мендаций. работы с данными диск следует проверить антивирусными программ- ными средствами. Среди вредоносных программ есть такие, которые поражают не только файлы программ и данных, но и носители информации. Даже «чис- тый» гибкий диск может так называемые «загрузочные вирусы». 74 Глава 3. Устройство персонального компьютера 2. 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 предполага- ется, все равно их следует скопировать на жесткий диск немедленно после полу- чения, 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 лей, 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 раз- меры. Аббревиатура Disc Memory) перево- дится на русский язык как посто- янное запоминающее устройство на основе компакт-диска. Прин- цип действия этого устройства состоит в считывании Односторонний диск из поликарбоната данных с помощью лазерного луча, отражающегося от поверх- ности диска (рис. 3.4). Цифровая на компакт-диске отлича- ется от записи на магнитных дис- ках 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, назы- вают мультимедийными изданиями. Сегодня мультимедийные издания завоевы- вают все более прочное место среди других традиционных видов изданий. Так, например, существуют книги, альбомы, энциклопедии и даже периодические изда- ния (электронные журналы), выпускаемые на CD-ROM. 3.4. Принцип действия дисковода CD-ROM 3.2. Внутренние устройства системного блока 75 Основным недостатком стандартных дисководов невозможность записи данных, но параллельно с ними сегодня существуют и устройства записи компакт-дисков — дисководы CD-RW. Для записи используются специальные заго- товки. Некоторые из них допускают только однократную запись (после записи диск превращается в обычный компакт-диск CD-ROM, доступный только для чтения), дру- гие позволяют стереть ранее записанную информацию и выполнить запись заново. Основным параметром дисководов скорость чтения данных. Она измеряется в кратных долях. За единицу измерения принята скорость чтения музы- кальных 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 производитель- ностью 48х-56х. Для заготовок, рассчитанных на однократную запись, скорость записи в соответствующих устройствах не уступает скорости чтения. Для загото- вок многократной записи скорость записи может составлять 12х-24х. Видеокарта (видеоадаптер) Совместно с монитором видеокарта образует видеоподсистему персонального ком- пьютера. Видеокарта не всегда была компонентом ПК. На заре развития персональ- ной 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 ярко- сти 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 назва- ние видеоадаптер. Физически видеоадаптер выполнен в виде отдельной дочерней платы, которая вставляется в один из слотов материнской платы и называется видео- картой. Видеоадаптер взял на себя функции видеоконтроллера, видеопроцессора и видеопамяти. За время существования персональных компьютеров сменилось несколько стандар- тов видеоадаптеров: MDA (монохромный); (4 цвета); EGA (16 цветов); VGA (256 цветов). В настоящее время применяются видеоадаптеры SVGA, обеспечива- ющие по выбору воспроизведение до миллионов цветов с возможностью про- извольного выбора разрешения экрана из стандартного ряда значений (640x480, 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 неразбор- чивыми и работа с документами и программами вызывает утомление органов зре- ния. Использование заниженного разрешения приводит к тому, что элементы изоб- ражения становятся крупными, но на экране их располагается очень мало. Если программа имеет сложную систему управления и большое число экранных эле- ментов, они не полностью помещаются на экране. Это приводит к снижению производительности труда и неэффективной работе. Таким образом, для каждого размера монитора свое оптимальное раз- решение экрана, которое должен обеспечивать видеоадаптер (табл. 3.1). При каче- ственном мониторе, хорошем зрении и ограниченном времени работы за компью- тером 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 дюймов ЭЛТ Оптимальное разрешение экрана 640x480 800x600 1024x768 1280x1024 Примечание Не поддерживается в Windows 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 мини- мально приемлемый размер монитора составляет 15 дюймов. Для работы с доку- ментами, 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 Web-страниц. Современные рассчитаны на работу с разрешением экрана 1024x768, хотя многие приемлемо выглядят и при разрешении 800x600. Для большинства прикладных программ оптимальным также является разреше- ние и более, хотя в случае необходимости программы, как правило, допус- кают настройку своих панелей управления, делающую возможной работу в разре- шении 800x600. Надо понимать, что при этом снижается производительность труда. Таким образом, в настоящее время для работы с документами и службами Интер- нета наиболее приемлем размер ЭЛТ-монитора в 17 дюймов. Почти такое же изоб- ражение обеспечивает ЖК-монитор размером в 15 дюймов. Размеры экранов более дюймов и разрешения выше, чем 1024x768, применяют при работе с компью- терной графикой, системами автоматизированного проектирования и системами компьютерной верстки изданий. Цветовое {глубина цвета) определяет количество различных оттенков, которые может принимать отдельная точка экрана. Максимально возможное цвето- вое разрешение зависит от свойств видеоадаптера и, в первую очередь, от количе- 3.2. Внутренние устройства системного блока 77 установленной на нем видеопамяти. Кроме того, оно зависит и от установлен- ного разрешения экрана. При высоком разрешении экрана на каждую точку изоб- ражения 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: ' где: Р — необходимый объем памяти видеоадаптера; т — горизонтальное разрешение экрана (точек); п — вертикальное разрешение экрана (точек); Ъ — разрядность кодирования цвета (бит). Минимальное требование по глубине цвета на сегодняшний день — 256 цветов, хотя большинство программ требуют не менее 65 тыс. цветов (режим High Color). Наиболее комфортная работа достигается при глубине цвета млн. цветов (режим True Color). Работа в полноцветном режиме True Color с высоким экранным разрешением тре- бует значительных размеров видеопамяти. Современные видеоадаптеры способны также выполнять функции обработки изображения, снижая нагрузку на централь- ный процессор ценой дополнительных затрат видеопамяти. Объем видеопамяти, установленной на видеоадаптер, сегодня определяется не размером буфера кадра, а необходимостью выполнения подобных дополнительных операций, и обычно составляет 32-128 Мбайт. Видеоускорение — одно из свойств видеоадаптера, которое заключается в том, что часть операций по построению изображений может происходить без выполнения математических вычислений в основном процессоре компьютера, а чисто аппарат- ным путем — преобразованием данных в микросхемах видеоускорителя. Видеоус- корители обычно входят в состав видеоадаптера (в таких случаях говорят о том, что видеокарта обладает функциями аппаратного ускорения). Несколько лет назад существовали и видеоускорители, которые поставлялись в виде отдельной платы, устанавливаемой на материнской плате и к видеоадаптеру. Различают два типа видеоускорителей — ускорители плоской (2D) и трехмерной (3D) графики. Первые наиболее эффективны для работы с прикладными програм- мами, использующими стандартный интерфейс (обычно офисного применения), и оптимизированы для операционной системы Windows, а вторые ориентированы на работу мультимедийных развлекательных программ, в первую очередь компью- терных игр, и профессиональных программ обработки трехмерной графики. Обычно в этих случаях используют разные математические принципы автоматизации графи- ческих операций. Все современные видеокарты обладают функциями и двумерного, и трехмерного ускорения. 78 Глава 3. Устройство персонального компьютера Звуковая карта Звуковая карта явилась одним из наиболее поздних усовершенствований персо- нального компьютера. Она устанавливается в один из разъемов материнской платы в виде дочерней карты и выполняет вычислительные операции, связанные с обработ- кой звука, речи, Звук воспроизводится через внешние звуковые подключаемые к выходу звуковой карты. Специальный разъем позволяет отправить звуковой сигнал на внешний усилитель. Имеется также разъем для подключения микрофона, что позволяет записывать речь или музыку и сохранять их на жестком диске для последующей обработки и использования. Основным параметром звуковой карты разрядность, определяющая коли- чество битов, используемых при преобразовании сигналов из аналоговой в цифро- вую форму и наоборот. Чем выше разрядность, тем меньше погрешность, связанная с оцифровкой, тем выше качество звучания. Минимальным требованием сегодняш- него дня являются 16 разрядов, а наибольшее распространение имеют 32-разряд- ные и 64-разрядные устройства. В области воспроизведения звука наиболее сложно обстоит дело со стандартиза- цией. В отсутствие единых централизованных стандартов, стандартом де-факто стали устройства, совместимые с устройством торговая марка на кото- рое принадлежит компании Creative Labs. В последнее время обработка звука рассматривается как относительно простая операция, которую, в связи с возросшей мощностью процессора, можно возложить и на него. В отсутствие повышенных требований к качеству звука можно исполь- зовать интегрированные звуковые системы, в которых функции обработки звука выполняются центральным процессором материнской платы. В этом случае колонки или иное устройство воспроизведения звука подключается к гнез- дам, установленным непосредственно на материнской плате. 3.3. Системы, расположенные на материнской плате Оперативная память Оперативная память (RAM — Random Access Memory) — это массив кристалли- ческих ячеек, способных хранить данные. Существует много различных типов опе- ративной памяти, но с точки зрения физического принципа действия различают динамическую память (DRAM) и статическую память (SRAM). Ячейки динамической памяти (DRAM) можно представить в виде микроконденса- торов, способных накапливать заряд на своих обкладках. Это наиболее распрост- раненный и экономически доступный тип памяти. Недостатки этого типа связаны, во-первых, с тем, что как при заряде, так и при разряде конденсаторов неизбежны переходные процессы, то есть запись данных происходит сравнительно медленно. Второй важный недостаток связан с тем, что заряды ячеек имеют свойство рассеи- ваться в пространстве, причем весьма быстро. Если оперативную память постоянно не «подзаряжать», утрата данных происходит через несколько сотых долей секунды. Для борьбы с этим явлением в компьютере происходит постоянная регенерация 3.3. Системы, расположенные на материнской плате 79 (освежение, подзарядка) ячеек оперативной памяти. Регенерация осуществляется несколько десятков раз в секунду и вызывает непроизводительный расход ресур- сов вычислительной системы. Ячейки статической памяти (SRAM) можно представить как электронные микро- элементы — триггеры, состоящие из нескольких транзисторов. В триггере хранится не заряд, а состояние (включен/выключен), поэтому этот тип памяти обеспечивает более высокое быстродействие, хотя технологически он сложнее и, соответственно, дороже. Микросхемы динамической памяти используют в качестве основной оперативной памяти компьютера. Микросхемы статической памяти используют в качестве вспо- могательной памяти (так называемой кэш-памяти), предназначенной для оптими- зации работы процессора. Каждая ячейка памяти имеет свой адрес, который выражается числом. В большинстве современных процессоров предельный размер адреса обычно составляет 32 разряда, а это означает, что всего независимых адресов может быть 2 32 . Одна адресуемая ячейка содержит восемь двоичных ячеек, в которых можно сохранить 8 бит, то есть один байт данных. Таким образом, в современных компьютерах возможна непосредственная адресация полю памяти размером 2 3 2 байт = 4 Гбайт. Однако это отнюдь не означает, что именно столько оперативной памяти непременно должно в компьютере. Предель- ный размер поля оперативной памяти, установленной в компьютере, определяется микропроцессорным комплектом (чипсетом) материнской платы и обычно не может превосходить нескольких Гбайт. Минимальный объем памяти определяется требо- ваниями операционной системы для современных компьютеров составляет Мбайт. Представление о том, сколько оперативной памяти должно быть в компью- тере, непрерывно меняется. В середине 80-х годов поле памяти размером 1 Мбайт казалось огромным, в начале 90-х годов достаточным считался объем 4 Мбайт, к середине 90-х годов он увеличился до 8 Мбайт, а затем и до 16 Мбайт. Сегодня типичным считается размер оперативной памяти в 256 Мбайт, но тенденция к росту сохраняется. Оперативная память в компьютере размещается на стандартных панельках, называ- емых модулями. Модули оперативной памяти вставляют в соответствующие разъемы на материнской плате. Если к разъемам есть удобный доступ, то операцию можно выполнять своими руками. Если удобного доступа нет, может потребоваться непол- ная разборка узлов системного блока, и в таких случаях операцию поручают специ- алистам. В современных компьютерах обычно применяют три типа модулей оперативной памяти. Модули памяти SDRAM сегодня уже считаются устарев- шими и используются в компьютерах прошлых поколений. Наиболее распростра- нены модули типа DDR (DDR DIMM), обеспечивающие более быстрый доступ к памяти. Модули типа RDRAM ли) применяются на некоторых компьютерах с процессором Pentium 4, но стоят заметно и поэтому менее распространены. 80 Глава 3. Устройство персонального компьютера Основными характеристиками модулей оперативной памяти являются объем памяти и скорость передачи данных. Сегодня наиболее распространены модули объемом 128-512 Мбайт. Скорость передачи данных определяет максимальную пропуск- ную способность памяти (в Мбайт/с или Гбайт/с) в оптимальном режиме доступа. При этом учитывается время доступа к памяти, ширина шины и дополнительные возможности, такие как передача нескольких сигналов за один такт работы. Одина- ковые по объему модули могут иметь разные скоростные характеристики. Иногда в качестве определяющей характеристики памяти используют время доступа. Оно измеряется в миллиардных долях секунды {наносекундах, Для современных модулей памяти это может 5 а для особо быстрой памяти, используемой в основном в видеокартах, — снижаться до 2-3 |