Файл: Устройство персонального компьютера.pdf

Устройства для чтения с компакт дисков и их записи, дисководы.

CD-ROM. (Compact Disk Read Only Memory, постоянное ЗУ на базе компакт-диска) или Желтая книга. Возник стандарт диска в 1984 году. В след за этим в 1965 году базовые комплектации ПК уже продавались с оптическим приводом. СD-ROM считывает информацию с диска с помощью лазерного луча с длина волны 780 нм, по-разному отражающийся от поверхности диска (и углублений на поверхности (pit – пит). Дисковод CD-ROM состоит из электродвигателя, который вращает диск; оптической системы, та в свою очередь состоит из лазерного излучателя, оптических линз и датчиков и предназначенных для считывания информации с поверхности диска; микропроцессора, управляющий механикой привода, оптической системой и декодирует прочитанную информацию в двоичный код. Характеристики CD-ROM: скорость передачи данных ; время доступа измеряется в миллисекундах.

Дисковод CD-RW. [Используется для Устройство используется для записи информации на диски CD-R (однократная запись) и CD-RW (CD-ReWritable – перезаписываемый диск).]^[61] Внешне схож с CD-ROMом. Процесс стирания информации с CD-RW это обработка поверхности диска лучом лазера меньшей интенсивности, чем при записи. Высокая надежность и долговечность CD и [головки считывания-записи – до полу века (50 лет).] ^[62]Основные интерфейсы EIDE и SCSI.

Дисководы DVD-ROM и DVD±RW. Digital Video Disk – «цифровой видеодиск». Стандарт принят в 1996 году. Позднее данный формат был изменен в названии Video сменилось на Versatile, соответственно название стало цифровой многофункциональный диск. Используется лазер длинной 635нм. Длина пита уменьшилась в 2 раза, по сравнению с предыдущими дисководами, шаг дорожки составляет до 0.74 мкм. Принцип записи информации тот же что и у CD-R.

Дисководы BLU-Ray и HD (Toshiba). Для записи и воспроизведения используется синий лазер, длина волны составляет – 405 нм. Меньшая длина волны – меньшая интерференция, толщина дорожек данных в 2 раза меньше чем у DVD. HD формат вышел на рынки с BLU-Ray почти одновременно, который проиграл.

Классификацию дисков рассмотрим в разделе Периферийные устройства.

На этом моменте мы остановимся и подведем промежуточные итоги и сделаем небольшие выводы. У аппаратной части ПК имеются базовые устройства, без которых работы всего комплекса будет невозможной. Обновление системных устройств должно проходить с предварительным анализом имеющегося оборудования и того, который необходимо приобрести. Анализ дает возможность более детально разобраться в совместимости моделях. А это самый главный аспект при замены внутренних устройств ПК. При замене част устройств, нужно понимать, какие цели вы хотите достичь. Например, сотрудникам не нужен мощный МП, если он планирует работу с текстовыми документами.

2.2. Периферийные устройства. Внешняя память.

Внешние дополнительные устройства назначены для вывода и ввода информации, хранений, так называемые периферийные. Вначале рассмотрим порты, к которым данные устройства подключаются. Внутренние мы уже рассмотрели в разделе устройство компьютера. За основу возьмем [учебник по информатике. ]^[63]

Внешние порты расположены на задней/передней панели системного блока. Популярные порты прошлого, которые вышли из «массового употребления»:

• COM (RS-232) – мышь, модем, ИК-приёмник, управление ИБП и т.д.;
• LPT – принтер, сканер (старые модели), кардридер и т.д.
• IEEE-1394 (FireWire) – цифровые видеокамеры, дисковые устройства. Модели mainboard после 2010 года уже не поддерживают данный интерфейс, он остался только в узком использовании отдельных компаний, таких как Apple.

Актуальными на сегодняшний день остаются порты:

• PS/2 – подключение для клавиатуры /мыши. Они и по сей день включены в современные материнские платы.
• USB 3.0/2.0 (Universal Serial Bus –универсальная последовательная шина) – самый актуальный порт. Через него большинство периферийных устройств могут быть подключены: те же самые клавиатура и мышь, внешние модемы от мобильных операторов с 4G и уже с 5G, TV тюнеры, принтеры, сканеры, внешние накопители, Flash Drive и многое другое.

Некоторые преимущества USB:

• Скорость работы – до 480 Мбит/с для USB 2.0 и до 5 Гбит/с для USB 3.0;
• максимальная длина кабеля - 5 м;
• количество одновременно подключённых устройств (включая хабы- USB-концентраторы) – до 127;
• подключаемые устройства могут иметь различную скорость работы;
• переподключать порт можно и при включенном ПК;
• порты могут питать на подключенные устройства – 5В;
• кабель имеет различные разъёмы к внешним устройствам.

[Шина USB использует технологию Plug&Play. При подключении нового устройства происходит автоматическое распознавание и установка необходимых драйверов (либо использование функций и модулей ядра).] ^[64]

Интерфейсы подключения внешних устройств можно разделить на 2 типа: последовательные шины(Serial Bus) имеют 4-7 проводов в кабеле (USB, SATA, IEEE-1394 (FireWire)) и параллельные шины, значительно больше количество проводов и контактов разъема (ATA IDE, LPT). Пример параллельной шины более подробно рассматривался в абзаце с внутренними портами - порт ATA. Первые последовательные имеют выше скорость работы, нежели вторые.

Внешние диски. DAS, СХД, SAN, NAS, iSCSI. По параметру надежности внешние диски должны быть хорошо защищены. Для внешних дисков предпочитаемые параметры «Быстро, качественно, недорого». Если выбираем надёжность – вырастет цена. Если выбираем недорогой – упадёт скорость. Если важны оба параметра – цена вырастет. Если диск выбирать по размеру. То это уже зависит от того как будет удобно владельцу – оставлять его дома 3,5″ или носить в кармане «2,5». Если же диск использовать для второго то важны и геометрический размер и повышенная устойчивость к сотрясениям. Коротко опишу названия и технологии.

DAS (от англ. Direct-attached storage – система хранения данных с прямым подключением) – ЗУ, непосредственно подключенное к ПК или серверу. Бывают автономные, небольших размеров с питанием от разъёма подключения к ПК, а бывают и с сам системный блок и отдельным подключением к сети. DAS-хранилище состоит, как правило , из массивов жёстких дисков.

СХД, SAN (Storage Area Network)- архитектура решения предназначена для подключения внешних устройств хранения данных. Их ещё называют дисковыми массивами, ленточными библиотеками. Они остаются редкостью за пределами больших предприятий.

NAS (Network Attached Storage)- сетевое хранилище. Сетевая файловая система. Доступ к данным NAS-устройств происходит по сетевым протоколам на уровне файлов. По сути, NAS представляет собой ЭВМ с некоторым дисковым массивом, подключенную к сети и поддерживающую работу по принятым в ней протоколам. Часто диски в NAS объединяются в RAID-массив.

iSCSI (от англ. Internet Small Computer System Interface) – протокол, который базируется на TCP/IP. Он разработан взаимодействия и управления системами хранения данных, серверами и клиентами. [Использование iSCSI в домашних условиях равносильно поднятию вашей кровати 20-тонным домкрата]^[65]

Внешние накопители:

• Оптические. CD/DVD/Blue-Ray.

CD-R/RW объем до 800 Мбайт. Диаметр 12 см, толщина 1,2мм. CD-R запись на диск – одноразово. Диск CD-RW для многоразовой записи. Данные на диске записываются в виде спирали. Определяет последовательность 1 и 0 лазерный луч. Информация записывается в форме микроскопических ямок. Основа CD-R и CD-RW негладкая – сплошная спиральная канавка. Достоинства: компактность носителей, высокая надежность и долговечность CD [50 лет]^[66], меньшая чувствительность к загрязнениям, отсутствует чувствительность к электромагнитным полям.

DVD – физически имеет одну или 2 рабочие поверхности. Выпускаются два размера: 8 и 12 СМ в диаметре. Максимальный объем – 17Гб. Как и CD. [могут быть для однократной записи и многократного чтения ( R ), и для многократной записи и многократного чтения ( RW ) ]^[67]

Blue-Ray – диски схожи с предыдущими, но имеют большой объем хранящейся информации – более чем 25Гб.

• Накопитель на магнитных дисках.

Гибкие диски – это гибкий пластиковый диск в защитной оболочке. floppy disk drive. Объем хранимой информации мал – всего лишь 1,44 Мбайт. Со временем их вытеснили компакт-диски. В базовой комплектации отсутствует дисковод для чтения магнитных гибких дисков.

• Флеш- память^[68]

Особый вид полупроводниковой энергонезависимой перезаписываемой памяти. Для записи и стирания информации используются электрические сигналы. Это миниатюрная микросхема, которую поместили в миниатюрный корпус. Длительное хранение информации – до 100 лет, способность выдерживать механические нагрузки и её компактность быстро завоевала часть сегмента массового рынка. Также флешка потребляет значительно меньше энергии, примерно в 10-20 раз, чем оптические или магнитные дисководы.USB-флешки поддерживают защиту паролем и могут быть загрузочными.

• Устройства вывода информации.
• Видео карты и мониторы.

[Видеоконтроллер содержит: схему управления ЭЛТ, растровую память, (видеопамять, хранящую воспроизводимую на экране информацию и использующую поле видеобуфера в ОЗУ), сменные микросхемы ПЗУ(матрицы знаков, порты ввода-вывода.] ^[69]Современные видеокарты имеют различные наборы видеовыходов: VGA(D-SUB), DVI, DisplayPort (DP), HDMI, некоторые порты повторятся. Определенный порт и режима работы видеокарты смогут обеспечить вывод изображения с максимальным разрешением. [До 2048×1536 для D-SUB, до 2560×1600 (на каждый выход) для DVI, до 3840×2400 для DP и до 1920×1080 для HDMI.] ^[70] Профессиональные видеокарты с разъёмом DisplayPort 1.2 могут обеспечить разрешения до 4096×2160 с глубиной цвета до 30-бит с одного порта. Емкость видеопамяти, которая определяет количество хранимых пикселей и их атрибутов – важная характеристика при выборе видеокарты. Возможно использование нескольких видео карт. Видео адаптер может быть интегрирован с материнской платой или существовать в виде отдельной платы, которая подключается к слоту PCI Express x16. В старых ПК разъем – AGP. Видео карты, которые встроенные в процессор мы уже рассмотрели. Минусы – расходует основную оперативную память, плюсы – меньше суммарный нагрев, быстрее обмен информации с МП. Видеокарты потребляют до 300–400 Вт электроэнергии и выделять тепло при этом. Охлаждение процессора и памяти видеокарт выполняется радиатором с вентилятором (или без). [На жаргоне их часто называют «кулером» – от англ. cooler(охладитель, холодильник, радиатор, теплосъёмник)]. ^[71]

Видеомонитор, дисплей или просто монитор. Современный монитор состоит из экрана, блока питания и плат управления. Устройство для отображения графической и текстовой информации. Для подключения монитора используются разъёмы: если интегрированная видеоподсистема: DVI– цифровой выход на монитор и разъём VGA (D-SUB 15 pin) – аналоговый выход, не интегрированная, проходит через карту расширения, дополнительная видео-карта разъём DisplayPort и HDMI; размер экрана монитора измеряется в дюймах, по диагонали. Модели совершенно различны от 14 до 24 дюймов. Важная характеристика – частота кадровой развертки. Более подробно про то как влияет мерцание рассказывается в [учебнике для бакалавров]^[72]. Ещё необходимо отметить в характеристиках это наличие плоского или выпуклого экрана, уровень радиоизлучения, наличие защиты экрана от электростатических полей. В настоящее время широкое распространение за жидкокристаллическими мониторами. [Малый вес, небольшие размеры, низкое энергопотребление и отсутствие видимого мерцания – это основной ряд преимуществ перед мониторами на электро-лучевых трубках.]^[73] Одним из важных параметров ещё выделяют качество контрастность, изображения, яркость, угол обзора, время отклика. Длительная работа с экраном утомляет глаза пользователя. Это основная информация, которая необходима для ознакомления с устройством компьютера. Очень доступно материал по мониторам и принципам построения изображения изложен в [учебнике]^[74].

Мультимедиапроекторы. Предназначены для вывода информации на большой экран. Популярные технологии LCD (жидкокристаллическая матрица) и DLP (матрица микроскопических подвижных зеркал.

• Принтеры. [ Выводят информацию на бумагу]^[75] Здесь представлю краткую характеристику устройства, на мой взгляд, который больше всего можем оказаться подключенным к ПК. Более характеристику представляет [учебник для бакалавров.]^[76]

Матричные принтеры. Печатающая головка состоит из металлических стержней(иголок), расположенных в вертикальный ряд. Движение головки вдоль печатной строки. Иголки в нужный момент, через красящую ленту, ударяют по бумаге. Печатный листок с выпуклыми микродырочками. Краска распределяется ярко и вторую сторону уже проблематично напечатать, к тому же у принтера высокий порог шума.

Струйные принтеры. Изображение формируется с помощью сопел, которые выдувают микрокаплями специальные чернила на бумагу. Обеспечивает высокое качество печати. Легко можно вывести как черно белые, так и цветные изображения. Они требуют тщательного ухода