Файл: «Устройство персонального компьютера»(Структура и принципы работы персонального компьютера).pdf
Добавлен: 01.04.2023
Просмотров: 59
Скачиваний: 1
По мнению производителей винчестеров: 1 МБ = 106 = 1 000 000 байт, а реально: 1МБ = 220 = 1 048 576 байт.
Поэтому, например, диск объемом 1000 ГБ (по данным производителя) на самом деле имеет емкость 953,7 ГБ.
От показателя скорости вращения диска зависят скорость доступа и чтения данных. Чем выше эта скорость. тем быстрее вращаются магнитные диски внутри корпуса HDD и тем быстрее происходит чтение и запись информации. Чаще всего можно встретить жёсткие диски со скоростью вращения 5400 (диски большого объёма) и 7200 об/мин. Сегодня стандарт – 7200 об/мин.
Скорость чтения данных для современных жестких дисков не превышает 50 МБ/с.
Среднее время доступа измеряется в миллисекундах и 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 мс, для дисков с частотой 7200 об/мин – 7-8 мс.
Кэш-память – быстрая «буферная» память небольшого объема, в которую компьютер помещает наиболее часто используемые данные. Это нужно для того, чтобы информация не считывалась с дисковой пластины при каждом запросе. В результате достигается более высокая скорость обработки данных. Чем больше размер кэша, тем лучше. Распространены винчестеры с объёмом кэша 8, 16, 32 и 64 МБ.
Современный винчестер имеет объем от 160 ГБ, буфер – от 8 МБ, время доступа менее 9 мс, скорость интерфейса передачи данных – от 300 МБ/с, скорость вращения – 7200 об/мин у обычных дисков (до 15 000 об/мин у дисков для серверов). Сегодня уже выпускаются жесткие диски объемом 3000 ГБ. Основные производители дисков: Fujitsu, Hitachi, Maxtor, Samsung, Seagate, Toshiba и Western Digital [14, с. 217].
Пример некоторых технических характеристик жестких дисков, приводимых на сайтах Internet-магазинов компьютерной техники (табл. 3).
Таблица 3
Пример некоторых технических характеристик жестких дисков
|
Накопитель HDD |
|
|
Форм фактор |
3,5” |
|
Объем |
5000 Гб |
|
Скорость вращения |
5400 |
|
Интерфейс |
SATA 6Гб/с |
|
Объем буфера |
64 Мб |
|
Скорость чтения |
170 Мб/с |
|
Скорость записи |
170 Мб/с |
Видеокарта (видеоадаптер) — это одна из самых сложных дополнительных компьютерных плат (рис. 14) на материнской плате, ведь работа с обычной двухмерной графикой и тем более создание объёмных реалистичных изображений — одна из самых трудных задач, решаемых компьютером [14, с. 219].
Рисунок 14 - Внешний вид видеокарты
Видеокарта взяла на себя функции видеоконтроллера, видеопроцессора и видеопамяти. Для обработки поступающей видеоинформации и вывода её на экран на видеокарте есть специальная микросхема — видеопроцессор (GPU — Graphic Processing Unit). Кроме видеопроцессора на видеокарте имеется собственная оперативная память объёмом до 32–64 Мб для работы с информацией, выводимой на экран.
Видеокарта характеризуется следующими параметрами.
Частота обновления экрана (частота кадров) должна быть не меньше, чем у монитора (100–120 Гц, т. е. 100–120 обновлений в секунду).
Разрешение экрана (количество точек по вертикали и горизонтали) связано с количеством информации, которую можно отобразить на экране; чем разрешение больше, тем больше информации, но тем меньше размер каждой отдельной точки. Для любого размера монитора существует своё оптимальное разрешение экрана, которое должна обеспечить видеокарта, например, 17-дюймовый монитор имеет оптимальное разрешение 1024*768 точек.
Цветовое разрешение (глубина цвета) определяет количество цветов, которые могут отображаться на экране одновременно. Если разрешение экрана велико, то большее количество видеопамяти расходуется на хранение информации о яркости точек экрана, и на информацию о цвете памяти уже не хватит.
Поэтому максимально возможное цветовое разрешение зависит от установленного разрешения экрана и от объёма видеопамяти. Современные видеокарты стандарта SVGA обеспечивают воспроизведение по 16,5 млн цветов (режим True Color — «реальный цвет»). Работа в полноцветном режиме True Color требует значительного объёма видеопамяти (минимум 16 Мбайт).
Видеоускорение — одно из свойств видеокарты, заключающееся в том, что часть вычислений по построению изображений происходит не в основном процессоре компьютера, а в чипсете видеоускорителя. Видеоускорители могут либо входить в состав видеокарты, либо поставляться в виде отдельной платы, устанавливаемой на материнской плате и подключаемой к видеоадаптеру. Различают видеоускорители плоской (2D) и трёхмерной (3D) графики [14, с. 223].
Плата видеокарты подключается к материнской плате через специальный слот стандарта AGP.
Видеокарта также может быть интегрированной (встроенной) в материнскую плату. Такие устройства, как правило, уступают устройствам, выполненным на отдельных дополнительных платах.
Важным моментом функционирования видеокарты является возможность ввода/вывода видеосигнала. Видеовыход (TV-out) позволяет вывести изображение с компьютера на экран телевизора, записать его на видеомагнитофон, а видеовход (TV-in) — передавать информацию в компьютер с видеокамеры и видеомагнитофона для последующего редактирования.
Видеосигнал передаётся через специальные видеопорты D-sub (стандартный для передачи видеоинформации к монитору или проектору), S-Video (для выхода на телевизор) и DVI (цифровой порт, улучшенный по качеству для передачи видеоинформации к монитору или проектору).
Поддержка приёма телепередач сегодня тоже не редкость. Встроенный в видеокарту тюнер (устройство для приёма телевизионных сигналов и вывода их на монитор) не всегда корректно работает со стандартом телевещания SECAM, обычным для телевизора. Лучше использовать отдельные платы телевизионных тюнеров, устанавливающиеся в отдельный PCI-слот.
Если видеокарта оснащена DVD-чипом (процессор, отвечающий за обработку видеопотока в формате DVD), то появляется возможность просмотра видеофильмов в этом формате [14, с. 225].
3. Внешние (периферийные) устройства персонального компьютера
3.1. Специализированные интерфейсы внешних устройств
Периферийные устройства ПК предназначены для выполнения вспомогательных операций. Благодаря им компьютерная система приобретает гибкость и универсальность. Внешние устройства подключаются к портам ввода/вывода, размещаемым на системной плате компьютера, рис. 15, 16. Управление внешним устройством выполняет контроллер порта, к которому это устройство подключено.
Рисунок 15 - Стандартизованные интерфейсы (порты) ПК
Параллельный порт (LPT) (25-контактный разъем) – предназначен для подключения принтера, сканера и др. До недавнего времени отличался сравнительно высокой скоростью передачи данных. В последнее время применяется не очень часто и может отсутствовать на современных системных платах [1, с. 327].
Последовательный порт (COM) имеет меньшую скорость и годится для подключения медленных устройств, например, мыши. В последнее время применяется не очень часто, а на современных платах отсутствует, как устаревший.
Порт PS/2 используется для подключения клавиатуры (PS/2 Keyboard) и мыши (PS/2 Mouse).
Порт USB. Универсальный порт, предназначенный для подключения практически любого устройства - от мышки до принтера и сканера. Отличается не только высокой скоростью, но и тем, что USB-устройства могут подключаться к компьютеру «по цепочке» (до 127 устройств на один порт). Конечно, в том случае, если у каждого «звена» имеется свой USB-порт или USB-хаб на несколько портов одновременно. Единственное правило, которое следует соблюдать при работе с USB – первыми в цепочке должны быть самые производительные устройства: принтер, сканер, колонки, накопители. А в самом конце цепочки – медленные клавиатура и мышь. Еще одно важное качество USB – этот интерфейс позволяет подключать к компьютеру любые устройства без перезагрузки системы, «горячим» способом. Это соответствует идеологии Plug and Play – «включи и работай».
Разъемы звукового адаптера. Каждая системная плата оснащается встроенным звуковым адаптером. Соответствующие разъемы используются для подключения колонок, микрофона и других аудиоустройств.
VGA. Аналоговый порт, служит для подключения монитора. Будет присутствовать при наличии интегрированного (встроенного) видеоадаптера.
DVI. Цифровой порт, предназначен для передачи видеоизображения на цифровые устройства отображения, такие как жидкокристаллические мониторы и проекторы [1, с. 329].
HDMI (High-Definition Multimedia Interface). Мультимедийный интерфейс для передачи высококачественного цифрового видео и звука, позволяет передавать видео в формате Full HD (HDTV – 1920*1080).
eSATA. Порт для подключения внешних жестких дисков и других устройств с интерфейсом Serial ATA.
Ethernet (LAN). В большинстве плат имеется один или два разъема для подключения к локальным сетям стандарта Ethernet.
Wi-Fi. Широкое распространение получили беспроводные сети по стандарту IEEE 802.11. Некоторые модели системных плат имеют встроенные адаптеры для работы в таких сетях.
Bluetooth. Еще один вариант беспроводного интерфейса, который чаще всего используется для подключения к компьютеру мобильных устройств, имеющих Bluetooth-интерфейс. Далеко не у каждой системной платы есть встроенная поддержка Bluetooth, но эта проблема легко решается установкой адаптера USB Bluetooth.
Рисунок 16 - Порты ввода/вывода ноутбука
В зависимости от назначения периферийные устройство можно разделить на следующие группы [1, с. 331]:
- Устройства ввода данных,
- Устройства вывода данных,
- Устройства для хранения данных,
- Устройства для обмена данными.
Клавиатура – устройство ввода знаковых данных.
Устройства командного управления (манипуляторы):
- Мышь. Перемещение мыши по плоской поверхности синхронизировано с перемещением графического объекта (указателя мыши) на экране монитора.
- Тачпад – сенсорная пластина, реагирующая на движение пальца пользователя по поверхности. Удар пальцем по поверхности воспринимается как нажатие кнопки. Недостатком тачпадов является невысокая точность.
Для компьютерных игр и в некоторых специальных имитаторах применяются манипуляторы рычажно-нажимного типа (джойстики) и аналогичные им джойпады, геймпады и штурвально-педальные устройства. Устройства для ввода графических данных [1, с. 333].
Устройства для ввода графических данных:
- Сканер (англ. scanner, от scan «пристально разглядывать, рассматривать») — это устройство ввода, которое, анализируя какой-либо объект (обычно изображение, текст), создаёт цифровую копию изображения объекта. Процесс получения этой копии называется сканированием.
- Графический планшет (от англ. graphics tablet или graphics pad, drawing tablet, digitizing tablet, digitizer — дигитайзер, диджитайзер) — это устройство для ввода информации созданной от руки непосредственно в компьютер. Состоит из пера и плоского планшета, чувствительного к нажатию или близости пера. Такие устройства удобны для художников и иллюстраторов, так как позволяют создавать экранные изображения привычными приемами, наработанными для традиционных инструментов (карандаш, перо, кисть).
Веб-камера (также вебкамера) — малоразмерная цифровая видео- или фотокамера, способная в реальном времени фиксировать изображения, предназначенные для дальнейшей передачи по сети Интернет (в программах типа Skype, Instant Messenger или в любом другом видеоприложении).
Рисунок 17 - Устройства ввода данных
Монитор – оборудование для визуального отображения текстовой и графической информации, преобразует цифровую и (или) аналоговую информацию в видеоизображения [1, с. 335].
Монитор с электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ). Размер экрана по диагонали в дюймах (обозначается "): 15, 17, 19 и 21" (для работы с графикой — минимум 17"–19").
Количество точек на экране по горизонтали и вертикали (разрешение экрана): 800*600 (минимальные, но 15-дюймовый монитор большего дать не сможет), 1024*768 (нормальное для 17-дюймового монитора), для 19-дюймового монитора и больше: 1280*1024, 1600*1200, 1800*1440, 1920*1440 и даже 2048*1536.
Частота обновления экрана (частота кадровой развёртки) в герцах (Гц, или Hz): 75–120 Hz. Чем она больше, тем меньше устают глаза, так как перестают замечать мелькание кадров. Минимально необходимая для этого частота 85 Гц. Обычно 2-й и 3-й параметры записывают вместе так: 1024*768/ 85 Hz.
Минимальный размер точки, в миллиметрах (mm): 0,24–0,2 mm; чем он меньше, тем лучше разрешение и лучше видны мелкие детали изображения.
Соответствие требованиям безопасности (минимизация облучения при работе с монитором и энергосбережение) обозначается как ТСО плюс последние две цифры, указывающие год принятия стандарта. Со временем требования ужесточаются и соответствие более позднему стандарту безопаснее и экономичнее при работе. Бывают ТСО95, ТСО99, ТСО03.