Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Клавіатура, миші та трекболи

Архітектура сучасних персональних комп’ютерів

 

Будь-який сучасний IBM PC - сумісний персональний комп’ютер складається з системного блока, монітора (дисплея) і клавіатури (мал.1.6).

Такий склад пристроїв персонального комп’ютера прийнято називати “стандартна конфігурація” ПК [1,2].

 

Мал.1.2 Конфігурація ПЕОМ

 

Якщо до складу ПК входять інші пристрої, такі як, наприклад, принтери, модеми, сканери, миші, трекболи, плоттери, джойстики тощо, то таку конфігурацію ПК можна назвати “розширеною”.

Дамо стислу характеристику основних складових частин ПК.

 

Системний блок

Системний блок ПК містить в собі системну плату з основними електронними компонентами комп’ютера, приводи різноманітних накопичувачів, інші плати, блок живлення комп’ютера тощо.

На системній платі комп’ютера розташовані основні електронні компоненти комп’ютера: мікропроцесор (МП), оперативна пам’ять (ОП), BIOS (базова система введення-виведення), допоміжні мікросхеми тощо.

Існують IBM PC - сумісні персональні комп’ютери, у яких на одній системній платі розміщені всі необхідні для роботи комп’ютера елементи. Такі плати називають All-in-One (“все на одній”). Але більшість ПК мають такі системні плати, на яких розміщені лише основні вузли, а елементи зв’язку наприклад, з монітором, накопичувачами та іншими периферійними пристроями відсутні. У такому випадку відсутні елементи розміщуються на окремих печатних платах, які потім вставляються у спеціальні розніми розширення. Тоді системну плату називають “материнською” , а додаткові плати - “дочірніми”. Функціональні пристрої, які виконані на “дочірніх” платах, часто називають “контролерами”, або “адаптерами”, а самі дочірні плати - “платами розширення”. Розніми розширення, у які вставляються дочірні плати, зв’язуються один з одним на материнській платі сукупністю паралельних провідників, які слугують для передачі даних і адрес, сигналів управління. Електричні, логічні та часові характеристики всіх цих сигналів завжди відповідають деякому визначеному стандарту - стандарту системної шини, про який мова піде пізніше.

Мікропроцесори. Найважливіший компонент будь-якого персонального комп’ютера - це його мікропроцесор (МП). МП, як правило, являє собою НВІС - надвелику інтегральну мікросхему, реалізовану на одному напівпровідниковому кристалі, яка може виконувати функції центрального процесора. Часто МП називають чіпами (CHIP). Ступінь інтеграції МП визначається розмірами кристалу і кількістю реалізованих у ньому транзисторів (від сотен тисяч до декількох мільйонів). Сьогодні безумовним лідером по створенню сучасних МП є фірма Intel (INTegrated Electronics).

До обов’язкових компонентів МП відносяться арифметико-логічний пристрій (АЛП) і пристрій управління (ПУ). МП характеризується тактовою частотою, довжиною слова або розрядністю ( внутрішньою та зовнішньою), архітектурою та набором команд. Під архітектурою МП розуміють регістри, стеки, систему адресування, а також типи даних, які обробляються процесором. Звичайно використовуються наступні типи даних (для 16-бітового МП): біт (один двійковий розряд), байт (8 бітів), слово (16 бітів), подвійне слово (32 біта). Якщо ж МП 32 - бітовий, то слово для нього складається з 32 бітів, а подвійне слово - з 64 бітів. Зараз існують вже 64 бітові і навіть 128 - бітові процесори.

Набір команд або інструкцій МП складається з команд для арифметичних дій, логічних операцій , операцій передачі даних, операцій передачі управління тощо.

З зовнішніми пристроями МП може спілкуватися завдяки своїм шинам адреси даних на управління, які виводяться на зовнішні контакти мікросхеми. При цьому кількість зовнішніх виводів МП може не співпадати з розрядністю його внутрішніх регістрів. Так мікропроцесор з 32 - розрядними регістрами може мати 20 або 16 зовнішніх ліній даних, по яких він веде обмін даними з пам’яттю. Слід зауважити, що обсяг фізично адресованої пам’яті МП визначається розрядність зовнішньої шини адреси як 2 до степені N, де N - кількість адресних ліній.

У подальшому ми будемо користуватися такими поняттями як вище згаданний регістр, периферія, порт, співпроцесор.

Регістр - це сукупність бістабільних пристроїв (тригерів з двома стабільними станами), які призначені для збереження двійкової інформації і до яких легко дістатися . Зрозуміло, що в регістрі з N - тригерів можна запам’ятати слово з N бітів інформації.

Периферія - це сукупність будь-яких зовнішніх по відношенню до мікропроцесора пристроїв, які мають з ним інформаційний обмін (введення-виведення даних).

Порт - це деякий пристрій або схема, який складений з одного або декількох регістрів введення-виведення і який дозволяє підключити деякий периферійний пристрій до зовнішніх шин мікропроцесора. У персональному комп’ютері кожен порт має свій унікальний номер, який є за сутністю адресою регістра введення-виведення. При цьому адресні простори основної пам’яті і портів введення-виведення не повинні перетинатися.

Для запису адрес основної пам’яті, номерів портів тощо в сучасних комп’ютерах використовується шістнадцяткова система числення. На відміну від десяткових, шістнадцяткові числа після останньої цифри повинні мати літеру “h” (Hexadecimal - шістнадцятковий).

Співпроцесор - це спеціалізована мікросхема, призначення якої виконувати математичні обчислення над числами з плаваючою крапкою. Першим математичним співпроцесором для IBM PC був NDP (Numerical Data Processor або MCP - Math CoProcessor) Intel 8087 фірми Intel, розроблений ще у 1980 році. Цей співпроцесор має свою історію розвитку так як і співпроцесори інших відомих фірм AMD, C&T, ITT, Cyrix, Weitek тощо.

Для довідок наведемо Таблицю 1.5 порівняльних характеристик мікропроцесорів фірми Intel. У цій таблиці MIPS (Million Instruction Per Second) означає середню швидкодію мікропроцесора, яка виражена в мільйонах інструкцій за секунду.

 

Таблиця 1.5

Порівняльні характеристики мікропроцесорів фірми Intel

Модель МП Тактова частота: МГц Розмір внутрішньої кеш-пам’яті: Кбайт Співпроцесор Intel Швидкодія: MIPS
80088 або 8086 4.77 - 0.33
80088 або 8086 - 8087 - 2 0.80
80088 або 8086 - 8087 - 1 1.20
8,12,16,20 - 287XL, 287XLT 1.2 - 2.2
80386SX - 387SX-16  
80386SX - 387SX-20  
80386SX - 387SX-25  
80386DX 16,20,25,33 - 387DX 6.00 - 12.00
486SX 25,33 - 387SX 10.5 - 12.5
486DX Внутрішній 16.5
486DX2 25/50 Внутрішній 16.5 - 23.0
486DX4 25/75, 33/100 Внутрішній 32.0 - 45.0
Pentium 60/90, 66/100, 60/150 Внутрішній 112.0 - 150.0
             

 

Pentium II Внутрішній 263.0  
Pentium II 300, 333, 350, 400, 450 Внутрішній _
Pentium 150MMX Pentium 166MMX     Внутрішній   Внутрішній  
         
Celeron Celeron A   300,333 - Внутрішній Внутрішній _ _

Пам'ять. Персональні комп’ютери використовують різні види пам’яті: оперативну(внутрішню), кеш-пам’ять,постійну і зовнішню.

Оперативна пам’ять призначена для зберігання змінної інформації, тобто вона допускає зміну свого вмісту під час виконання мікропроцесором обчислювальних операцій. Цей вид пам’яті забезпечує режими запису, читання і зберігання інформації. Так як у будь-яку миттєвість часу доступ може виконуватися до будь-якої комірки пам’яті, то цей вид пам’яті називають пам’яттю з довільною вибіркою RAM (Random Access Memory). Для побудови запам’ятовуючих пристроїв типу RAM використовують мікросхеми статичної (SRAM - Static RAM) та динамічної (DRAM - Dynamic RAM) пам’яті. Найбільше розповсюдження зараз одержали 30 - контактні мікромодулі пам’яті ємністю 256 Кбайт, 1 Мбайт, 4 Мбайт, а також 72 контактні модулі ємністю 512 Кбайт, 2 та 8 Мбайт (SIMM72 та DIMM72).

 

Постійна пам’ять. Постійна пам’ять звичайно утримує інформацію, яка не повинна змінюватися під час виконання мікропроцесором обчислень по програмі. Така пам’ять має назву ROM (Read Only Memory), яка вказує на те, що ця пам’ять забезпечує тільки режими читання та збереження інформації. Постійна пам’ять має таку особливість, як збереження інформації при відключенні живлення.

 

Кеш-пам’ять(буферна пам’ять) сучасних комп’ютерів призначена для узгодження швидкості роботи повільних пристроїв, таких, як динамічна пам’ять з більш швидким мікропроцесором. Це дає змогу виключити періоди чекання в роботі МП з оперативною пам’яттю, які знижували б швидкодію всієї системи. В IBM PC - сумісних комп’ютерах технологія використання кеш-пам’яті використовується для обміну даними між процесором і оперативною пам’яттю, а також між оперативною пам’яттю і накопичувачами на змінних і незмінних носіях (дискетки, компакт-диски, жорсткі магнитні диски), тобто з зовнішньою пам’яттю.

BIOS i CMOS RAM. Базова система введення-виведення BIOS (Basic Input Output System) в IBM PC - сумісних комп’ютерах реалізована у вигляді однієї, або двох мікросхем, які встановлені на системній платі комп’ютера. Вона включає в себе цілий комплекс програм введення-виведення, дякуючи яким операційна система і прикладні програми можуть співпрацювати як з різними пристроями комп’ютера, так і з пристроями, які підключаються до нього. Крім того, BIOS містить в собі також програму тестування комп’ютера POST (Power-One-Self-Test) і програму початкового завантажувача. Ця остання програма потрібна для завантаження операційної системи з відповідного накопичувача.

Системна BIOS в комп’ютерах, побудованих на мікропрцесорах Intel 80286 і вище, нероздільно пов’язана зі скороченням CMOS RAM (Complementary-Metal-Oxide-Semiconductor RAM). CMOS RAM - це так звана “незмінна” пам’ять, в якій зберігається інформація про поточні показники годинника, значення часу для будильника, конфігурацію комп’ютера: обсяг пам’яті, кількість і тип накопичувачів, тип монітора тощо, тобто тієї інформації, яка потрібна програмним модулям системи BIOS.

В системі BIOS є програма SETUP, з допомогою якої можна змінити, при необхідності, вміст CMOS - пам’яті.

Допоміжні мікросхеми. Хоча мікропроцесор і пам’ять є головними компонентами системної плати, але самі по собі вони ще не є весь комп’ютер. Для створення справжньої мікропроцесорної системи необхідні такі допоміжні мікросхеми, як генератор тактів, таймер, різноманітні контролери, буфери адрес і даних тощо. Всі вони реалізовані, як VLSI (Very Large-Scale Integration, або надвеликі інтегральні схеми). Ці схеми системних та периферійних контролерів (VLSI) називають також набором мікросхем, або chipset (чіпсет).

Більшість логічних елементів комп’ютера виконані так, що вони повинні працювати синхронно, тобто по заздалегідь визначеним тактовим сигналам. Саме генератор тактової частоти виробляє спеціальні імпульси, які служать для відліку часу всіх пристроїв на системній платі. Головним елементом цього генератора є кристал кварцу, який має резонансну частоту великої стабільності. Імпульси тактової частоти використовуються в ком’ютері, наприклад для синхронізації роботи мікропроцесора і системної шини. Слід відзначити, що частота тактових імпульсів багато в чому визначає швидкодію (продуктивність) роботи мікропроцесора, а отже і всього комп’ютера в цілому.

Набори допоміжних мікросхем випускають багато фірм, однією з яких є фірма Intel. До більшості наборів входить периферійний контролер, наприклад, мікросхема 82С206 або інша їй подібна. Функціонально така мікросхема включає два контролера переривання типу 8259, два контролера прямого доступу до пам’яті типу 8237, таймер типу 8254, годинник реального часу та більше ніж 100 байтів CMOS RAM для збереження системної конфігурації.

Системні і локальні шини. Системна шина служить для передачі інформації між мікропроцесором і іншими електронними компонентами комп’ютера. Системна шина - це сукупність сигнальних ліній різного призначення (лінії даних, адреси, управління). Передачею інформації по шині керує пристрій, який називають арбітром шини.

Системна шина перших IBM PC та IBM PC/XT була призначена для одночасної передачі тільки 8 бітів інформації, так як МП Intel 8088 мав 8 ліній даних. Крім того, системна шина включала 20 адресних ліній, які могли забезпечити адресний простір до 1 Мбайта.

Для роботи з зовнішніми пристроями ця шина мала 4 лінії апаратних переривань (IRQ) і 4 лінії для забезпечення зовнішнім пристроям прямого доступу до пам’яті (DMA, Direct Memory Acces). Системна шина та мікропроцесор синхронізувались від тактового генератора з частотою 4.77мгц. Таким чином, теоретична швидкість передачі даних досягала 4.5 Мбайт/c.

Для комп’ютерів PC/AT на МП Intel 80286 вперше стали використовувати нову системну шину ISA (Industry Standard Architecture), кількість адресних ліній збільшено на 4, а даних на 8. Таким чином, стало можливим передавати паралельно 16 розрядів даних, а завдяки 24 адресним лініям адресувати 16 Мбайтів оперативної пам’яті. Кількість ліній апаратних переривань досягла 15, а каналів DMA - 7. Системні плати з шиною ISA допускали можливість синхронізації роботи шини і мікропроцесора різними тактовими частотами, що дозволяло пристроям, виконаним на платах розширення, працювати повільніше, ніж базовий МП. Це стало особливо актуальним, коли тактова частота мікропроцесора перевищувала 10-12 МГц. При цьому шина ISA працювала асинхронно з мікропроцесором на частоті 8мгц, що дозволяло теоретично підняти швидкість передачі даних до 16 Мбайтів/с.

З появою 32 - розрядних мікропроцесорів Intel 80386 i 80486 стало очевидним, що шина ISA свої можливості вже вичерпала. Було розроблено новий стандарт шини для IBM PC - сумісних комп’ютерів (EISA, Extended Industry Standard Architecture). Шина EISA дозволяє адресацію 4 - гігабайтного адресного простору, а теоретична максимальна швидкість по ній може досягати 33 Мбайтів/c. Проте тактовою частотою шини EISA залишилися 8-10 Мгц, тоді коли мікропроцесор працював на частотах 25, 33 і більше мегагерц.

Для підвищення швидкодії ПЕОМ були знайдені нові підходи. Один із них - це використання так званих локальних шин (Local bus), які зв’язують мікропроцесор з контролерами периферійних пристроїв. Були розроблені 3 стандарти для локальних шин: VL-bus (або VLB) асоціації VESA (Video Electronics Standards Association), PCI (Peripheral Component Interconnect) фірми Intel та PCMCIA (Personal Computer Memory Card International Association). Всі ці шини призначені для одного - підвищення швидкодії комп’ютера за рахунок підвищення тактової частоти роботи таких периферійних пристроїв як відеоадаптери та контролери накопичувачів до 33 Мгц і вище.

Нещодавно були прийняті нові стандарти для локальних шин: PCI-2 та AGP(Advanced Graphics Port). Перший з них дозволяє підвищити частоту передачі сигналів по локальній шині до 66 Мгц, другий – до 133 Мгц.

 

Накопичувачі

Для зберігання програм і даних в ІВМ РС - сумісних персональних комп’ютерах використовують різноманітні накопичувачі. Загальна ємність таких накопичувачів у сотні і тисячі разів більша ніж ємність оперативної пам’яті. Накопичувач можна розглядати як сукупність носія і відповідного приводу. Ось чому накопичувачі бувають з змінним і з незмінним носієм. В залежності від типу носія всі накопичувачі підрозділяються на накопичувачі на магнітній стрічці і накопичувачі на дисках. Перші також носять назву “накопичувачі послідовного доступу”: за способом запису і читання інформації на носієві дискові накопичувачі бувають магнітними, оптичними, магнітооптичними. Серед дискових накопичувачів виділяють:

*накопичувачі на гнучких магнітних дисках;

*накопичувачі на незмінних жорстких магнітних дисках (вінчестери);

*накопичувачі на магнітнооптичних дисках;

*накопичувачі на оптичних дисках з одноразовим записом і багаторазовим читанням WORM (Write Once Read Many);

* накопичувачі на оптичних компакт-дисках CD-ROM (Compact Disk Read Only Memory);

Вінчестери. Практично всі IBM PC - сумісні комп’ютери мають у своєму складі хоча б один накопичувач на жорсткому незмінному диску або вінчестері, поява якого має свою історію.

В 1973 році фірма ІВМ розробила перший жорсткий диск, який міг зберігати до 16Кбайт інформації. Так як цей диск мав 30 доріжок, кожна з яких була розбита на 30 секторів, то спочатку цей пристрій мав назву “30/30”. По аналогії з автоматичними гвинтівками, які мали калібр 30/30 жорсткі диски одержали прізвисько “вінчестер”. Перші вінчестери мали щільність запису до 300 доріжок/дюйм і 5600 біт/дюйм.

Сьогодні мова йде про щільність запису 610Гбайт на квадратний дюйм. Під час запису цифрова інформація (у вигляді нулів і одиниць) перетворюється в змінний електричний струм, який подається на магнітну голівку запису-читання. Так як магнітне покриття диска являє собою велику кількість дуже малих областей спонтанної намагніченості (доменів), то під дією зовнішнього магнітного поля, яке створюється голівкою, власні магнітні поля доменів орієнтуються у відповідності з його напрямком. Після зняття зовнішнього поля на поверхні диска в результаті запису інформації залишаються зони залишкової намагніченості у формі концентричних кіл - це і є магнітні доріжки. Сукупність таких доріжок, розміщених на всіх робочих поверхнях дисків, називається циліндром. Концентричні доріжки розбиваються на дуги (так звані сектори), які є однією з основних одиниць запису інформації на жорсткий диск. Для підвищення числа бітів записаних на одній доріжці використовуються різні методи кодування і запису даних.

Мал.1.3. Вінчестери

 

Поверхня тільки-но виготовленого магнітного носія не підготовлена до роботи. Для того щоб на магнітному носієві одержати потрібну структуру диска (доріжки, циліндри, сектори) над ним повинна бути виконана операція, яка має назву фізичного (physical) , або низького рівня (low-level) форматування. Під час виконання цієї процедури контролер МД записує на носій службову інформацію, яка визначає розмітку циліндрів диска на сектори і нумерує їх. Як правило, структура формата включає в себе байти синхронізації, які вказують на початок кожного сектора, ідентифікаційні заголовки, які складаються з номерів голівки, сектора і циліндра, а також байтів циклічного контролю парності (CRC, Cyclic Redundancy Check) і коди, які призначені для пошуку помилок (ECC, Error Correction Code). До форматування низького рівня відносять також маркировку дефектних секторів для того, щоб виключити звертання до них у процесі експлуатації диска.

Крім своїх геометричних розмірів вінчестери характеризуються такими параметрами як ємність, середній час доступу до даних, швидкість передачі даних, середній час безвідмовної роботи. Ємність диска вимірюється у мегабайтах, середній час доступу до даних на диску вимірюється у мілісекундах, швидкість передачі даних (внутрішня і зовнішня) вимірюється у мегабітах або у мегабайтах за секунду, а середній час безвідмовної роботи у тисячах годин (наприклад 200 000 годин, тобто більше ніж 20 років).

Ще однією важливою характеристикою накопичувачів є їх спосіб підключення до комп’ютера (інтерфейс). Так, для підключення накопичувачів до IBM PC - сумісних комп’ютерів сьогодні використовуються інтерфейси IDE (Integrated Drive Electronics), ATA (AT Attachment), SCSI (Small Computer System Interface).

 

Інтерфейс IDE.Інтерфейс IDE був запропонований для користувачів IBM PC/XT та PC/AT - сумісних комп’ютерів влітку 1988 року фірмою Conner Peripherals. В його розробці взяли участь фірми CDC, Compaq Computers та Western Digital. Були розроблені версії IDE для 16 -ти і для 8 - розрядних варіантів шини ISA.

Розповсюдженість IDE накопичувачів у багато чому пояснюється їх так званою “прозорістю”, яка означає те, що для установки подібного пристрою на ПК не потрібні спеціальні драйвери, тому що вони підтримуються на рівні системного BIOS і інтерфейса IDE. Проте великим недоліком IDE - накопичувачів є їх обмежена ємність. Пояснимо це.

BIOS   IDE   BIOS   IDE   BIOS   IDE
1024          

           
     

1024
16
63
E=1024*16*63*512=504Мбайтів

 
 

 


Мал. 1.4. Максимальна ємність накопичувача з IDE інтерфейсом

 

Відомо, що ємність IDE - накопичувача визначається кількістю магнітних голівок (H), циліндрів (С) і секторів на доріжці (S). Так як MS-DOS опрацьовує сектори з розміром 512 байтів, то ємність IDE - накопичувача визначається за формулою:

E=C*H*S*512

Відомо також, що при роботі з дисками BIOS має наступні обмеження: по кількості циліндрів - до 1024, по кількості голiвок - до 255 і по кількості секторів - до 63 у форматі CHS (Cylinder, Head, Sector). Таким чином, на рівні BIOS можуть бути підтримані накопичувачі з сумарною ємністю до 8,4 Гбайтів. Визначимо ємність накопичувача, яким управляють BIOS і IDE працюючи разом. Для цього зобразимо їх обмеження у форматі CHS і визначимо “вузькі місця”:

Е=1024*16*63*512=504 Мбайтів.

Звідси стає зрозумілим, чому IDE - накопичувачі не можуть мати ємність більшу ніж 504 Мбайтів. Швидкість обміну IDE - накопичувачів досягає 5 - 10 Мбайтів/с.

 

Інтерфейс ATA. Цей інтерфейс являє собою подальший розвиток інтерфейсу IDE, який у 1990 році був стандартизований під назвою АТА (AT Attachment). Його називають також AT - Bus, PC AT, Task File і навіть IDE. Звідси випливають недоліки цього інтерфейсу (ті ж, що і у IDE), тобто загальна ємність АТА - накопичувачів не може бути більшою ніж 1 Гбайт (2*504 Мбайтів на один накопичувач).

Порівняно недавно фірма Western Digital розробила нову специфікацію під назвою Enhanced IDE, яка після стандартизації одержала назву Fast ATA-2. Ця специфікація дозволяє опрацьовувати накопичувачі з сумарною ємністю до 8 Гбайтів і збільшити швидкість обміну АТА - накопичувачів до 16.7 Мбайтів/с. Крім того цей інтерфейс дозволяє підключати до чотирьох приводів жорстких дисків або приводи CD-ROM і стрімери.

 

Інтерфейс SCSI. Інтерфейс SCSI було розроблено ще наприкінці 70-х років консорціумом Shugart Associates під назвою SASI (Shugart Associates System Interface). Після його стандартизації у 1986 році він дістав ім’я SCSI (читається “сказі”) цей інтерфейс став одним із найпоширених промислових стандартів для підключення до комп’ютерів таких периферійних пристроїв як вінчестери, стрімери, змінні жорсткі та оптичні диски тощо. Так як SCSI виконує паралельну пересилку даних, то це дозволяє йому суттєво збільшити швидкість обміну даними. До шини SCSI можна підключати до 8 різних пристроїв як ведучих так і ведомих. Фізично SCSI - шина являє собою плоский кабель з 50-контактними рознiмами для підключення периферійних пристроїв. Одним з цих пристроїв є основним (хост) адаптер SCSI. Шина SCSI має 8 ліній даних, які доповнюються лінією парності і 9 ліній для сигналів управління. По цій шині можна виконувати як синхронні так і асинхронні передачі даних. Швидкість передачі даних по 8 - розрядній SCSI-шині досягає 1.5 Мбайтів/с в асинхронному і 3-4 Мбайтів/с в синхронному режимах.

Подальшим розвитком специфікації SCSI став стандарт SCSI-2, до якого були включені команди підтримки таких пристроїв як приводи СD-ROM, сканери, комутаційні пристрої, оптичні накопичувачі тощо.

Для підвищення швидкодії інтерфейсу до специфікації SCSI-2 було введено так званий “широкий” (Wide) варіант шини даних доповненоi 24 інформаційними лініями. Це так званий стандарт Wide SCSI-2. У цьому випадку 8-розрядні пристрої продовжують співпрацювати по шині SCSI, яка використовує 50-дротовий кабель (кабель А), а пристрої, які мають більшу розрядність зв’язані додатковим 68-дротовим кабелем (кабель Б). Підключення контролер - вінчестери з інтерфейсом SCSI зображено на наступному малюнку (мал.1.5).

 

Управління/Дані Кабель А (50)

Кабель Б (68)

 

Мал.1.5. Підключення “контролер SCSI - вінчестери”

 

Після збільшення тактової частоти у два рази “швидкісний” (Fast) режим передачі даних SCSI-2 збільшив свою швидкодію до 10 Мбайт/с. А одночасне використання FAST-режиму і Wide SCSI-2 (32 розряди) теоретично збільшує продуктивність шини передачі даних до 40 Мбайт/с.

Накопичувачі на гнучких магнітних дисках. Сьогодні більшість IBM PC - сумісних комп’ютерів оснащується приводами для змінних гнучких магнітних дисків (НГМД). Носієм інформації в таких накопичувачах є невеликі гнучкі пластикові диски з магнітним покриттям (див. мал.1.6), які містяться в спеціальному жорсткому паперовому конверті (діаметр диска 5.25 дюйма або 133 мм.) або у пластмасовому корпусі (діаметр диска 3.5 дюйма або 89 мм):

 

 

 

 

Мал.1.6. Гнучкі магнітні диски ПЕОМ

 

Характеристики найбільш розповсюджених зараз гнучких дисків наведені у Таблиці 1.7, де скорочення означають: DD (Double Density) подвійна щільність, HD (High Density) висока щільність, DS (Double Sides) двосторонній, bpi (bit per inch) щільність запису у бітах на дюйм, tpi (track per inch) - кількість доріжок на дюйм.

 

Таблиця 1.7

Характеристики найбільш розповсюджених зараз гнучких дисків

 

  Діаметр носія і його маркировка
Параметри 5.25 дюйма 3.5 дюйма
  DS/DD DS/HD DS/DD DS/HD
Кількість доріжок
Кількість секторів на доріжку
Ємність, Кбайтів
Щільність, tpi 48/96 96/100
Щільність, Bpi

Останнім часом для резервного копіювання інформації жорстких дисків стали використовувати накопичувачі з надвисокою щільністю запису VHD (Very High Density). VHD дискетки нагадують 3.5 дюймові дискетки, але щільність запису на них набагато вища. Ємність таких дискет від 2.88 Мбайтів до 20.8 Мбайтів.

Стрімери. Серед всіх накопичувачів на магнітній стрічці для ПЕОМ особливе місце займають стрімери (Streamers). Взагалі стрімер - це спеціальний механізм протяжки стрічки, який працює у інерційному режимі.

Магнітна стрічка шириною 4мм або 8мм розміщується у касеті (картріджі). Існує декілька стандартів запису інформації на стрічку стрімера. Найбільш відомим серед них є QIC-40 та QIC-80 (QIC, Quarter Inch Cartridge). Стандартний пристрій QIC-80 може підтримувати без ущільнення даних резервне копіювання ємністю до 400 Мбайтів, а новий стандарт QIC-3010 - більше 800 Мбайт.

 

 
 

 

Мал.1.7. Стрімери

 

Накопичувачі на змінних жорстких дисках. Серед накопичувачів на змінних жорстких дисках (Removable Hard Disk Drives) чільне місце займають пристрої фірми SyQuest. Носії інформації таких дисків, нанесені на жорстку металеву основу, носять назву картріджів. Приводи для цих носіїв зовні схожі на приводи зовнішніх накопичувачів для 5.25 або 3.5 - дюймових дискеток. Швидкість обертання диска складає близько 3000 обертів за хвилину, а час доступу змінюється від 20 до 13.5 мс. Ємність одного змінного диска коливається від 44 до 270 Мбайт.

 

Накопичувачі на компакт-дисках. Завдяки малим розмірам, великій ємності (до 666 Мбайт), надійності та довговічності компакт-дисків (Compact Disk Read Only Memory або CD-ROM) подібні накопичувачі з успіхом використовуються як пристрої зовнішньої пам’яті. Інформація на них записується і читається за допомогою лазерного променя.

Швидкість передачі даних CD-ROM визначається швидкістю обертання диска та щільністю записаних на ньому даних і складає від 150 Кбайт/с, 600 Кбайт/с і навіть 3 Мбайт/с для останніх моделей.

Мал.1.8. Накопичувач CD-ROM

Останнім часом на ринку з’явилися так звані перезаписувальні компакт-диски CD-R (CD-Recordable), які дають змогу записувати (або дописувати) на них інформацію користувачем.

Магнітооптичні накопичувачі. Магнітооптичні накопичувачі записують інформацію, яка представлена у вигляді коливань магнітного поля на відповідний носій з допомогою додаткового магнітного поля і променя лазера. На відміну від компакт-диска у магнітооптичного диска використовуються обидві сторони. Ємність одного двостороннього носія може досягати від сотень мегабайт до декількох гігабайт.

Геометричні розміри магнітооптичних дисків такі ж як і у НГМД (5.25 чи 3.5 дюйма). Час зберігання інформації на магнітооптичних дисках від 30 до 50 років і більше.

 

Відеосистема

Важливою частиною ПЕОМ є його відеосистема, яка складається з монітора (дисплея), відеоадаптера (відеоконтролера), і відповідних програм-драйверів.

Монітор виготовляється на базі ЕПТ (Електронна Променева Трубка) і управляється командами, які поступають на ЕПТ з плати відеоадаптера. Зображення, яке створюється на екрані ЕПТ відеоадаптером може бути текстовим або графічним. Воно складається з окремих точок люмінофора, які називають пікселями (pixel - picture element).

Роздільна здатність монітора визначається числом елементів зображення по горизонталі і по вертикалі, наприклад 640*480 або 1024*768 пікселей.

Інший важливий параметр відеосистеми - кількість кольорів, які вона здатна відобразити - палітра (palette).

На перших IBM PC використовувався однокольоровий відеоадаптер MDA (Monochrome Display Adapter) Фірми ІВМ. Він міг відобразити на екрані тільки текст з хорошою якістю зображення 750*350 пікселей у 25 рядках по 80 символів у кожному рядку.

Першим графічним відеоадаптером фірми ІВМ був СGA (Colour Graphics Adapter,1981p.). Його роздільна здатність 640*200. В режимі 320*200 СGA міг відображати 4 кольори.

У 1982 році фірма Hercules Computer Technology випустила монохромний графічний відеоадаптер HGC (Hercules Graphics Card з відносно високою роздільною здатністю 720*350 пікселей.

У 1984 році фірма ІВМ почала випуск якісних багатокольорових символьно-графічних адаптерів EGA (Enhanced Graphics Adapter). Його максимальна роздільна здатність 640*350 і він мав палітру з 16 кольорів і відеопам’ять ємністю 128 Кбайт.

У 1987 році стандартним для фірми ІВМ став відеоадаптер VGA (Video Graphics Array), який був повністю сумісний зверху вниз з MDA, CGA і EGA. Крім того він мав власні відеорежими: 16 кольорів при роздільній здатності 640*480 і 256 кольорів при роздільній здатності 320*200. Його відеопам’ять становить 256 Кбайт.

Зараз широко використовуються відеоадаптери з покращеними характеристиками SVGA або Super VGA. Вони використовують відеорежими з роздільною здатністю від 320*200 до 1600*1200 і навіть більше. Їх палітра складає 256, 65536 і навіть 16,7 млн. кольорів. Поставляються Super VGA з відеопам’яттю обсягом 2, 4 і навіть 8 Мбайт.

 

Клавіатура, миші та трекболи

Для ІВМ PC - сумісних комп’ютерів широко використовується “покращений” (enhanced) варіант 101-клавішної клавіатури ІВМ. Зараз вона стала 101,103 і 105-клавішною.

На 101 - клавішній клавіатурі ІВМ розміщені близько 60 клавішів з буквами, цифрами, знаками пунктуації і іншими символами, які звичайно зустрічаються у друкованих текстах, і ще понад 40 клавішів, які призначені для управління комп’ютером і виконання програм.

Як додаток до клавіатури на сучасних ПЕОМ використовуються спеціальні пристрої координатного введення інформації в комп’ютер - миші і трекболи. Першу мишу створив ще у 1983 році молодий вчений Дуглас Енджельбарт у Стенфордському дослідницькому цетрі (США). Перший трекбол (trackball) або “перевернута миша” було створено значно пізніше фірмою Logitech. Найбільше розповсюдження у світі одержали миші Microsoft Mouse (дві кнопки управління) та Mouse System (три кнопки управління).

 

 

Мал.1.9. Координатні пристрої введення інформації

Сканери

Сканером (Scanner) називають пристрій, який дозволяє вводити у комп’ютер образи зображень, які представлені у вигляді текстів, малюнків, слайдів, фотографій та іншої графічної інформації. Сканери бувають ручні (hand-held) і настільні (desktop). Ручні сканери мають невеликі розміри і вартість, але якість їх роботи не висока.

Мал.1.10. Сканери

 

Настільні сканери діляться на планшетні (flatbed), рулонні (Sheet-fed) і проекційні (overhead). З іншого боку вони бувають чорно-білими чи кольоровими, з малою, середньою та великою роздільною здатністю.

 




Поиск по сайту:

©2015-2020 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.