Аналіз і оцінка апаратних засобів сучасних ПК

Персональний комп'ютер включає такі апаратні засоби:

^ центральний мікропроцесор;

^ внутрішня і зовнішня пам'ять;

^ системна шина;

^ пристрої введення‒виведення інформації.

Центральний мікропроцесор, внутрішню пам'ять, системну шину, адаптери та контролери розміщують на одній платі, яку називають материнською.

Системна шина виконує функцію зв'язку між мікропроцесором, внутрішньою пам'яттю, пристроями введення‒виведення інформації.

Усі зовнішні пристрої введення‒виведення інформації, а також пристрої зовнішньої пам'яті під’єднуються до системної шини через спеціальні плати, які називають адаптерами (контролерами).

Зовнішня пам'ять ‒ накопичувачі на магнітних і оптичних дисках.

Пристрої введення‒виведення інформації: дисплей, клавіатура, миша, магнітні і оптичні накопичувачі,

принтер, плоттер, сканер, модем, факс‒модем та інші.

Розглянемо більш детально ці засоби.

Корпус і джерело живлення для ПК, якими незначними вони б не здавалися, є ключовими елементами комп'ютера. Невдалий вибір корпусу або джерела живлення може призвести до скорочення строку служби інших пристроїв і ускладнити модернізацію комп'ютера. Правильний вибір цих елементів допоможе підвищити ефективність, спростити технічне обслуговування і зробити комп'ютер більш зручним для роботи.

Корпус комп'ютера виконує ряд функцій:

^ забезпечує механічне кріплення і захист всіх компонентів;

^ екранує комп'ютер від електромагнітних перешкод;

^ регулює режими роботи деяких елементів комп'ютера і дозволяє управляти деякими функціями (включення, перезавантаження);

^ полегшує технічне обслуговування і ремонт ПК;

^ підтримує режим охолодження.

Для настільних персональних комп'ютерів існують корпуси таких видів: tower (вежа), minitower (мінівежа), desktop (корпус настільного типу).

Материнська плата є основою або „скелетом" комп'ютера, саме від неї залежить, який процесор і яку пам'ять можна встановити, скільки плат розширення можна додати тощо. На ній знаходиться слот для відеокарти AGP, слоти для пам'яті SDR\DDR і для плат розширення РСІ і ISA. Цього досить для того, щоб установити необхідну кількість пам'яті, відео‒, звукову карту, а також будь‒які необхідні для роботи пристрої (модем, мережеву карту тощо).

Плата характеризується в першу чергу набором мікросхем ‒ чіпсетом. Саме він визначає функціональні можливості плати. Кожне нове покоління процесорів вимагає свій чіпсет, тому при зміні типу процесора найчастіше потрібно змінювати і материнську плату.

Існують „материнки" з інтегрованими (вбудованими) відео, мережевими і звуковими картами, що оптимально підібрані з розрахунку співвідношення „ціна‒якість" і мають середні технічні характеристики, що істотно знижує вартість комп'ютера в цілому. Такі материнські плати призначені для недорогих побутових і ділових комп'ютерів і робочих станцій середнього рівня.

За розміром (форм‒фактор) материнки поділяються на види:

^ АТХ ‒ формат плати, що призначений для використання тільки в АТХ‒корпусах (типу MidiTower, BigTower). Стандарт АТХ дозволяє програмно керувати живленням комп'ютера, включати його в потрібний час, запускати по сигналу від модему, мережевої карти або від інших пристроїв, виключати після заданих подій або переводити у сплячий режим;

^ mATX ‒ мікро‒АТХ, функціонально такі плати нічим не відрізняються від АТХ‒формату, але мають менші розміри і менше слотів розширення РСІ, звичайно 2‒3 шт;

^ АТ\АТХ ‒ універсальний формат плати, що дозволяє встановлювати її як у класичні АТ‒корпуси (типу MiniTower, DeskTop), так і в АТХ‒корпуси зі збереженням усіх функцій АТХ. Але, на жаль, їхній випуск майже припинено.

Дорогі материнські плати від іменитих виробників (Asus, A‒Trend, Intel, A‒bit ) на відміну від аналогів мають відоме ім'я, ряд додаткових функцій тонкого настроювання системи, поліпшені технічні характеристики. Вони призначені для серверів, потужних графічних станцій, комп'ютерних „гурманів".

Материнки середньої цінової категорії (Ерох, Gigabite, EliteGrope, Chaitech тощо) найбільш популярні серед споживачів, тому що забезпечують, як правило, всі функції іменитих конкурентів, якісні, надійні, і при цьому мають більш низьку вартість, прекрасно підходять для домашніх і офісних комп'ютерів. Недорогі материнські плати (Асогр, Zida, LukyStar, PcChips тощо) орієнтовані насамперед на масових і не дуже вимогливих споживачів, вони мають класичні функціональні можливості, чим досягається оптимальне співвідношення „ціна‒якість", призначені для недорогих домашніх і ділових комп'ютерів.

Процесор або більш повно центральний мікропроцесор (CPU ‒ central processing unit) є головним компонентом комп'ютера. Це розум, що обробляє інформацію, керує прямо або побічно роботою комп'ютера.

Усі процесори персональних комп'ютерів засновані на оригінальному дизайні Intel. Першим застосовуваним у PC процесором був чіп 8088 фірми Intel. У таблиці нижче приведені основні групи процесорів фірми Intel від першої генерації 8088/86 до шостого покоління Pentium Pro і Pentium II:

Основні функціональні компоненти процесора:

^ Ядро. Серце сучасного процесора ‒ виконуючий модуль. Pentium має два рівнобіжних цілочисельних потоки, що дозволяють читати, інтерпретувати, виконувати і відправляти дві інструкції одночасно.

^ Провісник розгалужень: модуль пророкування розгалужень намагається угадати, яка послідовність буде виконуватися щораз, коли програма містить умовний перехід, так щоб пристрої попередньої вибірки і декодування отримували б інструкції готовими попередньо.

^ Блок плаваючої крапки. Третій виконуючий модуль усередині Pentium, що виконує обчислення.

^ Первинний кеш: Pentium має два внутрішньочіпових кеші по 8kb, по одному для даних і інструкцій, що набагато швидше більшого зовнішнього вторинного кеша.

^ Шинний інтерфейс: приймає суміш коду і даних у CPU, розділяє їх до готовності для використання і знову з'єднує, відправляючи назовні.

Всі елементи процесора синхронізуються з використанням частоти, що визначає швидкість виконання операцій. Найперші процесори працювали на частоті 100kHz, сьогодні рядова частота процесора ‒ 600MHz.

Лічильник команд (PC) ‒ внутрішній покажчик, що містить адресу наступної виконуваної команди. Коли приходить час для її виконання, керуючий модуль поміщає інструкцію з пам'яті в регістр інструкцій (IR). У той же самий час лічильник команд збільшується так, щоб указувати на наступну інструкцію, а процесор виконує інструкцію в IR. Деякі інструкції керують самим керуючим модулем. Так, якщо інструкція говорить “перейти на адресу 2749”, величина 2749 записується в лічильник команд, щоб процесор виконував цю інструкцію наступною.

Багато інструкцій використовують арифметично‒логічний пристрій (ALU), що працює разом з регістрами загального призначення ‒ місце для тимчасового збереження, що може завантажувати і вивантажувати дані в пам'ять. Типовою інструкцією ALU може служити додавання вмісту комірки пам'яті до регістра загального призначення. ALU також установлює біти регістра станів (Status register ‒ SR) при виконанні інструкцій для збереження інформації про її результат. Наприклад, SR має біти, що вказують на нульовий результат, переповнення, перенос тощо. Модуль керування використовує інформацію в SR для виконання умовних операцій, таких як „перейти за адресою 7410, якщо виконання попередньої інструкції викликало переповнення". Майже будь‒яка операція може бути виконана такою послідовністю простих інструкцій.

Оперативна пам'ять (RAM) є одним з найважливіших елементів комп'ютера. Саме з неї процесор бере програми і початкові дані для обробки, у неї він записує отримані результати. Назву “оперативна” ця пам'ять одержала тому, що вона працює дуже швидко, так, що процесорові практично не доводиться чекати при читанні даних з пам'яті або запису в неї. Однак дані, що містяться в ній, зберігаються тільки поки комп'ютер включений. При вимиканні комп'ютера вміст оперативної пам'яті стирається. Часто для оперативної пам'яті використовують позначення RAM (Random Access Memory, тобто пам'ять з довільним доступом).

Важко недооцінити все значення і важливість цих невеликих за розмірами плат. Сучасні програми стають усе вимогливішими не тільки до розміру, але і до швидкодії RAM. Однак донедавна ця галузь комп’ютерної індустрії практично не розвивалася (у порівнянні з іншими напрямами). Узяти хоча б відео, аудіо підсистеми, продуктивність процесорів тощо. Удосконалення були, але вони не відповідали темпам розвитку інших компонентів і застосовувалися лише таких параметрів як час вибірки, був доданий кеш безпосередньо на модуль пам’яті, конвеєрне виконання запитів, але технологія виробництва вичерпала свій ресурс. Пам’ять ставала вузьким місцем комп’ютера, а, як відомо, швидкодія всієї системи визначається швидкодією самого повільного її елемента. І от кілька років тому хвиля технологічного буму докотилася і до оперативної пам'яті. Стали з'являтися нові типи RAM мікросхем і модулів.

Оперативна пам'ять є таких типів:

SIMM (Single In‒line Memory Modules) ‒ старий тип пам'яті має 72 контактні розняття, застосовувався в старих моделях ПК типу 366, 486, Pentium I, у даний момент практично не використовується.

DIMM (Dual In‒line Memory Modules) ‒ найбільш розповсюджений тип SDRAM пам'яті, має 168 контактних рознять і здатний працювати на частоті 66, 100 і 133Mhz. Чим вища частота пам'яті, тим більший діапазон задач здатний вирішувати ваш ПК.

DIMM DDR ‒ розширена специфікація SDRAM, є компромісним варіантом стосовно RAMBUS. Конструктивно схожий на звичайний DIMM, але має 184 контактні розняття і тільки один паз посередині. У позначеннях, як правило, вказується не частота, як у випадку зі звичайним DIMM, а пропускна здатність. Наприклад, PC 1600 (РС200) для шини з частотою 100 Мгц або РС2100 (РС266) для шини з частотою 133 Мгц. Пам'ять цього типу більш продуктивна, ніж РС‒ЮО(ІЗЗ), однак ваш вибір материнських плат, що підтримують цей чіпсет, буде більш обмежений, ніж у випадку використання звичайної SDRAM.

RIMM (Rambus DRAM або RDRAM) ‒ специфікація пам'яті, схвалена Intel. Орієнтовані на нове сімейство материнських плат на базі і8хх чіпсета для процесорів Pentium IV. Особливістю цього типу пам'яті є досить високе енергоспоживання, тому при їхньому використанні варто подбати про заходи додаткового охолодження системи. Рішенням проблеми є придбання якісного корпуса для ПК і установка додаткових вентиляторів.

Сучасні програми, ігри і сама операційна система Windows 2000 досить „ненажерливі". Тому, якщо вас перестала влаштовувати швидкість, з якою функціонує ПК, то швидше за все буде потрібно збільшити саме оперативну пам'ять, по можливості до 128 Мбайтів, а вже потім обновляти інші компоненти комп'ютера.

По можливості комплектуйте свій комп'ютер модулями пам'яті одного виробника або хоча б чіпами з однаковою швидкодією (вимірюється в наносекундах (ns), як правило, сучасні модулі пам'яті набрані з чіпів не нижче 8ns). Швидкість чіпа найчастіше ставиться наприкінці маркірування мікросхеми, наприклад, МТес 4М256‒8.

Кеш (англ. cache) або надоперативна пам'ять ‒ дуже швидкий запам'ятовуючий пристрій невеликого обсягу, що використовується при обміні даними між мікропроцесором і оперативною пам'яттю для компенсації різниці в швидкості обробки інформації процесором і трохи менш швидкодіючою оперативною пам'яттю.

Кеш‒пам'яттю керує спеціальний пристрій‒контролер, що, аналізуючи виконувану програму, намагається передбачати, які дані і команди імовірніше знадобляться найближчим часом процесорові, і “підкачує” їх у кеш‒пам'ять. При цьому можливі як „влучання", так і “промахи”. У випадку влучення, тобто, якщо в кеш підкачані потрібні дані, витяг їх з пам'яті відбувається без затримки. Якщо ж необхідна інформація в кеші відсутня, то процесор зчитує її безпосередньо з оперативної пам'яті. Співвідношення числа влучень і промахів визначає ефективність кешування.

Кеш‒пам'ять реалізується на мікросхемах статичної пам'яті SRAM (Static RAM), більш швидкодіючих, дорогих і малоємких, ніж DRAM (SDRAM). Сучасні мікропроцесори мають убудовану кеш‒пам'ять, так званий кеш першого рівня розміром 8, 16 або 32 Кбайти. Крім того, на системній платі комп'ютера може бути встановлений кеш другого рівня ємністю 256, 512 Кбайт і вище.

BIOS, Basic Input/Output System, базова система введення/виведення ‒ це записане в чіп спеціальне програмне забезпечення, якому приділяється роль збирача інформації про систему і визначення підключеного устаткування. BIOS містить інструкції з керування клавіатурою, дисплеєм, дисковими накопичувачами, портами введення/виведення, а також безліччю додаткових функцій.

BIOS записують у мікросхему постійної пам'яті (ROM), що встановлюють на системну плату комп'ютера (звідси назва ROM BIOS). Така пам'ять енергонезалежна, а це гарантує, що BIOS ніколи не буде ушкоджений.

У той момент, коли ви включаєте комп'ютер, багато системних подій відбувається автоматично. Спочатку центральний процесор (CPU) „просинається" і зчитує інструкції з чіпа BIOS. Дані інструкції запускають в послідовності тестувань, що скорочено називаються POST (Power On Self Test). Зокрема, BIOS починає перевіряти працездатність системних пристроїв:

^ ініціює системні ресурси і регістри чіпсетів; систему управління електроживленням;

^ тестує оперативну пам'ять (RAM);

^ включає клавіатуру;

^ тестує послідовні і паралельні порти;

^ ініціює дисководи і контролери жорстких дисків;

^ відображає підсумкову системну інформацію.

У процесі цих тест‒послідовностей (POST) BIOS порівнює дані системної конфігурації з інформацією, що зберігається в CMOS ‒ спеціальному чіпі, розташованому на системній (материнській) платі. CMOS‒чіп обновляє інформацію, коли встановлюється який‒небудь новий компонент комп'ютера, таким чином, він завжди містить останні відомості про системні компоненти.

Після цього BIOS приступає до пошуку програми завантаження операційної системи і чекає відповіді від неї. Коли відповідь отримана, програма поміщається в пам'ять, звідки відбувається завантаження системної конфігурації і драйверів пристроїв.

Фірм, що займаються розробкою програмного забезпечення для BIOS, небагато. Можна виділити три найбільші: Award Software (AwardBIOS), що об'єдналася з Phoenix Technologies Ltd. (Phoenix BIOS), American Megatrends Inc. (AMI BIOS) і Microid Research (MR BIOS). Найбільш поширені версії BIOS Award (Phoenix BIOS переважають у ноутбуках).

CMOS RAM ‒ це пам'ять з невисокою швидкодією і мінімаль­ним енергоспоживанням від бата­рейки. Використовується для збе­реження інформації про конфі­гурацію і склад обладнання комп'ютера, а також про режими його роботи.

Вміст CMOS змінюється спеціальною програмою Setup, що знаходиться в BIOS (англ. Setup ‒ установлювати).

Для збереження графічної інформації використовується відеопам'ять. Відеопам'ять (VRAM) ‒ різновид оперативного запам'ятовуючого пристрою, у якому зберігаються закодовані зображення. Цей пристрій організовано так, що його вміст доступний відразу двом пристроям ‒ процесору і дисплею. Тому зображення на екрані міняється одночасно з відновленням відеоданих у пам'яті.

Зовнішня пам'ять призначена для тривалого зберігання програм і даних; вона дозволяє переносити документи і програми з одного комп'ютера на інший, зберігати інформацію, що не використовується постійно на ПК.

Зовнішня пам'ять представляє собою накопичувачі на магнітних і оптичних дисках.

Магнітні накопичувачі є двох видів: накопичувачі на гнучких магнітних дисках (НГМД) та накопичувані на жорстких магнітних дисках (НЖМД), які ще називають вінчестерами.

У НГМД інформація запам'ятовується на гнучкій круглій пластині, на яку нанесено магнітне покриття ‒ їх називають дискетами або флоппі‒дисками. Використовують дискети 130мм (5,25дм практично не використовуються) та 89мм (3,5дм); їх називають "тридюймовими" та "п'ятидюймовими". Тридюймові дискети більш практичні, оскільки вони забезпечують більш надійне зберігання інформації (жорсткий пластиковий корпус та металева заслінка захищають поверхню дискети від пошкоджень).

Нову дискету перед використанням необхідно підготувати до роботи ‒ відформатувати. Форматування — процес розбиття дискети на сектори і доріжки, перевірка поверхні дискети засобами операційної системи. Форматування здійснюється за допомогою спеціальних програм.

Для запобігання випадковому запису на тридюймових дискетах відкривається спеціальне віконце, а на п'ятидюймових дискетах заклеюється спеціальний проріз.

Вінчестери використовують для постійного зберігання інфор­мації, що використову­ється при роботі з комп'ютером (ОС, при­кладних програм, даних користувача). Жорсткі диски забезпечують ду­же швидкий доступ до даних і високі швидкості зчитування та запису даних.

Накопичувач на жорсткому диску відноситься до найбільш досконалих і складних пристроїв сучасного персонального комп'ютера.

Його диски здатні вмістити багато мегабайтів інформації, переданої з величезною швидкістю. У той час як майже всі елементи комп'ютера працюють безшумно, твердий диск „бурчить" і поскрипує, що дозволяє віднести його до тих небагатьох пристроїв комп'ютера, що містять як електронні, так і механічні компоненти.

Глянувши на вінчестер, ви побачите тільки міцний металевий корпус. Він цілком герметичний і захищає дисковод від часточок пилу, що при попаданні у вузький зазор між голівкою і поверхнею диска можуть зіпсувати чуттєвий магнітний шар і вивести диск із ладу. Крім того, корпус екранує нагромаджувач від електро­магнітних перешкод.

Всередині корпуса знаходяться всі механізми і деякі електронні вузли. Механізми ‒ це самі диски, на яких зберігається інформація, голівки, що записують і зчитують інформацію з дисків, а також двигуни, що приводять усе це в рух.

Диск являє собою круглу металеву пластину з дуже рівною поверхнею, покриту тонким феромагнітним шаром. У багатьох нагромаджувачах використовується шар оксиду заліза, яким покривається звичайна магнітна стрічка, але новітні моделі жорстких дисків працюють з шаром кобальту товщиною приблизно десять мікронів. Таке покриття більш міцне і, крім того, дозволяє значно збільшити щільність запису. Технологія його нанесення близька до тієї, котра використовується при виробництві інтегральних мікросхем.

Кількість дисків може бути різною ‒ від одного до п'яти, кількість робочих поверхонь, відповідно, удвічі більшою (по дві на кожному диску). Останнє (як і матеріал, використаний для магнітного покриття) визначає ємність жорсткого диска.

Магнітні голівки зчитують і записують інформацію на диски. Принцип запису в загальному схожий з тим, що використовується в звичайному магнітофоні: цифрова інформація перетвориться в змінний електричний струм, що надходить на магнітну голівку, а потім передається на магнітний диск, але вже у вигляді магнітного поля, що диск може сприйняти і „запам'ятати".

Пакет дисків, змонтований на осі‒шпинделі, приводиться в рух спеціальним двигуном, компактно розташованим під ним. Швидкість обертання дисків, як правило, складає 3600‒7200 об/хв. Для того, щоб скоротити час виходу нагромаджувача в робочий стан, двигун при включенні якийсь час працює у форсованому режимі, тому джерело живлення комп'ютера повинно мати запас по піковій потужності.

Голівки переміщаються за допомогою прецизійного крокового двигуна і як би „пливуть" на відстані в частки мікрона від поверхні диска, не торкаючись його. На поверхні дисків у результаті запису інформації утворюються намагнічені ділянки, вони називаються магнітними доріжками. Переміщаючись, голівки зупиняються над кожною наступною доріжкою. Сукупність доріжок, розташованих одна під одною на всіх поверхнях, називають циліндром. Усі голівки накопичувача переміщаються одночасно, здійснюючи доступ до однойменних циліндрів з однаковими номерами.

Операційна система звертається до диска на рівні логічного пристрою, що містить деякий перелік файлів, керованих ОС. Вона генерує команди керування контролером дисків, який представляє собою окрему плату, встановлювану в слот розширення персонального комп'ютера. Контролер дисків керується операційною системою з використанням найбільш загальних понять, таких як фізичне ім'я нагромаджувача, номер голівки і циліндра, операція запису або читання тощо.

Електроніка твердого диска розміщується знизу вінчестера. Вона розшифровує команди контролера твердого диска і передає їх у вигляді напруги, що змінюється, на кроковий двигун, що переміщає магнітні голівки до потрібного циліндра диска. Крім того, вона керує приводом шпинделя, стабілізуючи швидкість обертання пакета дисків, генерує сигнали для голівок під час запису, підсилює ці сигнали при читанні і керує роботою інших електронних вузлів нагромаджувача.

Жорсткі диски відрізняються такими характеристиками:

^ ємність ‒ тобто кількість інформації, що може поміститись на диску (зараз вважають хорошим диск з ємністю не меншою ніж 40 Гбайт);

^ швидкодія — час доступу до інформації, швидкість зчитування та запису інформації;

^ інтерфейс ‒ тип контролера, до якого повинен підключатись жорсткий диск. Найбільш розповсюджений EIDE‒контролер. На високопродуктивних комп'ютерах встановлюють контролери типу SCSI, Що забезпечує більш високу швидкодію, менше загружає процесор.

Накопичувані на оптичних дисках дають змогу ПК зчитувати спеціальні комп'ютерні компакт‒диски (CD), а також при наявності звукової карти програвати аудіокомпакт‒диски.

Компакт‒диски можна використовувати тільки для читання (крім спеціальних: CD‒R ‒ дозволяють однократний запис інформації на диск, CD‒RW — багаторазовий запис), запис інформації на них здійснюється при виготовленні. Комп'ютерні компакт‒диски досить дешеві у виробництві і можуть зберігати понад 700 Мбайт інформації, тому більшість програм розповсюджується на компакт‒дисках.

CD‒ROM являє собою прозорий полімерний диск діаметром 12 см і товщиною 1,2 мм на одну сторону якого напилений шар алюмінію, захищений від ушкоджень шаром прозорого лаку.

Інформація на диску представляється у вигляді послідовності впадин (поглиблень у диску) і виступів (рівень відповідає поверхні диска), розміщених на спіральній доріжці, що виходить з ділянки поблизу осі диска. На кожному дюймі (2,54 см) по радіусу диска розміщається 16 тисяч витків спіральної доріжки.

Один CD по інформаційній ємності дорівнює майже 500 дискетам. CD‒ROM прості і зручні в роботі, мають низьку вартість збереження даних, практично не зношуються, не можуть бути уражені вірусами, з них неможливо випадково стерти інформацію.

На відміну від магнітних дисків, компакт‒диски мають не безліч кільцевих доріжок, а одну спіральну, як у грамплатівок. У зв'язку з цим кутова швидкість обертання диска не постійна. Вона лінійно зменшується в процесі просування читаючої лазерної голівки до краю диска.

Для роботи з CD‒ROM потрібно підключити до комп'ютера накопичувач CD‒ROM, що дозволяє зчитувати інформацію з CD‒диска. Для цього використовується голівка, що зчитує, з мікролазером і діодом. Глибина западин на поверхні диска дорівнює чверті довжини хвилі лазерного світла. Якщо в двох послідовних тактах зчитування інформації промінь світла лазерної голівки переходить з виступу на дно западини або назад, різниця довжин шляхів світла в цих тактах міняється на напівхвилю, що викликає посилення або ослаблення відбитого від диска світла.

Якщо в послідовних тактах зчитування довжина шляху світла не міняється, то і стан діода не міняється. У результаті струм утворить послідовність двійкових електричних сигналів, що відповідають сполученню западин і виступів на доріжці.

Різна довжина оптичного шляху променя світла в двох послідовних тактах зчитування інформації відповідає двійковим одиницям. Однакова довжина ‒ нулям.

Сьогодні майже всі персональні комп'ютери мають накопичувач CD‒ROM. На зміну технології CD‒ROM стрімко йде технологія цифрових — відеодисків DVD. Ці диски мають такий же розмір, що і звичайні CD, але вміщають до 17 Гбайт даних, тобто по обсягу заміняють 20 стандартних дисків CD‒ROM. На таких дисках випускаються мульти­медійні ігри, інтерактивні відеофільми відмінної якості.

Записуючий накопичувач CD‒R (Corn‒pact Disk Recordable) здатний, поряд із зчитуванням звичайних компакт‒дисків, записувати інформацію на спеціальні оптичні диски. Зараз накопичувачі CD‒R здобувають все більшого поширення.

Відеосистема комп'ютера складається з трьох компонентів:

^ монітор (дисплей);

^ відеоадаптер;

^ програмне забезпечення (драйвери відеосистеми). Відеоадаптер посилає в монітор сигнали керування яскравістю променів і сигнали рядкового і кадрового розгорнення. Монітор перетворює ці сигнали в зорові образи. А програмні засоби обробляють відеозображення ‒ виконують кодування і декодування сигналів, координатні перетворення, стиск зображень тощо.

Монітор ‒ пристрій візуального відображення інформації (у вигляді тексту, таблиць, малюнків, креслень тощо). Переважна більшість моніторів сконструйована на базі електронно‒променевої трубки і принцип їхньої роботи аналогічний принципові роботи телевізора. Монітори бувають алфавітно‒цифрові і графічні, монохромні і кольорового зображення. Сучасні комп'ютери комплектуються кольоровими графічними моніторами.

Монітор на базі електронно‒променевої трубки. Основний елемент дисплея ‒ електронно‒променева труб­ка. Її передня, звернена до глядача частина, з внутрішньої сторони покрита люмінофором ‒ спеціальною речовиною, здатною випромінювати світло при влученні на нього швидких електронів.

Люмінофор наноситься у вигляді наборів крапок трьох основних кольорів ‒ червоного, зеленого і синього. Ці кольори називають основними, тому що їх сполученнями (у різних пропорціях) можна представити будь‒який колір спектра. Набори крапок люмінофора розташовуються по трикутних тріадах. Тріада утворить піксель ‒ крапки, з яких формується зображення (англ. pixel ‒ picture element, елемент картинки).

Відстань між центрами пікселів називається крапковим кроком монітора. Ця відстань істотно впливає на чіткість зображення. Чим менше крок, тим вище чіткість. Звичайно в кольорових моніторах крок складає 0,24 мм. При такому кроці очей людина сприймає крапки тріади як одну крапку „складного" кольору.

На протилежній стороні трубки розташовані три (по кількості основних кольорів) електронні пушки. Усі три пушки „націлені" на той самий піксель, але кожна з них випромінює потік електронів убік „своєї" крапки люмінофора. Щоб електрони безперешкодно досягали екрана, з трубки відкачується повітря, а між пушками й екраном створюється висока електрична напруга, що прискорює електрони. Перед екраном на шляху електронів ставиться маска — тонка металева пластина з великою кількістю отворів, розташованих напроти крапок люмінофора. Маска забезпечує влучення електронних променів тільки в крапки люмінофора відповідного кольору. Величиною електронного струму і, отже, яскравістю пікселів керує сигнал, що надходить з відеоадаптера.

Кількість відображених рядків у секунду називається рядковою частотою розгорнення. А частота, з якою міняються кадри зображення, називається кадровою частотою розгорнення. Остання не повинна бути нижчою ніж 85 Гц, інакше зображення буде мерехтіти.

TFТ‒монітори. Усе ширше використову­ються поряд з традиційними ЕПТ‒моніторами. Рідкі кристали ‒ це особливий стан деяких органічних речовин, у якому вони мають властивість утворювати просторові структури, подібні кристалічним. Рідкі кристали можуть змінювати свою структуру і світлооптичні властивості під дією електричної напруги. Змінюючи за допомогою електричного поля орієнтацію груп кристалів і використовуючи введені в рідкокристалічний розчин речовини, здатні випромінювати світло під впливом електричного поля, можна створити високоякісні зображення, що передають більш ніж 15 мільйонів колірних відтінків.

Більшість TFT‒моніторів використовує тонку плівку з рідких кристалів, поміщену між двома скляними пластинами. Заряди передаються через так звану пасивну матрицю ‒ сітку невидимих ниток, горизонтальних і вертикальних, створюючи в місці перетинання ниток крапку зображення (трохи розмитого через те, що заряди проникають у сусідні ділянки рідини).

Активні матриці замість ниток використовують прозорий екран із транзисторів і забезпечують яскраве, що практично не має перекручувань, зображення. Екран при цьому розділений на незалежні зони, кожна з яких складається з чотирьох частин (для трьох основних кольорів і одна резервна). Кількість таких зон за шириною і висотою екрана називають розгортаючою здатністю екрана. Сучасні TFT‒монітори підтримують розгортаючу здатність 642х480, 1280х1024 або 1024х768. Таким чином, екран має від 1 до 5 млн. крапок, кожна з яких керується власним транзистором. За компактністю такі монітори не знають собі рівних. Вони займають у два‒три рази менше місця, ніж монітори з ЕЛТ і в стільки ж разів легші; споживають набагато менше електроенергії і не випромінюють електромагнітних хвиль, що впливають на здоров'я людей.

Відеоадаптер ‒ це електронна плата, що обробляє відеодані (текст і графіку) і керує роботою дисплея. Посилає в дисплей сигнали управління яскравістю променів і сигнали розгорнення зображення.

Зі збільшенням числа програм, що використовують складну графіку і відео, поряд з традиційними відеоадаптерами широко використову­ються різноманітні пристрої комп'ютерної обробки відеосигналів.

Стример (англ. tape streamer) ‒ пристрій для резервного копіювання великих обсягів інформації. Касети з магнітною стрічкою ємністю 1 ‒2 Гбайта і більше застосовуються тут як носій. Убудовані в стример засоби апаратного стиску дозволяють автоматично ущільнювати інформацію перед її записом і відновлювати після зчитування, що збільшує обсяг інформації, яка зберігається.

Недоліком стримерів є їх порівняно низька швидкість запису, пошуку і зчитування інформації.

Останнім часом усе ширше використовуються накопичувачі на змінних дисках, що дозволяють не тільки збільшувати обсяг збереженої інформації, але й переносити інформацію між комп'ютерами. Обсяг змінних дисків ‒ від сотень Мбайт до декількох Гбайт.

Графічні акселератори (прискорю­вачі) ‒ спеціалізовані графічні співпроцесори, що збільшують ефективність відеосистеми. Їхнє застосування звільняє центральний процесор від великого обсягу операцій з відеоданими, тому що акселератори обчислюють, які пікселі відображати на екрані і їхні кольори.

TV‒тюнери ‒ відеоплати, що перетворюють комп'ютер у телевізор. TV‒тюнер дозволяє вибрати будь‒яку потрібну телевізійну програму і відображати її на екрані в вікні. У такий спосіб можна стежити за ходом передачі, не припиняючи роботу.

Клавіатура ‒ пристрій для введення символьної інформації і управління роботою комп'ютера. У більшості комп'ютерів використовується ІВМ‒сумісна клавіатура, яка має 101 клавішу і декілька індикаторів, що сигналізують про режим роботи клавіатури.

Для роботи з багатьма сучасними програмами практично обов'язковим є використання “миши” або іншого замінюючого її пристрою (трекбола, трекпойнта, сенсорної панелі). Ці пристрої дозволяють вказувати на певні елементи на екрані дисплея.

На настільних комп'ютерах найчастіше використовують мишу‒маніпулятор, що представляє невелику коробочку з двома (трьома) кнопками. При переміщенні миші по столу або іншій поверхні на екрані монітора відповідним чином переміщується вказівка миші (має вигляд стрілки), для виконання тієї чи іншої дії потрібно натиснути відповідну кнопку. У портативних комп'ютерах замість миші використовують трекбол, трекпойнт, сенсорну панель; функціонально ці пристрої еквівалентні миші.

Рубрика “Цікаво”

Якщо комусь відоме ім 'я американського вченого Дага Енгельбарта (Douglas або Doug Engelbart), то, імовірніше всього, воно асоціюється тільки з мишею — найпопулярнішим маніпулятором для керування курсором.

Саме він придумав і назвав пристрій „мишею". Миша принесла йому і славу, і нагороди, але, на жаль, тільки через тридцять років після її народження. Патент на мишу, термін дії якого зараз уже вичерпано, виявився вкрай невдало складеним: він поширювався не на ідею маніпулятора, а всього лише на механізм зчитування координат за допомогою двох ортогональна розташованих коліс. Сучасні миші мають інші механізми зчитування, тому компанії‒виробники вільні від яких‒небудь зобов'язань перед винахідником. Як тут не згадати прагматичного американця Зінгера, що запатентував голку з вушком у вістрі, чим забезпечив собі патентні винагороди незалежно від будови швейної машини. Досить довго суспільна думка зв'язувала появу миші з лабораторією XeroxPARC або першими ж моделями комп'ютерів компанії Apple. Це справедливо, що у велике життя миша вийшла саме відтіля, однак придумана вона була аж ніяк не там. Публічне визнання авторства за Енгельбартом відбулося тільки в 1998 p., коли йому була присуджена премія Lemelson ‒ MIT Prize. Її грошове вираження ‒ 500 тис. дол., і вона заснована для нагородження за видатні винаходи.

Практично одночасно відбулася ще одна знаменна подія ‒ присудження Енгельбарту асоціацією Association for Computing Machinery (ACM) премії імені Алана Тьюринга. Цю куди більш скромну (всього 25 тис. дол.) нагороду іноді, однак, називають Нобелівською премією в галузі обчислювальної техніки. Вона з'явилася академічним визнанням інших фундаментальних робіт ученого, що стали ідейною основою для ряду ключових технологій у сучасних обчислювальних системах, інтерактивних засобах і комп 'ютерних мережах.

Принтер — друкуючий пристрій. Здійснює вивід інформації з комп'ютера у вигляді друкованих копій тексту або графіки. Існують тисячі найменувань принтерів. Але основних видів принтерів три: матричні, лазерні і струменеві.

Матричні принтери використовують комбінації маленьких голок, що б'ють по фарбуючій стрічці, завдяки чому на папері залишається відбиток символу. Кожен символ, що друкується на принтері, формується набором з дев'яти, 18 або 24 голок, сформованих у вигляді вертикального стовпчика. Недоліками цих недорогих принтерів є їхня гучна робота і невисока якість друку.

Лазерні принтери працюють приблизно так само, як ксерокси. Комп'ютер формує у своїй пам'яті „образ" сторінки тексту і передає його принтерові. Інформація про сторінку проектується за допомогою лазерного променя на барабан зі світлочутливим покриттям, що змінює електричні властивості залежно від освітленості. Після цього на барабан, що знаходиться під електричною напругою, наноситься барвний порошок ‒ тонер, частки якого налипають на засвічені ділянки поверхні барабана. Принтер за допомогою спеціального гарячого валика протягує папір під барабаном; тонер переноситься на папір і „вплавляється" в нього, залишаючи стійке високоякісне зображення. .Лазерні принтери забезпечують високу швидкість друку при помірній ціні віддрукованої сторінки.

Струменеві принтери генерують символи у вигляді послідовності чорнильних крапок. Друкуюча голівка принтера має сопла, через які на сторінку виприскуються швидкосохнучі чорнила. Ці принтери вимогливі до якості паперу. Кольорові струменеві принтери створюють кольори, комбінуючи чорнило чотирьох основних кольорів ‒яскраво‒блакитного, пурпурового, жовтого і чорного.

Спеціальні принтери для кольорового друкування ‒ найкращі зображення (практично фотографічної якості) отримують на сублімаційних (dye sublimation) принтерах. У них фарбуючі стрічки нагріваються до температури близько 400 С, при цьому фарба випаровується і переноситься на спеціальний папір. Ці принтери та матеріали для них коштують дуже дорого.

Принтер зв'язаний з комп'ютером за допомогою кабеля, один кінець якого вставляється своїм роз'ємом у гніздо принтера, а інший ‒ у порт комп'ютера (LPT або USB).

Порт ‒ це роз'єм, через який можна з'єднати периферійні пристрої з центральними.

Кожен принтер обов'язково має свій драйвер ‒ програму, що здатна переводити (транслювати) стандартні команди друку комп'ютера в спеціальні команди, що вимагаються для кожного принтера.

Плоттер ‒ пристрій, що креслить графіки, малюнки або діаграми під керуванням комп'ютера.

Плоттери використовуються для одержання складних конструкторських креслень, архітектурних планів, геогра­фічних і метеорологічних карт, ділових схем. Плоттери малюють зображення за допомогою пера.

Роликові плоттери прокручують папір під пером, а планшетні плоттери переміщають перо через усю поверхню горизонтально лежачого паперу.

Плоттеру, так само як і принтерові, обов'язково потрібна спеціальна програма‒драйвер, що дає можливість прикладним програмам передавати йому інструкції: підняти й опустити перо, провести лінію заданої товщини тощо.

Сканер ‒ пристрій для введення в комп'ютер графічних зображень, тексту. Створює оцифроване зображення документа і поміщає його в пам'ять комп'ютера.

Якщо принтери виводять інформацію з комп'ютера, то сканери, навпаки, переносять інформацію з паперових документів у пам'ять комп'ютера. Існують ручні сканери, що прокочують по поверхні документа рукою, і планшетні сканери.

Якщо за допомогою сканера вводиться текст, комп'ютер сприймає його як графіку, а не як послідовність символів. Для перетворення такого графічного тексту в звичайний символьний формат використовують програми оптичного розпізнавання образів.

Модем ‒ пристрій для передачі комп'ютерних даних на великі відстані по телефонних лініях зв'язку. Цифрові сигнали комп'ютера не можна прямо передавати по телефонній мережі, тому що вона призначена для передачі людської мови ‒ безперервних сигналів звукової частоти.

Модем забезпечує перетворення цифрових сигналів комп'ютера в змінний струм частоти звукового діапазону ‒ цей процес називається модуляцією, а також зворотне перетворення, що називається демодуляцією. Звідси назва пристрою: модем ‒ модулятор/демодулятор.

Для здійснення зв'язку один модем викликає інший за номером телефону, а той відповідає на виклик. Потім модеми посилають один одному сигнали, узгоджуючи режим зв'язку. Після цього передавальний модем починає посилати модульовані дані з погодженою швидкістю (кількістю біт у секунду) і форматом. Модем на іншому кінці перетворює отриману інформацію в цифровий вид і передає її своєму комп'ютерові. Закінчивши сеанс зв'язку, модем відключається від лінії.

Керування модемом здійснюється за допомогою спеціального комутаційного програмного забезпечення.

Модеми бувають зовнішні, виконані у вигляді окремого пристрою, і внутрішні, що представляють собою електронну плату, встановлювану всередині комп'ютера. Майже всі модеми підтримують і функції факсів.

Факс ‒ це пристрій факсимільної передачі зображення по телефонній мережі. Назва „факс" походить від слова „факсиміле" (лат. fac simile — зроби подібне), що означає точне відтворення графічного оригіналу (підпису, документа тощо) засобами друку. Модем, що може передавати й одержувати дані як факс, називається факсом‒модемом.

Аудіоадаптер (Sound Blaster або звукова плата) ‒ це спеціальна електронна плата, що дозволяє записувати звук, відтворювати його і створювати програмними засобами за допомогою мікрофона, динаміків, убудованого синтезатора й іншого устаткування.

Аудіоадаптер містить у собі два перетворювачі інформації:

^ аналого‒цифровий, який перетворює безперервні (тобто аналогові) звукові сигнали (мову, музику, шум) у цифровий код і записує його на магнітний носій;

^ цифро‒аналоговий ‒ виконує зворотне перетворення збереженого в цифровому вигляді звуку в аналоговий сигнал, що потім відтворюється за допомогою акустичної системи.

Професійні звукові плати дозволяють виконувати складну обробку звуку, мають власну пам'ять із сотнями тембрів, звучань різних музичних інструментів. Звукові файли звичайно мають дуже великі розміри. Так, трихвилинний звуковий файл зі стереозвуком займає приблизно 30 Мбайт пам'яті. Тому плати Sound Blaster, крім своїх основних функцій, забезпечують автоматичне стискання файлів.

Сфера застосування звукових плат ‒ комп'ютерні ігри, навчальні системи, рекламні презентації, „голосова пошта" (voice mail) між комп'ютерами, озвучування різних процесів, що відбуваються в комп'ютерному устаткуванні, таких, наприклад, як відсутність паперу в принтері тощо.

Вибрати динаміки для комп'ютера так само просто (і так само важко), як вибрати динаміки для домашньої стереосистеми або автомобіля. Якщо якість звуку має для вас значення, то не слід використовувати динаміки, що поставляються з комп'ютерними системами, слід придбати дещо більш досконале.

Якщо в стереофонічній системі є вільне вхідне розняття, то добру якість звуку можна отримати, підключивши вихід звукової плати до стереофонічної системи (перед включанням потрібно понизити рівень звуку, інакше, якщо вихідний рівень звукової плати перевищує вхідний рівень стереосистеми, остання може вийти з ладу).

Вибір тих чи інших динаміків залежить від їх використання ‒ для ігор краще підійдуть динаміки з добрим відтворенням низьких частот, широкодіапазонні динаміки підійдуть як для прослуховування музики, так і для створення голосового супроводу навчальних систем, презентацій.

Мережеве обладнання. Для роботи комп'ютера в мережі, для підтримки роботи самої мережі використовують такі апаратні засоби.

Мережеві адаптери призначені для прийому і передачі даних. Відповідно до визначеного протоколу управляють доступом до середовища передачі даних.

Розміщаються в системних блоках комп'ютерів, підключених до мережі. До розняття адаптера підключається мережний кабель. У локальних мережах можуть використовуватись коаксіальний, волоконно‒оптичний кабель, скручена пара. Скручена пара завдяки своїй практичності і невисокій ціні сьогодні є головним середовищем передавання в локальних мережах. Для підключення мережного кабелю до адаптера використовують конектори.

Для об'єднання комп'ютерів між собою використовують хаб (концентратор), саме до нього підключається мережевий кабель, що йде від комп'ютера. Хаб може об'єднувати як комп'ютери, так і окремі сегменти сітки. Повторювачі (репітери) ‒ підсилюють сигнал у кабелі, якщо він має велику довжину. Міст (англ. Bridge) ‒ зв'язує дві локальні мережі. Передає дані між мережами в пакетному вигляді, не роблячи в них ніяких змін. Маршрутизатор (англ. Router) поєднує мережі із загальним протоколом більш ефективно, ніж міст. Він дозволяє, наприклад, розщеплювати великі повідомлення на більш дрібні, забезпечуючи тим самим взаємодію локальних мереж з різними розмірами пакетів. Маршрутизатор може пересилати пакети на конкретну адресу (мости тільки фільтрують непотрібні пакети), вибирати кращий шлях для проходження пакета і багато чого іншого. Шлюз (англ. GateWay), на відміну від моста, застосовується у випадках, коли з'єднуються мережі, що мають різні мережеві протоколи. Повідомлення, що надійшло в шлюз від однієї мережі, перетвориться в інше повідомлення, що відповідає вимогам іншої мережі. Таким чином, шлюзи не просто з'єднують мережі, а дозволяють їм працювати як єдина мережа.

Ноутбук ‒ це портативний персональний комп'ютер. Він може мати усі функції звичайного стаціонарного комп'ютера, але завжди має важливу перевагу. Ноутбук ‒ це переносний комп'ютер, який можна використовувати в будь‒якому місці, зокрема в дорозі. І якщо потужність процесора, обсяг оперативної пам'яті, ємність жорсткого диска сучасних ноутбуків порівняти з аналогічними параметрами настільних комп'ютерів, то ціна їх при рівних технічних характеристиках приблизно в два рази вища ‒ це плата за мобільність.

Залежно від призначення, комплектації і розмірів ноутбуки поділяють на три класи:

^ ультрапортативний ноутбук.

Вам постійно потрібний комп'ютер, на роботі, вдома, у відрядженні, у дорозі. Він повинен бути дуже легким, невеликого розміру і сумісним зі стандарними програмами ‒ Windows, Office тощо. Ваш вибір ‒ ультрапортативний ноутбук.

Незважаючи на свої скромні розміри, ультрапортативний ноутбук має всі можливості повноцінного ноутбука: висока продуктивність завдяки використанню найсучасніших процесорів Intel Pentium III і Celeron, ємний жорсткий диск, високоякісний, хоча і невеликий екран.

Використання компонентів з дуже малим споживанням енергії, у першу чергу наднизьковольтних процесорів, забезпечує ноутбукам даного класу самий тривалий серед портативних комп'ютерів час роботи на акумуляторах ‒ від 3,5 до восьми годин. Поряд із традиційними засобами комунікації ‒ модемом і мережевою картою ‒ саме в ноубуки цього класу в першу чергу впроваджують досягнення новітніх технологій, наприклад, засобу безпроводового зв'язку Bluetooth і безпроводового доступу до локальної мережі 802.11b.

Щоб максимально використовувати можливості ноутбука даної серії, можна встановити його на мультимедіа‒базу, у якій є численні порти розширення, може бути встановлений CD‒/DVD‒ROM привід, додатковий акумулятор і навіть звукові колонки із сабвуфером. Підключений до неї ноутбук перетворюється в потужний багатофункціональний мультимедійний пристрій, не втрачаючи при цьому мобільності. Основні характеристики: вага ‒ менша ніж 2 кг, товщина ‒ 2,5 см і менша, у корпусі встановлений тільки жорсткий диск, використовуються зовнішні флоппі‒дисковод і CD‒/DVD‒ROM привід. Діагональ екрана ‒ 9; 10,4; 11,3; 12 дюймів;

^ тонкий і легкий ноутбук.

Ви ‒ співробітник великої компанії або у вас ‒ власний бізнес. Ви активно використовуєте комп'ютер дома і на роботі, часто їздите у відрядження і проводите презентації. Вам потрібний швидкий ПК невеликої ваги з максимальними мультимедіа ‒ можливостями. Ваш вибір ‒ тонкий і легкий ноутбук.

Його оснащеність і розмір екрана достатні для повноцінного використання на робочому місці. Щоб розширити можливості такого ноутбука при роботі в стаціонарних умовах (вдома або на роботі), використовують порт‒реплікатор, що часто поставляється разом з ноутбуком. Підключивши до нього ноутбук, можна одержати доступ до локальної мережі офісу, використовувати зовнішню клавіатуру і монітор, додаткові пристрої збереження даних тощо.

Основні характеристики: вага ‒ від 2,3 до 2,7 кг, товщина ‒ від 22 мм, у корпусі встановлений тільки жорсткий диск, має універсальний відсік для установки в корпус модуля флоппі‒дисковода або CD‒/DVD‒ROM/CD‒RW, або комбінованого DVD/CD‒RW приводу. Діагональ екрана ‒ 12, 13,3, 14,1 дюйма. Рідше в цьому класі зустрічаються 15‒дюймові екрани. Їх випускають IBM і Toshiba;

^ ноутбук "все‒в‒одному".

На вашому столі немає місця для системного блока, монітора, клавіатури, миші і купи проводів. Вам потрібний мобільний комп'ютер, що володіє всіма можливостями настільного ПК. Ваш вибір ‒ ноутбук „все‒в‒одному".

Самий потужний і досить важкий портативний комп'ютер. Ноутбук цього класу, оснащений усім необхідним для роботи, призначений для заміни настільного комп'ютера і може організувати повноцінний „офіс на колінах" вдома або на роботі, не відмовляючись від мобільності. Основні характеристики: вага ‒ від 3 до 3,7 кг, товщина ‒ 3,7 см і більше, у корпусі встановлений жорсткий диск, дисковод для флоппі‒дисків або LS‒120, CD/DVD‒ROM/CD‒RW, або комбінований DVD/CD‒RW привід, максимальна кількість інтерфейсних портів. Діагональ екрана‒ 14,1 або 15 дюймів (звичайно з процесором Intel Pentium III), рідше 12 або 13,3 дюйми (як правило, з процесором Celeron).

Рубрика “Цікаво”