Компоненты персонального компьютера

     В качестве накопителей  информации используются быстрые  и ёмкие устройства. Самым быстрым  является накопитель на жестких магнитных дисках (винчестер). Устройства для переноса и архивирования не столь оперативны, но обладают высокой ёмкостью. К их числу относятся накопители на сменных дисках и магнитные ленты.

 

    Накопители на жестких  магнитных дисках

      Накопители на жестких магнитных дисках- это устройства внешней памяти, позволяющие, в отличие от оперативной памяти, сохранять информацию продолжительное время. Своё название такие накопители приобрели благодаря пакету с жесткими дисковыми пластинами, их также часто называют винчестерами. Накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД) содержат внутри металлического корпуса несколько, нанизанных на одну ось жестко закреплённых металлических или керамических пластин, покрытых магнитным слоем. Корпус защищает дисковод от внешних воздействий (пыли, электромагнитных полей).

 

      Дисковые пластины, собранные в пакет, вращаются  на очень высокой скорости- 4500-12000 об/мин. Над их поверхностью “парят”головки  записи-считывания. При вращении  дисков информация записывается  в пределах концентрических окружностей на поверхности дисков, которые называются дорожками, или треками. Треки всех поверхностей пластин логически объединяются в цилиндры.

       Кроме данных  на диски записывается также  и служебная информация. Пространство  дисковой памяти, не занятое служебной информацией, составляет неформатированную емкостью диска (formatless). Емкость дисковых носителей, учитывающая служебные данные, составляет форматированную ёмкость диска (formatted). Естественно первая всегда больше второй.

 

       Каждая дорожка  поверхности диска разбивается  на отдельные равные по объёму  секторы, в которые и записываются  данные. Для структурирования записей  файлов на поверхности диска  вводится такое понятие, как кластер. Кластер представляет собой объединение из нескольких секторов. Файл данных обычно размещается в нескольких кластерах диска. Если файл не полностью занимает завершающий кластер, то оставшиеся не записанными секторы как бы теряются, выпадая из дискового пространства.

 

      Дисководы разных  типов различаются не только характеристиками быстродействия и ёмкости, но и линейными размерами. Размеры НЖМД определяются его форм-фактором. От форм-фактора зависит, в корпусе какого системного блока можно разместить тот или иной дисковод. Бывают дисководы с горизонтальными размерами 1,8; 2,5; 3,5 дюйма. Винчестеры с полной высотой (full height) имеют размер по высоте 3,25 дюйма, с половинной высотой (half height)-1,63 дюйма, а низкопрофильные (low-profile)-1 дюйм.

 

       Ёмкость 2,5-дюймовых  дисководов уже достигла отметки 10 Гбайт при времени поиска данных 5 мс и внутренней скорости передачи данных 33 Мбайт/с. Высокую ёмкость имеют 3,5-дюймо-вые дисководы: 18,2 Гбайт при времени поиска 8 мс и внутренней скорости передачи данных 20,6 Мбайт/с. По прогнозам IBM, ёмкость 3,5-дюймовых дисководов к 2000 г. превысит 90 Гбайт.

Накопители на гибких магнитных дисках

       Накопители на  гибких магнитных дисках- это  устройства, позволяющие компьютеру  считывать и записывать информацию  на гибкие магнитные диски (дискеты), предназначенные для хранения  сравнительно небольших объемов  информации. Гибкие диски используются для переноса программ и данных между ПК, для создания небольших архивов данных. Несмотря на ограниченные возможности, накопители на гибких магнитных дисках по-прежнему входят в состав персонального компьютера. Гибкие диски (часто их называют флоппи-диски) очень удобно использовать для быстрой фиксации важной информации, которую можно со временем стереть, а также для разнообразной работы, связанной с частыми операциями записи и удаления данных. Кроме того, дискеты, как средство переноса данных, будут по-видимому, использоваться ещё достаточно долго.

 

        Накопители  на гибких магнитных дисках  для персональных компьютеров  бывают двух размеров- 5,25 и 3,5 дюйма, которые обладают различной плотностью  записи. НГМД размером 3,5 дюйма обладают более высокой плотностью записи и меньшими размерами, чем дисководы 5,25 дюйма, поэтому в настоящее время последние практически не применяются.

        Дискеты- ненадёжные  средства для резервного хранения  данных. Основа гибких дисков  разрушаются при воздействии климатических условий, поэтому после длительного хранения даже совершенно новые дискеты могут не читаться дисководом.

 

       Принцип работы  НГМД напоминает работу винчестера. Но, в отличие от него, головки  записи- считывания касаются поверхности диска. Для уменьшения износа головки используется невысокая скорость вращения диска- в пределах 300-360 об/мин.

        В настоящее  время разработана новая технология  записи на гибкий диск- HiFD(High Capacity Floppy Disk- гибкий диск высокой ёмкости). В дисководах, построенных по этой технологии, головки не касаются носителя, а “парят” над ним. Скорость вращения дисков увеличена до 3600 об/мин. Дискеты HiFD совместимы с традиционными дискетами 1,44 Мбайт, но загрузка с новых дискет будет возможна лишь при наличии соответствующего программного обеспечения поддержки новых дисков.

 

Накопители на сменных магнитных дисках

     Накопители на сменных  магнитных дисках представляют  собой устройство внешней памяти, в которых в качестве носителей  используются пластины с магнитным покрытием, сохраняемые от внешних воздействий в специальных контейнерах- картриджах. Это усройства высокой ёмкости, позволяющие переносить с компьютера на компьютер большие массивы информации и создавать архивы данных.Сменные магнитные носители не теряют информацию при всевозможных ударных воздействиях. Они переносят испытания электромагнитным излучением дисплея, выдерживают прогрев до температуры 60 C.

 

         К настоящему  времени разработано много различных  типов на-копителей на гибких и жёстких сменных магнитных дисках.

 

Дисководы компакт-дисков

       Дисководы компакт-дисков- это устройство, основанные на  оптической и лазерной технологиях  и используемые для считывания  информации с компакт-дисков, называемых  также дисками CD-ROM(Compact Disc-Read Only Memory- компакт-диск, предназначенный только для чтения). Компакт-диски являются устройствами однократной записи и многократного считывания и относятся к числу основных “переносчиков” программных продуктов. Стандартная ёмкость компакт-диска составляет 650 Мбайт.

 

        Компьютерные  компакт-диски разрабатывались по  аналогии с аудиокомпакт-дисками. В 1982 году в качестве стандарта  был выбран формат диска 4,72 дюйма, который используется и поныне. Компакт-диск имеет следующие  размеры: диаметр- 120 мм(4,72 дюйма), толщина- 1,2 мм, диаметр центрального отверстия- 15 мм. Основу диска составляет поликарбонатная пластина, на которой штампуется рельеф информационной дорожки шириной около 0,6 мкм. Дорожка состоит из микроскопических впадин, разделённых плоскими( необработанными лучом лазера) участками, расстояния

 

между витками дорожки- 1,6 мкм. Информационная дорожка развёрнута по спирали от центра к наружному краю диска. На диск напыляется отражающее покрытие из сплава алюминия, серебра или золота. Внешний слой покрывается защитным слоем лака или поли-карбоната.

         Диски CD-ROM преднозначены только для считывания  информации с помощью дисководов  компакт-дисков. В дисководе имеется  маломощный лазер. Лазерный луч  света фокусируется через оптическую систему на информационную дорожку. Отражённый от впадин и выемок луч света собирается линзой на фотоприёмник. От необработанных при записи участков дорожки луч света не отражается, а рассеивается. Импульсы от отражённых и рассеянных участков дорожки диска анализируются логическим устройством дисковода.

 

Отражённые участки констатируются как логические единицы, а рассеянные – как нули.

        Дисководы компакт-дисков – медленные  устройства. При постоянной скорости  записи и считывания 75 секторов в секунду скорость передачи данных компакт – диска составляет 150 Кбайт/с. Эта величина принимается за единицу скорости передачи данных CD – ROM. В настоящее время используются дисководы, работающие на повышенных скоростях. В n-скоростных дисководах скорость 150 Кбайт/с пропорционально увеличивается в n раз. Кратность скорости принято обозначать Х-рейтинга, причём для записи и считывания кратности скоростей могут отличаться.

 

        Имеется несколько разновидностей  дисков оптической технологии. Кроме дисков CD – ROM существуют стираемые (CD – Erasable) и записывающие ( CD – R) диски. В стираемых дисках CD – E допускаются  несколько повторных записей. В CD – R возможна однократная запись, в отличие от CD – ROM , которые предназначены только для считывания информации.

        Принципиально новое поколение  перезаписываемых CD разработано на  базе технологии универсального  цифрового диска DVD (Digital Versatile Disk –  цифровой универсальный диск). Стандарт DVD объединяет подмножество оптических  технологий для хранения цифровой информации любого типа аудио – и видеоданных.

 

        Стандартом DVD описываются два типа  совместимых между собой носителей: DVD – видеодиска и DVD – диска  для компьютерных программ. Последние  бывают трёх типов: для хранения  цифровых данных- DVD – ROM ; для однократной записи DVD – R ; для многократной перезаписи – DVD – RAM.

        Диски DVD – ROM бывают четырёх типов: односторонние однослойные ёмкостью 4,7 Гбайт; односторонние двухслойные  ёмкостью 8,5 Гбайт; двухсторонние однослойные ёмкостью 9,4 Гбайт; двухсторонние двухслойные 17 Гбайт.

 

         Информационной  ёмкости 4,7 Гбайт  достаточно для 133 минут высококачественного  воспроизведения видеоизображения  в формате MPEG-2 со звуковым сопровождением  на 8 языках и с субтитрами на 32-языках.

        Любой накопитель DVD имеет обратную  совместимость с существующими  дисководами CD – ROM и способен считывать  данные с обычных компакт –  дисков. В настоящий момент существуют  накопители на дисках DVD – ROM двух  поколений, которые так и называются: DVD – 1 и DVD – 2.    

Периферийные устройства

        Периферийное устройство- это любое  устройство, соединённое с 

 компьютером, в том числе устройства ввода-вывода, вспомогательные устройства и  устройства внешней памяти.

Модемы

        Модем (модулятор- демодулятор)- устройство, способное осуществлять модуляцию и демодуляцию информационных сигналов, т.е. преобразовывать поток цифровых битов в аналоговые сигналы, пригодные для передачи по аналоговому каналу связи, и, наоборот, преобразовывать принимаемые аналоговые сигналы обратно в цифровые. Модем предназначен для подключения ПК к аналоговым линиям телефонной связи. Он позволяет через обыкновенную телефонную линию работать в сети Internet, «переписываться» по электронной почте с любым абонентом, включенным в состав пользователей сети электронной почты. С его помощью можно просматривать много полезной информации на электронной доске объявлений BBS(Bulle-tin Board System).

 

        Аналоговые модемы, с которыми  пользователь чаще всего имеет  дело,- это лишь одно из «модемных семейств». Существуют также модемы цифровой связи, кабельные модемы и др., которые не нашли в государствах СНГ  ещё достаточно широкого применения из-за отсутствия широкой инфраструктуры цифровых региональных сетей и сетей кабельного телевидения. Аналоговые модемы бывают встроенными, карманными и внешними. Встроенные модемы устанавливаются в слот расширения на материнской плате и имеют два разъёма для подключения телефонного аппарата и телефонной линии. Внешние модемы имеют собственный блок питания и ещё один разъём для подключения к компьютеру через последовательный порт. Карманные модемы подключаются через специальный адаптер к различным разновидностям переносных  ПК.

 

        Работа модема состоит в том, чтобы передавать и принимать цифровые данные по двухпроводной телефонной линии. Через оборудование АТС по аналоговым линиям можно пересылать только звуковые сигналы. Импульсы цифровых данных в такие линии без специального оборудования не передаются. В аналоговых модемах цифровые импульсы преобразуются в аналоговые сигналы, пригодные для передачи по телефонной двухпроводной линии связи, с обратным преобразованием на приёмной стороне. Модем выполняет кодирование и декодирование, сжатие и усиление сигналов.

 

        Скорости, с которыми работают современные аналоговые модемы, лежат в пределах 28,8-56 Кбит/с. Количество передаваемых данных растёт благодаря сжатию информации. Системы сжатия позволяют довести скорость, например, с 28,8 Кбит/с до 115,2 Кбит/с. Этого вполне достаточно для уверенного сеанса связи в сети Internet.

 

Сканеры

        Для преобразования графической (рисунки, фотографии) или  текстовой  информации с твердого носителя (например, бумаги) в         электронную форму, т.е. в такую, которая  «понятна» компьютеру, используются  сканеры.

        Различают двухуровневые, полутоновые  и цветные сканеры. Двухуровневые (бинарные), или штриховые сканеры  «понимают»

лишь два уровня яркости – черный и белый и могут быть использованы для сканирования штриховых рисунков, например чертежей. Для того чтобы посредством штриховых сканеров получить полутоновое изображение, используется «псевдорастрирование» – эмуляция серой шкалы.

 

        При полутоновом способе воспроизведение  каждый пиксель 

имеет несколько возможных уровней яркости. Полутоновые сканеры, как правило, поддерживают 16, 64 или 256 градаций серого цвета. Для хранения полутоновых изображений требуется большое

количество памяти. Для более компактного хранения информации

сканирования используются различные методы сжатия данных.

Если полутоновые сканеры имеют градации серого, то цветные сканеры обладают «глубиной» цвета, которая позволяет судить о точности цвета передач отсканированного изображения.

 

        Разрешающая способность сканера  измеряется количеством точек  на дюйм (dpi) изображения. Следует различать истинное оптическое и программное разрешение. Оптическое разрешение – это предельно допустимая величина, обеспечиваемая возможностями аппаратных средств сканера. Дальнейшее повышение качества

сканированного изображения возможно лишь при использовании

программных методов интерполяции. Интерполяция – это метод

расчёта значений промежуточных величин по уже известным значе-

 

ниям. Благодаря этим методам на получаемом при сканировании