 |
Аппаратное обеспечение. Память.
|
|
|
|
Аппаратное обеспечение включает в себя все физические части компьютера (ЭВМ), но не включает информацию (данные), которые он хранит и обрабатывает, и программное обеспечение, которое им управляет: материнская плата, системная шина, память, микропроцессор, накопители информации, видеоподсистема, аудиоподсистема, устройства ввода, устройства вывода, устройства связи.Производительность ПК зависит от памяти, с которой она работает. Память — внутренняя память компьютера, кот классифицируется:
1) ОЗУ (RAM) — оперативное запоминающее устройство. Предназначена для хранения данных команд, необходимых процессору для выполнения операций. Данные процессору передаются либо непосредственно, либо через кэш-память. ОЗУ является энергозависимым.
2) ПЗУ (ROM) — постоянное запоминающее устройство. Энергетически независимая память для хранения информации длительное время. Существует несколько разновидностей ПЗУ:
а) ROM изготовлен фабричным методом. В дальнейшем изменить данные нет возможности.
b) PROM — программируемые ПЗУ. На данную микросхему памяти данные могут быть только один раз. Данные записываются с помощью специального устройства.
c) EPROM — перепрограммируемые ПЗУ. Специальный тип памяти PROM, данные с которой могут быть удалены с помощью УФ.
d) EEPROM — электрическое стираемое перепрограммируемое ПЗУ.
Данные могут быть удалены несколько десятков тысяч раз с помощью эл заряда. Спец тип — флэш-память. Разница между флэш и EEPROM в том, что EEPROM способен считывать или записывать данные побайтно, а флэш-память — блоками, т. е. флэш более быстрая. Предназначена для хранения информации и/или переноса между мобильными устройствами и ПК. Для исполнения программы на ПК в моменты программирования и стирания флэш-памяти требуется ОЗУ. Подобно ОЗУ, флэш-память модифицируется электрически внутрисистемно, но подобно ПЗУ, flash-память энергонезависима и хранит данные даже после отключения питания. Наибольшее распространение получили карты памяти и тип Boot Block. Flash-память типа Boot Block служит для хранения обновляемых программ и данных в сотовых телефонах (SIM-карта), модемах, BIOS-ах, системы управления автомобильными двигателями и т. п.
|
|
|
BIOS содержит множество настроек, которые позволяют повысить не только быстродействие, но и его безопасность.
· Cashe-память (Кэш-память) — сверхоперативная память (СОЗУ), является буфером между ОЗУ и процессором (несколькими процессорами) и другими абонентами системной шины. В основе кэширования лежит правило 80:20. Это означает, что около 20% предложений и данных при вычислении исп только около 80% машинного времени. Для того, чтобы знабжать процессор наиболее востребованными командами и используют кэш-память
· Характеристики памяти.
1. Тип памяти. Обозначает статическая (SRAM — Static RAM) она или динамическая (DRAM — Dynamic RAM).
статическую память исп в качестве кэш-памяти. Ячейки статической памяти имеют малое время срабатывания, микросхемы на их основе имеют низкую удельную плотность данных и высокое энергопотребление. Поэтому статическая память используется в основном в качестве буферной (кэш-память).
динамическая память. Ячейки динамической памяти имеют большее время срабатывания, но большую удельную плотность и меньшее энергопотребление. Динамическая память используется в качестве основной.
2. Объем памяти. Показывает общую емкость микросхемы. Измеряется в Мб.
3. Структура памяти. Обозначает количество ячеек памяти и разрядность каждой ячейки. Разрядность памяти — это количество байт (или бит), с которыми операция чтения или записи может быть выполнена одновременно. Разрядность основной памяти обычно согласуется с разрядностью внешней шины процессора.
|
|
|
4. Время доступа (время такта для синхронных устройств). Характеризует скорость работы микросхемы и обычно указывается в наносекундах (нс) через тире в конце наименования
5. Корпуса и форм-факторы микросхем памяти.
1. Printer Memory — 100pin DIMM — специальная память, предназначенная для принтеров. Имеет вырез (ключ) "со смещением", ответственным за контроль рабочего напряжения (3,3 вольт).
Память бывает основная и внешняя. Основная память состоит из двух компонентов: постоянного запоминающего устройства (ROM или ПЗУ) и оперативного запоминающего устройства (RAM или ОЗУ). Внешние запоминающие устройства (ВЗУ) также бывают разных типов.
Аппаратное обеспечение. Устройства хранения информации.
Аппаратное обеспечение включает в себя все физические части компьютера (ЭВМ), но не включает информацию (данные), которые он хранит и обрабатывает, и программное обеспечение, которое им управляет: материнская плата, системная шина, память, микропроцессор, накопители информации, видеоподсистема, аудиоподсистема, устройства ввода, устройства вывода, устройства связи.
1. Накопители на гибких магнитных дисках (флоппи диски, FDD). В основе этих устройств хранения лежит гибкий магнитный диск, помещенный в твердую оболочку. Существует три типа накопителей на гибких магнитных дисках (8"; 5,25"; 3,5"), и несколько типов SS, DS, DD, HD, EHD. Емкость — от 160 Кб (SD) до 2,88 Мб (EHD (extra high density) — сверхвысокая плотность). В данный момент применяются в основном дискеты типа HD (high density — высокая плотность) формата емкостью 1,44 Мб. Размеры Floppy-дисков удобны, цена невысока и они достаточно надежны в эксплуатации.
2. Zip и Jaz Iomega discs. Были созданы для замены гибких магнитных дисков. В дисках Zip используются тонкие магнитные покрытия с высокой коэрцитивной силой. Емкость — до 250 Мб. Jaz представляет собой сменный картридж емкостью выше 1 Гб.
3. Магнито-оптические диски выпускаются размером 3,5 и 5,25 дюймов емкостью выше 1 Гб.
4. Магнитные ленты (magnetic tapes). Современные магнитные ленты напоминают обычные магнитофонные кассеты и характеризуются строго последовательным доступом к содержащейся на них информации. Емкость до нескольких гигабайт.
|
|
|
Оптические диски
CD (Compact Disk Read Only Memory) Максимальная емкость CD-ROM составляет около 750 Мбайт и 180 Мбайт для дисков диаметром 12 и 8 см соответственно. Бывают двух видов:
· одноразовой записи (CD-R) — можно записывать, но нельзя стирать.
· многоразовой записи (CD-RW) — можно записывать и стирать до 1000 раз
DVD (Digital Versatile Disc — цифровой многоцелевой диск или Digital Video Disk — цифровой видеодиск) — это семейство оптических дисков с большой емкостью, достигнутой за счет применения лазера в спектре видимого красного излучения — 635 нм (в отличие от CD, где применяется лазер инфракрасного излучения — 780 нм), что позволило увеличить плотность записи. 4 типа по конструкции
· DVD-5: односторонний диск с однослойной записью и max емкостью 4,7 Гб.
· DVD-9: это двухуровневый односторонний диск с max емкостью 8,5 Гбайт.
· DVD-10: однослойный двухсторонний диск с одним информационным слоем и max емкостью 9,4 Гб;
· DVD-18: двухстор. диск с двумя информационными слоями и max емкостью 17 Гб.
Также бывают двух видов: одноразовой записи (DVD -R) и многоразовой записи (DVD -RW).
6. Винчестер (Hard Disk Drive, HDD, накопитель на жестких магнитных дисках, жесткий диск, "винт", "хард") — это устройство, предназначенное для долговременного хранения информации (операционных систем, программ и данных). По способу записи и чтения информации винчестеры относятся к магнитным накопителям.
Жесткий диск имеет несколько основных параметров:
· Протокол передачи данных.
· Скорость вращения шпинделя — это скорость, с которой вращаются диски. Измеряется в оборотах в минуту (rpm). Она влияет:
— на скорость чтения с поверхности диска.
— на время доступа к нужной информации.
· Объём. Измеряется в гигабайтах (Gb).
· Плотность записи. Измеряется в гигабайтах на пластину. Внутри HDD находится один или несколько дисков. Она влияет:
— на скорость, на охлаждение, Объем КЭШа,
Видеокарта
Обработкой видео-данных занимается видеокарта. Это устройство, преобразующее изображение, находящееся в памяти компьютера, в видеосигнал для монитора. В процессе развития использовались следующие стандарты
|
|
|
· MDA (Monochrome Display Adapter) MGA (Monochrome Graphics Adapter) — одна из первых графических плат MDA (1981) работала только в текстовом режиме с разрешением 25х80 символов (физически 720x350 точек)
· CGA (Color Graphics Adapter) — первая цветная графическая плата. Она могла работать либо в текстовом режиме с разрешениями 40x25 и 80x25 (матрица символа — 8x8), либо в графическом с разрешениями 320x200 или 640x200.
· EGA (Enhanced Graphics Adapter) — улучшенный графический адаптер, с расширенной до 64 цветов палитрой. Было улучшено разрешение до 640x350 точек.
· MCGA (Multi Color Graphics Array) — многоцветный графический адаптер. Текстовое разрешение было поднято до 640x400. Количество цветов увеличено до 262144.
· VGA (Video Graphics Array — графический видео массив). Это фактический стандарт видеоадаптера с конца 80-х годов. Добавлены текстовое разрешение 720x400 и графический режим 640x480. Дальше появился стандарт IBM 8514/a с разрешениями 640x480x256 и 1024x768x256, и IBM XGA с текстовым режимом 132x25 (1056x400) и увеличенной глубиной цвета (640x480x65K).
· SVGA (Super Video Graphics Array), видеографическая матрица высокого класса, превосходят VGA по разрешению (от 800*600 и выше) и/или количеству цветов (True Color 16—32 млн цветов). Является стандартом среди видео-карт с 1992 года.
Основные характеристики видеокарты:
1. Видеопамять. В ней хранится изображение. Ее объем определяет максимально возможное разрешение. Разрешение характеризуется тремя составляющими: по горизонтали, по вертикали и количеством возможных цветов точки.
4. Video RОM (ПЗУ). Служит для хранения видео-BIOS-а, экранных шрифтов и прочей, необходимой для первоначального запуска адаптера, информации. В видеокарту встраиваются графические ускорители — специализированные графические сопроцессоры, увеличивающие эффективность видеосистемы. Их применение освобождает центральный процессор от большого объёма операций с видеоданными. Существуют 2D- и 3D-ускорители для работы с 2- и 3-мерной графикой.
12. Монитор: ЭЛТ
ЭЛТ (на основе электроннолучевой трубки) кинескоп. ЭЛТ-мониторы: главная часть монитора – электроннолучевая трубка, в которой происходит непрерывная бомбардировка электронами люминисцентного экрана из 3-х электронных пушек разных цветов.
Для того, чтобы электронный луч каждой пушки попадал на люминофор только данного цвета и не возбуждал другой точки доступ к ним преграждается теневой маской, которая изготовлена из железоникелевого сплава. От качества отверстий и поверхности маски зависит четкость изображения и частота его цветов. Различают 3 вида теневых масок:
1) теневая маска;
2) щелевая маска;
3) апертурная решетка;
|
|
|
Теневая и щелевая маски обеспечивают более высокое напряжение, а следовательно большую четкость деталей. Апертурная решетка проводит больше света чем теневая маска, поэтому цвета на экране более яркие и насыщенные. Меньшая вероятность появления муара там, где апертурная решетка.
Основные характеристики ЭЛТ-мониторов:
1. размер по диагонали 17 дюймов (в ЭЛТ-мониторах действительный размер изображения меньше на 1 дюйм);
2. разрешение – чем выше разрешение, тем лучше;
3. частота кадровой развертки – количество раз, которые сменится изображение на экране за 1 секунду, параметр, который влияет на зрение человека, при малой частоте ощущается мерцание. Необходимо выставлять 85 Гц и выше.
4. шаг точки(зерно) – измеряется в сотых долях миллиметра. Шаг – расстояние между смежными RGB-группами. Чем меньше зерно, тем больше точек приходится на единицу длины. В современных мониторах зерно составляет 0,21-0,23 мм.
5. покрытие экрана. В современных мониторах применяется антибликовое покрытие. На поверхность экрана наносится химическое вещество, которое обеспечивает эффект, в результате которого свет не отражается от поверхности.
6. уровень излучения –иногда применяются защитные фильтры(сеточные, пленочные, стеклянные). Фильтры не только защищают от излучения, но также повышают контрастность изображения.
ЖК-мониторы
2) ЖК-мониторы – ЖК-экран состоит из 2 стеклянных панелей(подложек), между которыми размещается слой ЖК-вещества. Как в обычном мониторе экран ЖКМ представляет собой совокупность отдельных элементов ЖК-ячеек, каждая из которых генерирует один пиксель изображения. Однако, в отличие от зерна люминофора ЭЛТ-монитора ЖК-ячейка сама не генерирует свет, а лишь управляет интенсивностью проходящего света, поэтому ЖКМ всегда имеют подсветку. Т. обр. принцип получения изображения основан на том, что жидкие кристаллы способны менять ориентацию в производстве под действием света и изменять свойства данного светового луча. Выделяют 2 типа ЖКМ:
А) ЖКМ с пассивной матрицей – ограничен угол обзора; время отклика очень большое. Используются в современных иониторах.
Б) ЖКМ с активной матрицей – каждая ячейка управляется транзистором (ТПТ – тонко пленочные транзисторы).
Основные характеристики мониторов:
1. размер и ориентация экрана; номинальная область совпадает с рабочей областью. Можно выставить портретную или ландшафтную ориентацию.
2. разрешение – особенность в том, что ЖКМ предназначены для работы с каким-либо одним разрешением. При использовании других разрешений появляется лестничный эффект, это обусловлено тем, что пиксель изображения может быть образован только целым количеством ячеек. Если необходимо снизить разрешение, то по ряду причин она не является столь жесткой.
3. частота – для комфортной работы достаточно, чтобы частота была 60 Гц, это обусловлено тем, что ЖК-ячейки обладают большей инерционностью по сравнению с люминофором.
4. время реакции пикселя(инерционность) это время необходимое пикселю для смены цвета; время, которое необходимо транзистору изменить пространственную ориентацию жидких кристаллов, выражающихся в миллисек.
5. яркость – чем выше яркость, тем более красочное изображение, менее заметны блики, а также увеличивается угол обзора –150-200кандел/метр квадратный.
6. Контрастность – соотношение уровня яркости между самым светлым и самым темным участками, которые отображают монитор.
7. угол обзора – максимальный угол обзора определяется как угол при котором контрастность уменьшается в 10 раз. Угол по цвету и угол по контрасту различают.
Устройства ввода
Клавиатура -- одно из самых распространенных на сегодня устройств ввода информации в компьютер. Она позволяет нажатием клавиш вводить символьную информацию.
Ключевой принцип работы клавиатуры заключается в том, что она воспринимает нажатия клавиш и преобразует их в двоичный код, индивидуальный для каждой клавиши.
Сканеры. Принцип действия. Лист бумаги с текстом или рисунком освещается специальным источником света. Когда свет отражается от оригинала или проходит через него, амплитуда его сигнала слегка ослабевает. Это изменение регистрируют датчики сканера, которые измеряют разницу между световыми значениями. Разница преобразуется в оттенок и определяет цвет пикселей.
Существует два вида датчиков, по которым выделяют 2 типа сканеров. В планшетных сканерах используются приборы с зарядовой связью (Charged-coupled devices — CCD), в барабанных — фотоэлектронные умножители.
Отличие. В случае увеличения интенсивности источника света происходит насыщение полупроводникового элемента ПЗС, т.е. увеличение освещенности практически не увеличивает выходной ток. Поэтому системы с полупроводниковыми считывающими элементами имеют меньший динамический диапазон входного сигнала и больший уровень шумов по сравнению с устройствами, построенных на базе ФЭУ.
Характеристики
Различают два вида разрешений. Оптическое разрешение (истинное) — это количество ПЗС-элементов, задействованных при сканировании оригинала, на единицу длины. Т.е. когда вы сканируете при разрешении, превышающем оптическое, сканер выполняет интерполяцию дополнительных пикселей, т.е. оценивает их возможные значения.
Битовая глубина показывает, сколько разных цветовых оттенков способно прочитать сканирующее устройство. Сегодня используются 30-, 36-, 48-битовые сканеры. используя 16 бит на 1 канал — свыше 300 миллиардов оттенков.
Динамический диапазон — это диапазон тех оттенков, которые может прочитать сканер. Динамический диапазон часто называют плотностью, которой измеряют чувствительность сканера при распознавании деталей в самой светлой и самой темной областях изображения.
Оттенки темного изображения точно распознать труднее всего, поэтому значения уровня плотности оценивают самую темную часть диапазона сканера. Т.е. у сканера уровень плотности должен быть выше, чем у сканируемого материала, т.к. не удастся воспроизвести все цвета.
Устройства вывода
Аппаратное обеспечение включает в себя все физические части компьютера (ЭВМ), но не включает информацию (данные), которые он хранит и обрабатывает, и программное обеспечение, которое им управляет: материнская плата, системная шина, память, микропроцессор, накопители информации, видеоподсистема, аудиоподсистема, устройства ввода, устройства вывода, устройства связи.
Матричные принтеры
Идея матричных печатающих устройств заключается в том, что требуемое изображение воспроизводится из набора отдельных точек, получающихся под действием иголок, ударяющих через красящую ленту по бумаге и оставляющих на ней след. Иголки закреплены в печатающей головке и приводятся в движение электромагнитами.. Существуют 9-, 18- и 24-игольчатые принтеры и строчный принтер.
Достоинства этих принтеров определяются, в первую очередь их универсальностью, которая заключается в способности работать с любой бумагой, а также низкой стоимостью печати.
– скоростью печати, шум
Струйные принтеры
Принцип, лежащий в основе струйной печати с использованием жидких чернил, состоит в нанесении капелек чернил непосредственно на поверхность бумаги, пленки или ткани. Импульсная печатающая головка струйного принтера, подобно головке матричного принтера, состоит из вертикального ряда камер, способных нанести на бумагу одну или несколько вертикальных полосок.
Благодаря высокой скорости полета капель допускается использовать поверхности с сильными неровностями и в зависимости от требований к качеству печати размещать их на расстоянии 1-2 см от сопла-распылителя. В результате можно наносить маркировку, например данные о сроке годности товара на картонные коробки, бутылки, консервные банки, яйца или кабели.
Качество струйной печати зависит, главным образом, от трех основных факторов: качества печатающего узла (разрешение), качества чернил (передача полутонов и цвета), типа используемого носителя (непосредственно связан с предыдущим фактором — насколько хорошо данные чернила сочетаются в данным типом бумаги или пленки).
Лазерные принтеры
Главная часть — ф оторецептор (барабан), который представляет собой специальный материал, нанесенный на металлическую основу. Ф. заряжается коротроном заряда, который представляет собой металлическую проволоку или же резиновый вал с металлической основой.
После зарядки на фоторецептор подается изображение, которое освещается мощным источником света (лазером) и проецируется через систему зеркал. Те места на фоторецепторе, на которые падает свет меняют свой потенциал или вообще теряют заряд. Таким образом на фоторецепторе остается рисунок оригинала в виде заряженных участков.
Затем фоторецептор входит в контакт с магнитным валом, который покрыт смесью тонера и носителя.
Тонер представляет собой пыль, состоящую из мельчайших частиц определенного цвета. Носитель представляет собой железные частицы, на которых осаждается тонер.
Тонер переходит на фоторецептор за счет противоположного заряда на фоторецепторе.
Затем с помощью специального механизма бумага отрывается от рецептора и подается на запекание.
Запекание представляет собой процесс высокотемпературного нагрева бумаги с одновременным прижимом специальным валиком. Остатки тонера удаляются в бункер отработки.
Эти принтеры при своей относительно высокой стоимости очень экономичны в эксплуатации и намного менее требовательны к качеству бумаги, по сравнению со струйными принтерами.
|
|
|
