Архітектура комп'ютерів

Конфігурація ЕОМ

Тема. КОМПОНЕНТИ КОМП’ЮТЕРА

1. Структурна схема пк

Комп’ютер - це універсальна технічна система, спроможна чітко виконувати визначену послідовність операцій певної програми. Персональним комп’ютером (ПК) може користуватись одна людина без допомоги обслу говуючого персоналу. Взаємодія з користувачем відбувається через багато середовищ, від алфавітно-цифрового або графічного діалогу за допомогою дисплея, клавіатури та мишки до пристроїв віртуальної реальності.

Конфігурацію ПК можна змінювати в міру необхідності. Але, існує поняття базової конфігурації, яку можна вважати типовою:

  • системний блок;
  • монітор;
  • клавіатура;
  • мишка.
  • Комп’ютери випускаються і у портативному варіанті (laptop або notebook виконання). В цьому випадку, системний блок, монітор та клавіатура містяться в одному корпусі: системний блок прихований під клавіатурою, а монітор вбудований у кришку.

    Системний блок - основна складова, в середині якої містяться найважливіші компоненти. Пристрої, що знаходяться в середині системного блока називають внутрішніми, а пристрої, що під’єднуються ззовні називають зовнішніми. Зовнішні додаткові пристрої, що призначені для вводу та виводу інформації називаються також периферійними. За зовнішнім виглядом, системні блоки відрізняються формою корпуса, який може бути горизонтального (desktop) або вертикального (tower) виконання. Корпуси вертикального виконання можуть мати різні розміри: повнорозмірний (BigTower), середньорозмірний (MidiTower), малорозмірний (MiniTower). Корпуси горизонтального виконання є двох форматів: вузький (Full-AT) та надто вузький (Baby-AT). Корпуси персональних комп’ютерів мають різні конструкторські особливості та додаткові елементи (елементи блокування несанкціонованого доступу, засоби контролю внутрішньої температури, шторки від пилу).

    Корпуси поставляються разом із блоком живлення. Потужність блоку живлення є одним із параметрів корпусу. Для масових моделей достатньою є потужність 200-250 Вт.

    Основними вузлами системного блоку є:

  • електричні плати, що керують роботою комп’ютера (мікропроцесор, оперативна пам’ять, контролери пристроїв тощо);
  • накопичувач на жорсткому диску (вінчестер), призначений для читання або запису інформації;
  • накопичувачі (дисководи) для гнучких магнітних дисків (дискет).
  • Основною платою ПК є материнська плата (MotherBoard). На ній розташовані:

  • процесор - основна мікросхема, що виконує математичні та логічні операції;
  • чіпсет (мікропроцесорний комплект) - набір мікросхем, що керують роботою внутрішніх пристроїв ПК і визначають основні функціональні можливості материнської плати;
  • шини - набір провідників, по яких відбувається обмін сигналами між внутрішніми пристроями комп’ютера;
  • оперативний запам’ятовуючий пристрій (ОЗП) - набір мікросхем, що призначені для тимчасового зберігання даних, поки включений комп’ютер;
  • постійний запам’ятовуючий пристрій (ПЗП) - мікросхема, призначена для довготривалого зберігання даних, навіть при вимкненому комп’ютері;
  • роз’єми для під’єднання додаткових пристроїв (слоти).
  • 2. Мікропроцесор та його характеристики

    Процесор - головна мікросхема комп’ютера, його "мозок". Він дозволяє виконувати програмний код, що знаходиться у пам’яті і керує роботою всіх пристроїв комп’ютера. Швидкість його роботи визначає швидкодію комп’ютера. Конструктивно, процесор - це кристал кремнію дуже маленьких розмірів. Процесор має спеціальні комірки, які називаються регістрами. Саме в цих регістрах містяться команди, які виконуються процесором, а також дані, якими оперують ці команди. Робота процесора полягає у вибиранні з пам’яті у певній послідовності команд та даних і виконанні їх. На цьому і базується виконання програм. У ПК обов’язково має бути присутній центральний процесор (Central Rpocessing Unit - CPU), який виконує всі основні операції. Часто ПК оснащений додатковими сопроцесорами, орієнтованими на ефективне виконання специфічних функцій, такими як, математичний сопроцесор для обробки числових даних у форматі з плаваючою точкою, графічний сопроцесор для обробки графічних зображень, сопроцесор введення/виведення для виконання операції взаємодії з периферійними пристроями.

    Основними параметрами процесорів є:

  • тактова частота,
  • розрядність,
  • робоча напруга,
  • коефіцієнт внутрішнього домноження тактової частоти,
  • розмір кеш пам’яті.
  • Тактова частота визначає кількість елементарних операцій (тактів), що виконуються процесором за одиницю часу. Тактова частота сучасних процесорів вимірюється у МГц (1 Гц відповідає виконанню однієї операції за одну секунду, 1 МГц=106 Гц). Чим більша тактова частота, тим більше команд може виконати процесор, і тим більша його продуктивність. Перші процесори, що використовувалися в ПК працювали на частоті 4,77 МГц, а сьогодні робочі частоти найсучасніших процесорів досягли позначки в 2 ГГц (1 ГГц = 103 МГц).

    Розрядність процесора показує, скільки біт даних він може прийняти і обробити в свої регістрах за один такт. Розрядність процесора визначається розрядністю командної шини, тобто кількістю провідників у шині, по якій передаються команди. Сучасні процесори сімейства Intel є 32-розрядними.

    Робоча напруга процесора забезпечується материнською платою, тому різним маркам процесорів відповідають різні материнські плати. Зараз робоча напруга процесорів не перевищує 3 В. Пониження робочої напруги дозволяє зменшити розміри процесорів, а також зменшити тепловиділення в процесорі, що дозволяє збільшити його продуктивність без загрози перегріву.

    Коефіцієнт внутрішнього домноження тактової частоти - це коефіцієнт, на який слід помножити тактову частоту материнської плати, для досягнення частоти процесора. Тактові сигнали процесор отримує з материнської плати, яка з чисто фізичних причин не може працювати на таких високих частотах, як процесор. На сьогодні тактова частота материнських плат складає 100-133 МГц. Для отримання більш високих частот у процесорі відбувається внутрішнє домноження на коефіцієнт 4, 4.5, 5 і більше.

    Кеш-пам’ять. Обмін даними всередині процесора відбувається набагато швидше ніж обмін даними між процесором і оперативною пам’яттю. Тому, для того щоб зменшити кількість звертань до оперативної пам’яті, всередині процесора створюють так звану надоперативну або кеш-пам’ять. Коли процесору потрібні дані, він спочатку звертається до кеш-пам’яті, і тільки якщо там потрібні дані відсутні, відбувається звертання до оперативної пам’яті. Чим більший розмір кеш-пам’яті, тим більша ймовірність, що необхідні дані знаходяться там. Тому високопродуктивні процесори оснащуються підвищеними обсягами кеш-пам’яті. Розрізняють кеш-пам’ять першого рівня (виконується на одному кристалі з процесором і має об’єм порядку декілька десятків Кбайт), другого рівня (виконується на окремому кристалі, але в межах процесора, з об’ємом в сто і більше Кбайт) та третього рівня (виконується на окремих швидкодійних мікросхемах із розташуванням на материнській платі і має обсяг один і більше Мбайт).

    У процесі роботи процесор обробляє дані, що знаходяться в його регістрах, оперативній пам’яті та зовнішніх портах процесора. Частина даних інтерпретується як власне дані, частина даних - як адресні дані, а частина - як команди. Сукупність різноманітних команд, які може виконати процесор над даними, утворює так звану систему команд процесора. Чим більший набір команд процесора, тим складніша його архітектура, тим довший запис команд у байтах і тим довша середня тривалість виконання команд.

    Так, процесори Intel, які використовуються в IBM-сумісних ПК, нараховують більше тисячі команд і відносяться до так званих процесорів із розширеною системою команд - CISC-процесорів (CISC - Complex Instruction Set Computing). На противагу CISC-процесорам розроблено процесори архітектури RISC із скороченою системою команд (RISC - Reduced Instruction Set Computing). При такій архітектурі кількість команд набагато менша, і кожна команда виконується швидше. Таким чином, програми, що складаються з простих команд виконуються набагато швидше на RISC-процесорах.

    Зворотна сторона скороченої системи команд полягає в тому, що складні операції доводиться емулювати далеко не завжди ефективною послідовністю простіших команд. Тому CISC-процесори використовуються в універсальних комп’ютерних системах, а RISC-процесори - у спеціалізованих. Для ПК платформи IBM PC домінуючими є CISC-процесори фірми Intel, хоча останнім часом компанія AMD виготовляє процесори сімейства AMD-K6, які мають гібридну архітектуру (внутрішнє ядро цих процесорів виконане по RISC-архітектурі, а зовнішня структура - по архітектурі CISC).

    В комп’ютерах IBM PC використовують процесори, розроблені фірмою Intel, або сумісні з ними процесори інших фірм, що відносяться до так званого сімейства x86. Родоначальником цього сімейства був 16-розрядний процесор Intel 8086. В подальшому випускалися процесори Intel 80286, Intel 80386, Intel 80486 із модифікаціями, різні моделі Intel Pentium, Pentium MMX, Pentium Pro, 6 Pentium II, Celeron, Pentium III. Найновішою моделлю фірми Intel є процесор Pentium IV. Серед інших фірм-виробників процесорів слід відзначити AMD із моделями AMD-K6, Athlon, Duron та Cyrix.

    Шини

    З іншими пристроями, і в першу чергу з оперативною пам’яттю, процесор зв’язаний групами провідників, які називаються шинами. Основних шин три:

  • шина даних,
  • адресна шина,
  • командна шина.
  • Адресна шина. Дані, що передаються по цій шині трактуються як адреси комірок оперативної пам’яті. Саме з цієї шини процесор зчитує адреси команд, які необхідно виконати, а також дані, із якими оперують команди. У сучасних процесорах адресна шина 32-розрядна, тобто вона складається з 32 паралельних провідників.

    Шина даних. По цій шині відбувається копіювання даних з оперативної пам’яті в регістри процесора і навпаки. У ПК на базі процесорів Intel Pentium шина даних 64-розрядна. Це означає, що за один такт на обробку поступає відразу 8 байт даних.

    Командна шина. По цій шині з оперативної пам’яті поступають команди, які виконуються процесором. Команди представлені у вигляді байтів. Прості команди вкладаються в один байт, але є й такі команди, для яких потрібно два, три і більше байтів. Більшість сучасних процесорів мають 32-розрядну командну шину, хоча існують 64-розрядні процесори з командною шиною.

    Шини на материнській платі використовуються не тільки для зв’язку з процесором. Усі інші внутрішні пристрої материнської плати, а також пристрої, що підключаються до неї, взаємодіють між собою за допомогою шин. Від архітектури цих елементів багато в чому залежить продуктивність ПК у цілому. Розглянемо коротко основні шинні інтерфейси материнських плат.

    ISA (Industry Standard Architecture). Дозволяє зв’язати між собою всі пристрої системного блоку, а також забезпечує просте підключення нових 7 пристроїв через стандартні слоти. Пропускна здатність складає до 5,5 Мбайт/с. У сучасних комп’ютерах може використовуватися лише для під’єднання зовнішніх пристроїв, що не вимагають більшої пропускної здатності (звукові карти, модеми і т.д.).

    EISA (Extended ISA). Розширення стандарту ISA. Пропускна здатність зросла до 32 Мбайт/с. Як і стандарт ISA, цей стандарт вважається таким, що вичерпав свої можливості (у майбутньому випуск плат, що підтримують ці інтерфейси припиниться).

    VLB (VESA Local Bus). Інтерфейс локальної шини стандарту VESA. Локальна шина з’єднує процесор з оперативною пам’яттю в обхід основної шини. Вона працює на більшій частоті, ніж основна шина, що дозволяє збільшити швидкість передавання даних. Пізніше в локальну шину "врізали" інтерфейс для підключення відеоадаптера, який також вимагає підвищеної пропускної здатності, що і призвело до появи стандарту VLB. Пропускна здатність - до 130 Мбайт/с, робоча тактова частота - 50 МГц (але вона залежить від кількості пристроїв, під’єднаних до шини, що є головним недоліком інтерфейсу VLB).

    PCI (Peripherial Component Interconnect). Стандарт підключення зовнішніх пристроїв, введений в ПК на базі процесора Pentium. За своєю суттю, це також інтерфейс локальної шини з роз’ємами для під’єднання зовнішніх компонентів. Даний інтерфейс підтримує частоту шини до 66 МГц і забезпечує швидкодію до 264 Мбайт/с незалежно від кількості під’єднаних пристроїв. Важливим нововведенням цього стандарту була підтримка механізму plug-and-play, суть якого полягає в тому, що після фізичного підключення зовнішнього пристрою до роз’єму шини PCI відбувається автоматичне конфігурування цього пристрою.

    FSB (Front Side Bus). Починаючи з процесора Pentium Pro для зв’язку з оперативною пам’яттю використовується спеціальна шина FSB. Ця шина працює на частоті 100-133 МГц і має пропускну здатність до 800 Мбайт/с. Частота шини FSB є основним параметром, саме вона вказується в специфікації материнської плати. За шиною PCI залишилася лише функція підключення нових зовнішніх пристроїв.

    AGP (Advanced Graphic Port). Спеціальний шинний інтерфейс для підключення відеоадаптерів. Розроблений у зв’язку з тим, що параметри шини PCI не відповідають вимогам відеоадаптерів на швидкодію. Частота цієї шини - 33 або 66 МГц, пропускна здатність до 1066 Мбайт/с.

    USB (Universal Serial Bus). Стандарт універсальної послідовної шини визначає новий спосіб взаємодії комп’ютера з периферійним обладнанням. Він дозволяє підключати до 256 різних пристроїв із послідовним інтерфейсом, причому пристрої можуть під’єднуватися ланцюжком. Продуктивність шини USB відносно невелика і складає 1,55 Мбіт/с. Серед переваг цього стандарту слід відзначити можливість підключати і відключати пристрої в "гарячому режимі" (тобто без перезавантаження комп’ютера), а також можливість об’єднання декількох комп’ютерів у просту мережу без використання спеціального апаратного та програмного забезпе-чення.

    Контрольні запитання

    1. Що таке материнська плата?

    2. Які компоненти комп’ютера на ній розташовані?

    3. Які основні параметри процесора?

    4. Що таке тактова частота?

    Тема. ПАМ’ЯТЬ КОМП’ЮТЕРА

    1. Внутрішня пам’ять

    Під внутрішньою пам’яттю розуміють всі види запам’ятовуючих пристроїв, що розташовані на материнській платі. До них відносяться:

  • оперативна пам’ять,
  • постійна пам’ять,
  • енергонезалежна пам’ять.
  • Оперативна пам’ять RAM (Random Access Memory).

    Пам’ять RAM - це масив кристалічних комірок, що здатні зберігати дані. Вона використовується для оперативного обміну інформацією (командами та даними) між процесором, зовнішньою пам’яттю та периферійними системами. З неї процесор бере програми та дані для обробки, до неї записуються отримані результати. Назва "оперативна" походить від того, що вона працює дуже швидко і процесору не потрібно чекати при зчитуванні даних з пам’яті або запису. Однак, дані зберігаються лише тимчасово при включеному комп’ютері, інакше вони зникають.

    За фізичним принципом дії розрізняють динамічну пам’ять DRAM і статичну пам’ять SRAM. Комірки динамічної пам’яті можна представити у вигляді мікроконденсаторів, здатних накопичувати електричний заряд. Недоліки пам’яті DRAM: повільніше відбувається запис і читання даних, потребує постійної підзарядки. Переваги: простота реалізації і низька вартість. Комірки статичної пам’яті можна представити як електронні мікроелементи - тригери, що складаються з транзисторів. У тригері зберігається не заряд, а стан (включений/виключений). Переваги пам’яті SRAM: значно більша швидкодія. Недоліки: технологічно складніший процес виготовлення, і відповідно, більша вартість. Мікросхеми динамічної пам’яті використовуються як основна оперативна пам’ять, а мікросхеми статичної - для кеш-пам’яті.

    Кожна комірка пам’яті має свою адресу, яка виражається числом. В сучасних ПК на базі процесорів Intel Pentuim використовується 32-розрядна адресація. Це означає, що всього незалежних адрес є 232, тобто можливий адресний простір складає 4,3 Гбайт. Однак, це ще не означає, що саме стільки оперативної пам’яті має бути в системі. Граничний розмір обсягу пам’яті визначається чіпсетом материнської плати і зазвичай складає декілька сот мегабайт.

    Оперативна пам’ять у комп’ютері розміщена на стандартних панельках, що звуться модулями. Модулі оперативної пам’яті вставляють у відповідні роз’єми на материнській платі. Конструктивно модулі пам’яті мають два виконання - однорядні (SIMM - модулі) та дворядні (DIMM - модулі). На комп’ютерах з процесорами Pentium однорядні модулі можна застосовувати лише парами (кількість роз’ємів для їх встановлення на материнській платі завжди парне). DIMM - модулі можна встановлювати по одному. Комбінувати на одній платі різні модулі не можна. Основними характеристиками модулів оперативної пам’яті є:об’єм пам’яті та час доступу. SIMM- модулі є об’ємом 4, 8, 16, 32 мегабайти; DIMM - модулі - 16, 32, 64, 128, 256 Мбайт. Час доступу показує, скільки часу необхідно для звертання до комірок пам’яті, чим менше, тим краще. Вимірюється у наносекундах. SIMM - модулі - 50-70 нс, DIMM - модулі - 7-10 нс.

    Постійна пам’ять ROM (Read Only Memory)

    В момент включення комп’ютера в його оперативній пам’яті відсутні будь-які дані, оскільки оперативна пам’ять не може зберігати дані при вимкненому комп’ютері. Але процесору необхідні команди, в тому числі і відразу після включення. Тому процесор звертається за спеціальною стартовою адресою, яка йому завжди відома, за своєю першою командою. Ця адреса вказує на пам’ять, яку прийнято називати постійною пам’яттю ROM або постійним запам’ятовуючим пристроєм (ПЗП). Мікросхема ПЗП здатна тривалий час зберігати інформацію, навіть при вимкненому комп’ютері. Кажуть, що програми, які знаходяться в ПЗП, "зашиті" у ній - вони записуються туди на етапі виготовлення мікросхеми. Комплект програм, що знаходиться в ПЗП утворює базову систему введення/виведення BIOS (Basic Input Output 3 System). Основне призначення цих програм полягає в тому, щоб перевірити склад та працездатність системи та забезпечити взаємодію з клавіатурою, монітором, жорсткими та гнучкими дисками.

    Енергонезалежна пам’ять CMOS

    Робота таких стандартних пристроїв, як клавіатура, може обслуговуватися програмами BIOS, але такими засобами неможливо забезпечити роботу з усіма можливими пристроями (у зв’язку з їх величезною різноманітністю та наявністю великої кількості різних параметрів). Але для своєї роботи програми BIOS вимагають всю інформацію про поточну конфігурацію системи. З очевидних причин цю інформацію не можна зберігати ні в оперативній пам’яті, ні в постійній.

    Спеціально для цих цілей на материнській платі є мікросхема енергонезалежної пам’яті, яка по технології виготовлення називається CMOS. Від оперативної пам’яті вона відрізняється тим, що її вміст не зникає при вимкненні комп’ютера, а від постійної пам’яті вона відрізняється тим, що дані можна заносити туди і змінювати самостійно, у відповідності з тим, яке обладнання входить до складу системи. Мікросхема пам’яті CMOS постійно живиться від невеликої батарейки, що розташована на материнській платі. У цій пам’яті зберігаються дані про гнучкі та жорсткі диски, процесори і т.д. Той факт, що комп’ютер чітко відслідковує дату і час, також пов’язаний з тим, що ця інформація постійно зберігається (і обновлюється) у пам’яті CMOS. Таким чином, програми BIOS зчитують дані про склад комп’ютерної системи з мікросхеми CMOS, після чого вони можуть здійснювати звертання до жорсткого диска та інших пристроїв.

    2. Зовнішня пам’ять

    Зовнішня пам’ять - це пам’ять, що реалізована у вигляді зовнішніх, відносно материнської плати, пристроїв із різними принципами збереження інформації і типами носія, призначених для довготривалого зберігання інформації. Зокрема, в зовнішній пам’яті зберігається все програмне забезпечення комп’ютера. Пристрої зовнішньої пам’яті можуть розміщуватись як в системному блоці комп’ютера так і в окремих корпусах. Фізично зовнішня пам’ять реалізована у вигляді накопичувачів. Накопичувачі - це запам’ятовуючі пристрої, призначені для тривалого (що не залежить від електроживлення) зберігання великих обсягів інформації. Ємність накопичувачів в сотні разів перевищує ємність оперативної пам’яті або взагалі необмежена, якщо мова йде про накопичувачі зі змінними носіями.

    Накопичувач можна розглядати як сукупність носія та відповідного приводу. Розрізняють накопичувачі зі змінними і постійними носіями. Привід - це поєднання механізму читання-запису з відповідними електронними схемами керування. Його конструкція визначається принципом дії та виглядом носія. Носій - це фізичне середовище зберігання інформації, на зовнішній вигляд може бути дисковим або стрічковим. За принципом запам’ятовування розрізняють магнітні, оптичні та магнітооптичні носії. Стрічкові носії можуть бути лише магнітними, у дискових носіях використовують магнітні, магнітооптичні та оптичні методи запису-зчитування інформації.

    Найбільш поширеними є накопичувачі на магнітних дисках, які поділяються на накопичувачі на жорстких магнітних дисках (НЖМД) та накопичувачі на гнучких магнітних дисках (НГМД), та накопичувачі на оптичних дисках, такі як накопичувачі CD-ROM, CD-R, CD-RW та DVD-ROM

    Накопичувачі на жорстких магнітних дисках (НЖМД)

    НЖМД - це основний пристрій для довготривалого збереження великих об’ємів даних та програм. Інші назви: жорсткий диск, вінчестер, HDD (Hard Disk Drive). Ззовні, вінчестер являє собою плоску герметично закриту коробку, всередині якої знаходяться на спільній осі декілька жорстких алюмінієвих або скляних пластинок круглої форми. Поверхня кожного з дисків покрита тонким феромагнітним шаром (речовини, що реагує на зовнішнє магнітне поле), власне на ньому зберігаються записані дані. При цьому запис проводиться на обидві поверхні кожної пластини (крім крайніх) за допомогою блоку спеціальних магнітних головок. Кожна головка знаходиться над робочою поверхнею диска на відстані 0,5-0,13 мкм. Пакет дисків обертається безперервно і з великою частотою (4500-10000 об/хв), тому механічний контакт головок і дисків недопустимий.

    Запис даних у жорсткому диску здійснюється наступним чином. При зміні сили струму, що проходить через головку, відбувається зміна напруженості динамічного магнітного поля в щілині між поверхнею та головкою, що приводить до зміни стаціонарного магнітного поля феромагнітних частин покриття диску. Операція зчитування відбувається у зворотному порядку. Намагнічені частинки феромагнітного покриття спричиняють електрорушійну силу самоіндукції магнітної головки. Електромагнітні сигнали, що виникають при цьому, підсилюються й передаються на обробку.

    Роботою вінчестера керує спеціальний апаратно-логічний пристрій - контролер жорсткого диска. В минулому це була окрема дочірня плата, яку під’єднували через слоти до материнської плати. У сучасних комп’ютерах функції контролера жорсткого диска виконують спеціальні мікросхеми, розташовані в чіпсеті.

    У накопичувачі може бути до десятьох дисків. Їх поверхня розбивається на кола, що називаються доріжками (track). Кожна доріжка має свій номер. Доріжки з однаковими номерами, що розташовані одна над одною на різних дисках утворюють циліндр. Доріжки на диску розбиті на сектори (нумерація починається з одиниці). Сектор займає 571 байт: 512 відведено для запису потрібної інформації, решта під заголовок (префікс), що визначає початок і номер секції та закінчення (суфікс), де записана контрольна сума, потрібна для перевірки цілісності збережених даних. Сектори й доріжки утворюються під час форматування диска. Форматування виконує користувач за допомогою спеціальних програм. Ніяка інформація не може бути записана на неформатований диск. Жорсткий диск може бути розбитий на логічні диски. Це зручно, оскільки наявність декількох логічних дисків спрощує структуризацію даних, що зберігаються на жорсткому диску.

    Існує величезна кількість різноманітних моделей жорстких дисків багатьох фірм, таких як Seagate, Maxtor, Quantum, Fujitsu і т.д. Щоб забезпечити сумісність вінчестерів, розроблено стандарти на їх характеристики, які визначають номенклатуру з’єднувальних провідників, їх розміщення в перехідних роз’ємах, електричні параметри сигналів. Найпоширенішими нині є стандарти інтерфейсів IDE (Integrated Drive Electronics) або ATA та більш продуктивні EIDE (Enhanced IDE) і SCSI (Small Computer System Interface). Саме характеристики цих інтерфейсів, за допомогою яких вінчестери зв’язані з материнською платою, у значній мірі визначають продуктивність сучасних жорстких дисків. Серед інших параметрів, що впливають на швидкодію HDD слід відзначити такі:

  • швидкість обертання дисків - в наш час випускаються накопичувачі EIDE із частотою обертання 4500-7200 об/хв, і накопичувачі SCSI - 7500-10000 об/хв;
  • ємність кеш-пам’яті - у всіх сучасних дискових накопичувачах встановлюється кеш-буфер, який дає змогу прискорити обмін даними; чим більша його ємність, тим вища ймовірність того, що в кеш-пам’яті буде необхідна інформація, якої не треба прочитувати з диску (цей процес у тисячі разів повільніший); ємність кеш-буфера в різних пристроях може змінюватися в межах від 64 Кбайт до 2Мбайт;
  • середній час доступу - це час (у мілісекундах), на протязі якого блок головок зміщуються з одного циліндра на інший. Залежить від конструкції приводу головок і складає приблизно 10-13 мілісекунд;
  • час затримки - це час від моменту позиціювання блоку головок на потрібний циліндр до позиціювання конкретної головки на конкретний сектор, іншими словами, це час пошуку потрібного сектора;
  • швидкість обміну - визначає об’єми даних, які можуть бути передані з накопичувача до мікропроцесора та в зворотному напрямку за певні проміжки часу. Максимальне значення цього параметра дорівнює пропускній здатності дискового інтерфейсу і залежить від того, який режим використовується PIO або DMA; в режимі PIO обмін даними між диском і контролером відбувається за безпосередньої участі центрального процесора, чим більший номер режиму PIO, тим вища швидкість обміну; робота в режимі DMA (Direct Memory Access) дозволяє передавати дані безпосередньо в оперативну пам’ять без участі процесора; швидкість передавання даних у сучасних жорстких дисках коливається в діапазоні 30-60 Мбайт/с.
  • Накопичувачі на гнучких магнітних дисках (НГМД)

    НГМД або дисковод вмонтований у системний блок. Гнучкі носії для НГМД випускають у вигляді дискет (інша назва флопі-диск). Власне носій - це плоский диск зі спеціальної, достатньо міцної плівки, покритий феромагнітним шаром і поміщений у захисний конверт із рухомою засувкою у верхній частині. Дискети використовуються, в основному, для оперативного перенесення невеликих об’ємів інформації з одного комп’ютера на інший. Дані, записані на дискеті можна захистити від стирання чи перезапису. Для цього потрібно пересунути маленьку захисну засувку в нижній частині дискети таким чином, щоб утворилося відкрите віконце. Для того, щоб дозволити запис цю засувку слід перемістити назад і закрити віконце.

    Лицьова панель дисководу виведена на передню панель системного блоку, на якій розташовані кишенька, закрита шторкою, куди вставляють дискету, кнопка для виймання дискети та лампочка-індикатор. Дискета вставляється у дисковод верхньою засувкою вперед, її потрібно вставити у кишеню накопичувача і плавно просунути вперед до звуку щиглика. Правильний напрямок вставляння дискети помічено стрілкою на пластиковому корпусі. Щоб вийняти дискету з накопичувача, потрібно натиснути на його кнопку. Світловий індикатор на дисководі показує, що пристрій зайнятий (якщо лампочка світиться, виймати дискету не рекомендується). На відміну від жорсткого диска, диск у НГМД приводиться в обертання тільки за командою на 8 читання або запис, в інший час він перебуває у спокої. Головка читання-запису під час роботи механічно контактує з поверхнею дискети, що призводить до швидкого зношування дискет.

    Як і у випадку жорсткого диску, поверхня гнучкого диску розбивається на доріжки, які у свою чергу розбиваються на сектори. Сектори й доріжки утворюються під час форматування дискети. Зараз дискети поставляються відформатованими.

    Основними параметрами дискети є технологічний розмір (у дюймах), щільність запису та повна ємність. За розмірами розрізняють 3,5-дюймові дискети та 5,25-дюймові дискети (зараз вже не використовуються). Щільність запису може бути простою SD (Single Density), подвійною DD (Double Density) та високою HD (High Density). Стандартна ємність 3,5-дюймової дискети - 1,44 Мбайт, можливим є використання дискет ємністю 720 Кбайт. На теперішній час стандартом є дискети розміром 3,5 дюйма, високої щільності HD, що мають ємність 1,44 Мбайта.

    Під час користування дискетою слід дотримуватися таких правил:

  • не торкатись робочої поверхні дискети;
  • не вигинати дискету;
  • не знімати металічну засувку, забруднена дискета може пошкодити голівки ;
  • зберігати дискети подалі від джерела магнітних полів;
  • перед використанням перевірити дискету на наявність вірусів за допомогою антивірусної програми.
  • Накопичувачі на оптичних дисках

    Накопичувач CD-ROM

    Починаючи з 1995 року в базову конфігурацію персонального комп’ютера замість дисководів на 5,25 дюймів почали включати дисковод CD-ROM. Абревіатура CD-ROM (Compact Disk Read Only Memory) перекладається як постійний запам’ятовуючий пристрій на основі компакт-дисків. Принцип дії 9 цього пристрою полягає у зчитуванні цифрових даних за допомогою лазерного променя, що відбивається від поверхні диска. В якості носія інформації використовується звичайний компакт-диск CD. Цифровий запис на компакт-диск відрізняється від запису на магнітні диски високою щільністю, тому стандартний CD має ємність порядку 650-700 Мбайт. Такі великі об’єми характерні для мультимедійної інформації (графіка, музика, відео), тому дисководи CD-ROM відносяться до апаратних засобів мультимедіа. Крім мультимедійних видань (електронні книги, енциклопедії, музикальні альбоми, відеофільми, комп’ютерні ігри) на компакт-дисках розповсюджується також різноманітне системне та прикладне програмне забезпечення великих обсягів (операційні систе-ми, офісні пакети, системи програмування і т.д.)

    Компакт-диски виготовляють із прозорого пластику діаметром 120 мм і товщиною 1,2 мм. На пластикову поверхню напилюється шар алюмінію або золота. В умовах масового виробництва запис інформації на диск відбувається шляхом витиснення на поверхні доріжки, у вигляді ряду заглиблень. Такий підхід забезпечує двійковий запис інформації. Заглиблення (pit - піт), поверхня (land - ленд). Логічний нуль може бути представлений як пітом, так і лендом. Логічна одиниця кодується переходом між пітом та лендом. Від центру до краю компакт-диску нанесена єдина доріжка у вигляді спіралі шириною 4 мкм із кроком 1,4 мкм. Поверхня диска розбита на три ділянки. Початкова (Lead-In) розташована в центрі диска і зчитується першою. В ній записано вміст диска, таблиця адрес всіх записів, мітка диска й інша службова інформація. Середня ділянка містить основну інформацію і займає більшу частину диска. Кінцева ділянка (Lead-Out) містить мітку кінця диску. Для штампування існує спеціальна матриця-прототип (мастер-диск) майбутнього диска, яка витискує доріжки на поверхні. Після штампування, на поверхню диска наносять захисну плівку з прозорого лаку.

    Накопичувач CD-ROM містить:

  • електродвигун, що обертає диск;
  • оптичну систему, яка складається з лазерного випромінювача, оптичних лінз та датчиків і призначена для зчитування інформації з поверхні диска;
  • мікропроцесор, що керує механікою привода, оптичною системою і декодує прочитану інформацію у двійковий код.
  • зберігати дискети подалі від джерела магнітних полів;
  • зберігати дискети подалі від джерела магнітних полів;
  • Основними характеристиками CD-ROM є:

    швидкість передачі даних - вимірюється в кратних долях швидкості програвача аудіо компакт-дисків (150 Кбайт/сек) і характеризує максимальну швидкість з якою накопичувач пересилає дані в оперативну пам’ять комп’ютера, наприклад, 2-швидкісний CD-ROM (2x CD-ROM) буде зчитувати дані зі швидкістю 300 Кбайт/сек., 50-швидкісний (50x) - 7500 Кбайт/сек.;

    час доступу - час, потрібний для пошуку інформації на диску, вимірюється у мілісекунд..

    Основний недолік стандартних CD-ROM - неможливість записування даних, але існують пристрої однократного записування CD-R та багаторазового записування CD-RW.

    Накопичувач CD-R (CD-Recordable)

    Зовні схожі на накопичувачі CD-ROM і сумісні з ними за розмірами диска та форматами запису. Дають змогу виконати одноразовий запис і необмежену кількість зчитувань. Запис даних здійснюється за допомогою спеціального програмного забезпечення. Швидкість запису сучасних накопичувачів CD-R складає 4х-8х.

    Накопичувач CD-RW (CD-ReWritable)

    Використовуються для багаторазового запису даних, причому можна як просто дописати нову ін-формацію на вільний простір, так і повністю перезаписати диск новою інформацією (попередні дані знищуються). Як і у випадку з накопичувачами CD-R, для запису даних необхідно встановити в системі спеціальні програми, причому формат запису сумісний зі звичайним CD-ROM. Швидкість запису сучасних накопичувачів CD-RW складає 2х-4х.

    Накопичувач DVD (Digital Video Disk)

    Пристрій для читання цифрових відеозаписів. Зовні DVD-диск схожий на звичайний CD-ROM (діаметр - 120 мм, товщина 1,2 мм), однак відрізняється від нього тим, що на одній стороні DVD-диску може бути записано до 4,7 Гбайт, а на обох - до 9,4 Гбайт. У разі використання двошарової схеми запису на одному його боці можна розмістити вже до 8,5 Гбайт інформації, відповідно на обох боках - близько 17 Гбайт. DVD-диски допускають також перезапис інформації.

    Найважливішим чинником, що стримує широке застосування накопичувачів CD-R, CD-RW та DVD, є висока вартість як їх самих, так і змінних носіїв.

    Контрольні запитання

    1. Чим відрізняється оперативна пам’ять від постійної пам’яті?

    2. Які ви знаєте типи оперативної пам’яті? Яка між ними різниця?

    3. Що таке зовнішня пам’ять?

    4. Які різновиди зовнішньої пам’яті ви знаєте?

    5. Що таке жорсткий диск?

    6. Що таке флопі-диск? Що спільного та відмінного між ним та жорстким диском?

    7. Яким чином відбувається зчитування інформації з компакт-дисків?

    Тема. Класифікація пристроїв введення-виведення інформації

    1. Пристрої введення

    Пристрої введення служать для перетворення інформації, що існує у формі, яка зрозуміла людині, в форму, зрозумілу комп’ютеру і доступну для обробки в ньому.

    Для введення у комп’ютер команд і інформації служать клавіатура, миша, джойстик, сканер, мікрофон тощо.

    Є інші пристрої введення, якими комплектується комп’ютер у спеціальних випадках. Пристрої введення мають таке призначення

  • клавіатура - для введення тексту і команд
  • миша - для введення команд і малювання
  • джойстик - для комп’ютерних ігор і тренажерів
  • сканер - для введення графічних зображень
  • мікрофон - для введення звуку.
  • Клавіатура - складний пристрій, і його будемо вивчати окремо

    Миша є основним інструментом керування на сучасних комп’ютерах, працювати з нею надзвичайно просто. Мишу пересувають по столі, її переміщення відображає стрілочка на екрані (курсор миші). Необхідно так перемістити мишу по столі, щоб стрілка стала на потрібну команду і після цього клацнути лівою кнопкою миші, щоб вибрати цю команду, або двічі клацнути кнопкою миші, щоб виконати цю команду. Більш складні дії виконуються при клацанні правою кнопкою миші.

    2. Пристрої виведення

    Пристрої виведення служать для перетворення інформації із форми, що зрозуміла комп’ютеру, у форму, зрозумілу людині.

    Основними пристроями виведення результатів обробки є монітор і принтер.

    Є також інші пристрої для виведення інформації. Наприклад, плотер 2 малює перами на папері схеми, карти, діаграми, креслення тощо. Входить у склад комп’ютера у спеціальних випадках.

    Монітор подібний до телевізора, на його екран виводиться інформація, що набирається з клавіатури, а також результати обробки у текстовому і графічному вигляді.

    Принтер використовують, щоб результат роботи надрукувати на папері - одержати тверду копію документа. Є різноманітні принтери:

  • Матричні - на папері формуються зображення точками від удару голок матриці через фарбувальну стрічку. Для цих принтерів характерні; достатня якість однокольорового друку тексту, невисока якість друку малюнків, дешеві витратні матеріали;
  • Струминні - на папері формуються зображення точками від струменів фарби. Для них принтерів характерні: достатня якість однокольорового і різнокольорового друку тексту і малюнків.-відносно дорогі витратні матеріали, спеціальний папір;
  • Лазерні - на папері формуються зображення запіканням фарби, яка оброблена лазерним промінням. Для цих принтерів характерні: висока якість однокольорового і різнокольорового друку тексту і малюнків, дорогі витратні матеріали, спеціальний папір.
  • Найкращі технічні характеристики мають лазерні принтери.

    Стример – нагромаджувач інформації на магнітну стрічку з метою створення резервної копії. Схожий на касету для магнітофона. Об’єм записаної інформації – 250 Мбайт, 510 Мбайт, 1-2 Гб.

    Модем - це пристрій призначений для під’єднання комп’ютера до звичайної телефонної лінії. Назва походить від скорочення двох слів - МОдуляція та ДЕМодуляція.

    Барельеф
    Блок-схема пристроїв введення/виведення інформації

    Розглянемо детальніше кожен з пристроїв введення/виведення інформації.

    Клавіатура

    Клавіатура призначена для передачі інформації від людини до комп’ютера.

    Клавiатура складається з таких груп клавіш:

    1) Основна група клавіш

    Алфавітно-цифрові клавіші;

    Enter – клавіша введення команди;

    Shift – клавіша верхнього регістру;

    Caps Lock – клавіша фіксації верхнього регістру;

    Ctrl, Alt – керуючі клавіші, вживаються для зміни призначення інших клавіш;

    Tab – клавіша табуляції, призначена для пересування курсору на декілька позицій праворуч;

    2) Клавіші керування курсором

    ↑‚ →‚ ↓, ↔ – клавіші пересування курсора відповідно: вгору, вниз, ліворуч, праворуч;

    PgUp, PgDn – клавіші пересування на одну екранну сторінку вгору/вниз відповідно;

    Home, End – клавіші пересування курсора до початку і кінця рядка відповідно;

    Delete – клавіша видалення символу праворуч від курсора (або над курсором);

    Backspace – клавіша видалення символу ліворуч від курсору;

    Insert – клавіша перемикання режимів вставки/ заміни: введення з розсуванням символів (вставка) і введення із заміщенням символів (заміна).

    3) Допоміжні клавіші

    Цифрові клавіші на допоміжній клавiатурі суміщені з клавішами керування курсором. У цифровому режимі вводяться цифри; у режимі керування курсором призначення клавіш збігається, з призначенням клавіш керування курсором. Для перемикання режимів використовується клавіша Num Lock. (вмикається/вимикається світловий індикатор на клавіатурі)

    4) Функціональні клавіші

    F1 – F12 – клавіші, що викликають найбільш часто вживані команди. У різних програмах вони мають різні значення.

    Наприклад, в багатьох програмах клавіша F1 використовується для виклику довідки (Help), а клавіша F12 – для виходу з програми (Exit).

    5) Спеціальні клавіші

    Esс – клавіша скасування команди;

    Print Scrn – служить для друкування вмісту екрану на принтері або запам’ятовування вмісту екрану для подальшої обробки зображення;

    Scroll Lock – використовується деякими програмами для фіксування курсору на одному місці і перегляду усього документу;

    Pause (Break) – клавіша для тимчасового зупинення програми

    Маніпулятор "миша"

    Миша - це пристрій керування маніпуляторного типу. Вона має вигляд невеликої пластмасової коробочки з двома (або трьома) клавішами. Переміщення миші по поверхні синхронізоване з переміщенням графічного об’єкта, який називається курсор миші, на екрані монітора. На відміну від клавіатури, миша не є стандартним пристроєм керування, тому для роботи з нею вимагається наявність спеціальної системної програми - драйвера миші. Драйвер миші призначений для інтерпретації сигналів, що поступають від миші, а також для забезпечення механізму передачі інформації про положення та стан миші операційній системі та іншим прикладним програмам. Драйвер миші встановлюється при першому підключенні миші або при завантаженні операційної системи.

    Комп’ютером керують переміщення миші та короткочасні натиснення її клавіш (ці натиснення називаються кліками). Миша не може безпосередньо використовуватися для введення знакової інформації, її принцип керування базується на механізмі подій. З точки зору драйвера, всі переміщення миші та кліки її клавіш розглядаються як події, аналізуючи які, драйвер встановлює, коли відбулася подія і в якому місці екрану знаходився в цей час курсор миші. Ці дані передаються в прикладну програму, із якою працює користувач, і за цими даними програма може визначити, яку команду мав на увазі користувач, і приступити до її виконання.

    До числа параметрів миші, якими може керувати користувач, належать: чутливість (характеризує величину переміщення курсору миші на екрані при заданому переміщенні миші), функції лівої та правої клавіш, а також чутливість до подвійного кліку (визначає максимальний проміжок часу, протягом якого два окремих кліки клавіші розглядаються як один подвійний клік).

    Сканер - це пристрій, який дає змогу вводити в комп’ютер чорно-біле або кольорове зображення, прочитувати графічну та текстову інформацію. Сканер використовують у випадкові, коли виникає потреба ввести в комп’ютер із наявного оригіналу текст і/або графічне зображення для його подальшого оброблення (редагування і т.д.). Введення такої інформації за допомогою стандартних пристроїв введення потребує багато часу і праці. Сканована інформація потім обробляється за допомогою спеціального програмного забезпечення (наприклад, програмою FineReader) і зберігається у вигляді текстового або графічного файлу.

    Монітор (дисплей)

    Необхідним пристроєм виводу інформації є монітор (дисплей). Однією з головних частин монітора є екран, який виводить інформацію в різному вигляді.

    Будь-яке зображення на екрані монітора складається з великої кількості точок. Ці точки називають пікселями. Іноді такі дисплеї називають растровими. Монітори бувають монохромними та кольоровими. Кольорове зображення на екрані отримується як комбінація основних кольорів – червоного, зеленого, синього.

    Тачскріни – дисплеї, що мають чутливий до дотику екран

    Основні характеристики дисплея:

    1. Розмір діагоналі екрана, що вимірюється в дюймах. (15”, 17”, 21”). 1 дюйм=2,541см.

    2. Роздільна здатність екрана – це максимальна кількість пікселів, що використовується для зображення (640х480, 800х600, 1024х768). 3. Діаметр зерна (0,21 мм).

    3. Діаметр зерна (0,21 мм).

    4. Тип адаптера (VGA, SVGA).

    5. Частота оновлення екрана (60-130 Гц).

    6. Мале випромінювання (LR).

    7. Режими енергозбереження.

    8. Відсутність відблиску на екрані (NI).

    Основні параметри моніторів

    З точки зору користувача, основними характеристиками монітора є розмір по діагоналі, роздільна здатність, частота регенерації (обновлення) та клас захисту.

  • Розмір монітора. Екран монітора вимірюється по діагоналі у дюймах. Розміри коливаються від 9 дюймів (23 см) до 42 дюймів (106 см). Чим більший екран, тим дорожчий монітор. Найпоширеними є розміри 14, 15, 17, 19 та 21 дюйми. Монітори великого розміру краще використовувати для настільних видавничих систем та графічних робіт, в яких потрібно бачити всі деталі зображення. Оптимальними для масового використання є 15- та 17-дюймові монітори.
  • Роздільна здатність. У графічному режимі роботи зображення на екрані монітора складається з точок (пікселів). Кількість точок по горизонталі та вертикалі, які монітор здатний відтворити чітко й роздільно називається його роздільною здатністю. Вираз "роздільна здатність 800х600" означає, що монітор може виводити 600 горизонтальних рядків по 800 точок у кожному. Стандартними є такі режими роздільної здатності: 640х480, 800х600, 8 1024х768, 1152х864. Ця властивість монітора визначається розміром точки (зерна) екрана. Розмір зерна екрана сучасних моніторів не перевищує 0,28 мм. Чим більша роздільна здатність, тим краща якість зображення. Якість зображення також пов’язана з розміром екрана. Так, для задовільної якості зображення в режимі 800х600 на 15-дюймовому моніторі можна обмежитися розміром зерна 0,28 мм, для 14-дюймового монітора з тим самим розміром зерна в тому самому відеорежимі якість дрібних деталей зображення буде трохи гірша.
  • Частота регенерації. Цей параметр також називається частотою кадрової розгортки. Він показує скільки разів за секунду монітор може повністю обновити зображення на екрані. Частота регенерації вимірюється в герцах (Гц). Чим більша частота, тим менша втома очей і тим довше часу можна працювати неперервно. Сьогодні мінімально допустимою вважається частота в 75 Гц, нормальною - 85 Гц, комфортною - 100 Гц і більше. Цей параметр залежить також від характеристик відеоадаптера.
  • Режими роботи дисплея:

    1. Текстовий режим. 2. Графічний режим.

    В текстовому режимі на екрані виводяться символи. Для відображення символів екран розбивається на 80 вертикальних та 25 горизонтальних смужок. Іноді використовується розбиття 43х45. Кожен квадрат, який отримується при розбиті називається знакомісцем. Ця область призначена для розташування одного символу в текстовому режимі. Знакомісце складається із пікселів. Коли символ виводиться на екран, тоді частина пікселів використовується на зображення даного символу інші створюють фон.

    Користувач на екрані бачить мітку, що знаходиться на певному знакомісці. Ця мітка називається курсором. Він вказує робочу позицію на екрані в якій з’явиться наступний введений з клавіатури символ.

    При роботі в графічному режимі кожний піксель екрану використовується окремо. До того ж любі два сусідніх пікселі можуть мати різні кольори.

    Відеоадаптер

    Роботою монітора керує спеціальна плата, яка називається відеоадаптером (відеокартою). Разом із монітором відеокарта створює відеопідсистему персонального комп’ютера. У перших комп’ютерах відеокарти не було. В оперативній пам’яті існувала екранна ділянка пам’яті, в яку процесор заносив дані про зображення. Контролер екрана зчитував дані про яскравість окремих точок екрана з комірок пам’яті і керував розгорткою горизонтального променя електронної пушки монітора.

    При переході від монохромних моніторів до кольорових і із збільшенням роздільної здатності екрана, ділянки відеопам’яті стало недостатньо для збереження графічних даних, а процесор не встигав обробляти зображення. Всі операції, що пов’язані з керуванням екрану були відокремлені в окремий блок - відеоадаптер.

    Відеоадаптер має вигляд окремої плати розширення, яка вставляється у певний слот материнської плати (у сучасних ПК це є слот AGP). Відеоадаптер виконує функції відеоконтролера, відеопроцесора та відеопам’яті. За час існування ПК змінилося декілька стандартів відеоадаптерів: MDA (Monochrom Display Adapter) -монохромний, CGA(Color Graphics Adapter) - 4 кольори, EGA(Enchanced Graphics Adapter) -16 кольорів, VGA (Video Graphics Array) - 256 кольорів, SVGA(Super VGA) - до 16,7 млн. кольорів. На ці стандарти розраховані всі програми, призначені для IBM-сумісних комп’ютерів.

    Сформоване графічне зображення зберігається у внутрішній пам’яті відеоадаптера, яка називається відеопам’яттю. Необхідна ємність відеопам’яті залежить від заданої роздільної здатності та палітри кольорів, тому для роботи в режимах із високою роздільною здатністю та повноцінною кольоровою гаммою потрібно якомога більше відеопам’яті. Якщо ще недавно типовими були відеоадаптери з 2-4 Мбайт відеопам’яті, то вже сьогодні нормальним вважається ємність в 16-32 Мбайт. Більшість сучасних відеокарт володіє можливістю розширення об’єму відеопам’яті до 64 Мбайт, а також властивістю, так званої, відеоакселерації. Суть цієї властивості полягає в тому, що частина операцій з побудови зображення може відбуватися без виконання математичних обчислень в основному процесорі, а чисто апаратним шляхом - перетворенням даних у спеціальних мікросхемах відеоакселератора. Відеоакселератори можуть входити до складу відеоадаптера, а можуть поставлятися у вигляді окремої плати розширення, що встановлюється на материнській платі і під’єднується до відеокарти. Розрізняють два типи відеоакселераторів: плоскої (2D) та тривимірної (3D) графіки. Перші найбільш ефективні для роботи з прикладними програмами загального призначення і оптимізовані для ОС Windows, другі орієнтовані на роботу з різними мультимедійними та розважальними програмами.

    Контрольні запитання

    1. Які пристрої введення ви знаєте?

    2. Які пристрої виведення ви знаєте?

    3. Які пристрої введення-виведення утворюють найпростіший інтерфейс користувача?

    4. Яким чином функціонують монітори з електронно-променевою трубкою?

    Тема. : ЗБОРКА І РОЗБИРАННЯ КОМП’ЮТЕРІВ

    1. Зборка і розбирання комп’ютерів

    Ця процедура звичайно не викликає особливих труднощів. Конструкції і зовнішній вигляд основних вузлів практично однакові у комп’ютерів різних виробників, а при зборці, за рідкісним виключенням, використовується всього декілька стандартних різновидів кріпильних деталей.

    З погляду тих, хто займається розбиранням і зборкою комп’ютера, вузли краще класифікувати по типу їх корпусу. Наприклад, всі комп’ютери з корпусом AT розбираються і збираються майже однаково. Корпус Tower, по суті, є корпусом AT, поверненим набік, а значить, він розбирається так само, як і AT. Більшість корпусів Slimline і XT також мають багато спільного.

    2. Підготовка до роботи

    Перш ніж приступити до розбирання комп’ютера, необхідно виконати декілька підготовчих операцій. По-перше, слід вжити заходи захисту від електростатичного розряду; по-друге, записати конфігурацію комп’ютера, включаючи апаратні (положення перемичок і перемикачів, схеми кабельних з’єднань) і логічні (установки CMOS) характеристики.

    3. Захист від електростатичного розряду

    Працюючи з відкритим корпусом комп’ютера, ви повинні вжити заходи, які виключають можливість електростатичного розряду через сигнальні ланцюги. Ваше тіло завжди заряджене до деякого потенціалу відносно ланцюгів комп’ютера, і цей потенціал може виявитися небезпечним для напівпровідникових компонентів. Перш ніж забратися всередину відкритого пристрою, торкніться провідної ділянки його шасі, наприклад кришки блоку живлення. При цьому потенціали тіла і спільного дроту комп’ютера зрівняються. Вважається, що заряд обов’язково повинен "стекти на землю", але це вимога абсолютно зайва.

    Не рекомендовано працювати з відкритим комп’ютером при вставленому в розетку мережевому шнурі, оскільки ви цілком можете його включити в самий невідповідний час або просто забути вимкнути. Крім того, в даному випадку досить висока ймовірність попадання в комп’ютер вологи або маленьких предметів, що може викликати коротке замикання на електронній плати і привести до її пошкодження.

    Звичайно, в цьому випадку електричний заряд не може "стекти" на дріт заземлення. Проте проблема полягає не в тому, чи є заряд на пристрої, а в тому, чи протікає струм розряду від одного тіла до іншого через чутливі ланцюги. Торкаючись шасі або будь-якої іншої сполученої з ним частини комп’ютера, як вже наголошувалося, ви зрівнюєте потенціали свого тіла і спільного дроту комп’ютера, тому між вами і схемою струм протікати не буде.

    Складніший спосіб рівномірного розподілу потенціалів між вами і компонентами комп’ютера — це застосування захисного електростатичного комплекту. У комплект входить браслет і провідний килимок, забезпечений дротами для підключення до шасі. При роботі з комп’ютером підкладіть килимок під системний блок. Після цього з’єднайте його дротом з шасі і надіньте антистатичний браслет. Оскільки килимок і шасі вже сполучені, дріт від браслета можна підключити до будь-якого з цих предметів. Якщо у вас немає килимка, під’єднайте дріт до шасі. У місцях підключення з’єднувальних дротів шасі комп’ютера не повинне бути покрашене, інакше електричного контакту не буде. Всі ці заходи направлені на те, щоб рівномірно розподілити електростатичні заряди між вашим тілом і вузлами комп’ютера і уникнути появи небезпечних струмів.

    Покладіть на антистатичний килимок вийняті з комп’ютера елементи: накопичувачі на жорстких і гнучких дисках, плати адаптерів і особливо крихкі компоненти — системну плату, модулі пам’яті і процесор. Не ставте системний блок так, щоб він займав весь килимок (потім вам доведеться переставляти його, щоб звільнити місце для демонтованих вузлів). Якщо ви хочете вийняти системну плату, спочатку звільніть для неї місце на килимку.

    Якщо немає килимка, розміщуйте вийняті схеми і пристрої прямо на столі. Плати адаптерів завжди тримаєте за металевий кронштейн, яким вони кріпляться до корпусу. Кронштейн сполучений із загальним дротом плати, і можливий електростатичний розряд не приведе до пошкодження компонентів адаптера. Якщо у плати немає металевого кронштейна (як, наприклад, у системної плати), акуратно тримайте її за краї і не торкайтеся встановлених на ній компонентів.

    Увага!

    Іноді рекомендується класти вийняту плату і мікросхеми на алюмінієву фольгу, але цього робити не можна. На багатьох платах адаптерів і системній платі встановлені літієві або нікель-кадмієві батареї (акумулятори). Ці батареї вельми чутливо реагують на коротке замикання, яке може відбутися, якщо ви покладете плату на фольгу. Батареї швидко перегріваються і вибухають, як петарди, причому осколки, що розлітаються, вельми небезпечні для очей. Оскільки ви можете не знати, чи встановлений на конкретній плати акумулятор, дотримуйтеся спільного правила: ніколи не кладіть плати на провідну металеву поверхню.

    4. Запис параметрів конфігурації

    Перш ніж востаннє вимкнути комп’ютер перед зняттям кришки, запишіть його життєво важливі параметри. При роботі з комп’ютером ви можете навмисно або випадково видалити інформацію з CMOS-пам’яті.

    Особливо важлива інформація про параметри жорсткого диска. Якщо велика частина даних при наступному включенні комп’ютера досить легко відновлюється вручну або автоматично, то з інформацією про параметри жорсткого диска справа йде інакше. Багатьма сучасними програмами BIOS інформація прочитується безпосередньо з більшості пристроїв IDE і зі всіх SCSI. Проте старим програмам BIOS необхідно явно задавати параметри встановленого жорсткого диска.

    Запишіть також орієнтацію роз’ємів всіх кабелів. У комп’ютерах солідних фірм використовуються кабелі і роз’єми з ключами, але в дешевших моделях таких "надмірностей" немає. Ви можете переплутати з’єднувальні кабелі гнучких і жорстких дисків, тому наперед помітьте кожний з них. У плоских кабелях провідник з номером 1 має інший колір. На роз’ємі пристрою, до якого потрібно підключати такий кабель, також ставиться яка-небудь мітка, що позначає перший контакт

    Хоча висловлені рекомендації і вимоги очевидні, часто виникають інциденти, пов’язані з неправильним підключенням кабелів. На щастя, в більшості випадків перевернений роз’єм або переплутаний кабель не приводять до фатальних наслідків (але тільки якщо цей кабель або роз’єм не має відношення до блоку живлення!).

    Джерело живлення і батареї складають виключення з цього правила. Якщо ви, наприклад, вставите роз’єм живлення системної плати "навпаки" або помістите його не в те гніздо, на шині живлення, розрахованої на 5 В, може виявитися напруга 12 В. При цьому ви побачите справжній фейєрверк з вибухаючих мікросхем. Якщо ж ви неправильно вставите акумулятор живлення CMOS-пам’яті, мікросхема вийде з ладу.

    Контрольні запитання

    1. Опишіть основні моменти зборки і розбирання комп’ютерів.

    2. Що розуміють під терміном підготовка до роботи?

    3. Який є захист від електростатичного розряду?

    4. Яким чином записати параметри конфігурації?