Архитектура современного ПК

Потребление энергии — важный фактор для мобильных устройств.

Уровень шума — шум, который производит механика накопителя при его работе. Указывается в децибелах. Тихими накопителями считаются устройства с уровнем шума около 26 дБ и ниже. Шум состоит из шума вращения шпинделя (в том числе аэродинамического) и шума позиционирования.

Сопротивляемость ударам (англ. G-shock rating) — сопротивляемость накопителя резким скачкам давления или ударам, измеряется в единицах допустимой перегрузки во включённом и выключенном состоянии.

Скорость передачи данных (англ. Transfer Rate) при последовательном доступе:

• внутренняя зона диска: от 44,2 до 74,5 Мб/с;
• внешняя зона диска: от 60,0 до 111,4 Мб/с.

Объём буфера — буфером называется промежуточная память, предназначенная для сглаживания различий скорости чтения/записи и передачи по интерфейсу. В современных дисках он обычно варьируется от 8 до 64 Мб.

 

2.1.3.3 Флеш-накопитель

USB-флеш-накопитель (сленг. флешка, флэшка) — запоминающее устройство, использующее в качестве носителя флеш-память и подключаемое к компьютеру или иному считывающему устройству по интерфейсу USB.

USB-флешки обычно съёмные и  перезаписываемые. Размер — около 5 см, вес — меньше 60 г. Получили большую популярность в 2000-е годы из-за компактности, лёгкости перезаписывания файлов и большого объёма памяти (от 32 МБ до 256 ГБ). Основное назначение USB-накопителей — хранение, перенос и обмен данными, резервное копирование, загрузка операционных систем (LiveUSB) и др. Разработан умещающийся на флешку пакет программ для автоматического снятия улик с компьютера неквалифицированным полицейским (COFEE).

Обычно устройство имеет вытянутую форму и съёмный колпачок, прикрывающий разъём; иногда прилагается шнур для ношения на шее. Современные флешки могут иметь самые разные размеры и способы защиты разъёма, а также «нестандартный» внешний вид (армейский нож, часы и т. п.) и различные дополнительные возможности (например, проверку отпечатка пальца и т. п.).КБ

Преимущества

• Малый вес, бесшумность работы и портативность.
• Все современные материнские платы персональных компьютеров имеют USB-разъёмы.
• Более устойчивы к механическим воздействиям (вибрации и ударам) по сравнению с НЖМД.
• Работоспособность в широком диапазоне температур.
• Высокая плотность записи (значительно выше, чем у CD или DVD).
• Отсутствие подвижных частей, что снижает их энергопотребление в 3—4 раза по сравнению с жёстким диском.
• Не подвержены воздействию царапин и пыли, которые были проблемой для оптических носителей и дискет.
• Разнообразный внешний вид.

Недостатки

• Ограниченное число циклов записи-стирания перед выходом из строя.
• Способны хранить данные полностью автономно до 5 лет. Наиболее перспективные образцы — до 10 лет.
• Скорость записи и чтения ограничены во-первых, пропускной способностью USB, а во-вторых, скоростью самой флеш-памяти. При этом чтение в разы быстрее записи, которая заметно «тормозит».
• В отличие от дискет и КД, имеют недостатки, свойственные любой электронике:
• чувствительны к электростатическому разряду — обычное явление в быту, особенно зимой;
• чувствительны к радиации.
• если на накопителе usb 2.0,а на материнской плате 1.0 или 1.1 то накопитель будет работать со скоростью 1.0 или 1.1 соответственно

 

2.1.3.4 DVD

DVD (ди-ви-ди́, англ. Digital Versatile Disc — цифровой многоцелевой диск; также англ. Digital Video Disc — цифровой видеодиск) — носитель информации, выполненный в форме диска, имеющего такой же размер, как и компакт-диск, но более плотную структуру рабочей поверхности, что позволяет хранить и считывать бо́льший объём информации за счёт использования лазера с меньшей длиной волны и линзы с бо́льшей числовой апертурой.

DVD-привод — устройство чтения (и записи).

Техническая информация

Для считывания и записи DVD используется красный лазер с длиной волны 650 нм.

Формат DVD по структуре данных бывают четырёх типов:

• DVD-видео — содержат фильмы (видео и звук);
• DVD-Audio — содержат аудиоданные высокого качества (гораздо выше, чем на аудио-компакт-дисках);
• DVD-Data — содержат любые данные;
• смешанное содержимое.

В отличие от компакт-дисков, в которых структура аудиодиска принципиально отличается от диска с данными, в DVD всегда используется файловая система UDF (для данных может быть использована ISO 9660). DVD-видео, для которых существует требование «быть проигранным на бытовых проигрывателях», используют ту же файловую систему UDF, но с рядом ограничений (документ ECMA-167) — например, не допускается фрагментация файлов. Таким образом, любой из типов носителей DVD может нести любую из четырёх структур данных (см. выше).

Физически DVD может иметь одну или две рабочие стороны и один или два рабочих слоя на каждой стороне. От их количества зависит ёмкость диска (из-за чего 8-см диски получили названия DVD-1, -2, -3, -4, а 12-см диски — DVD-5, -9, -10, -14, -18, по принципу округления ёмкости диска в Гб до ближайшего сверху целого числа):

Форматы DVD-R и DVD+R

Стандарт записи DVD-R(W) был разработан в 1997 году японской компанией Pioneer и группой компаний, примкнувших к ней и вошедших в DVD Forum, как официальная спецификация записываемых (впоследствии и перезаписываемых) дисков.

Созданные на базе DVD-R диски DVD-RW, первоначально имели неприятность, связанную с несовместимостью старых приводов с этими новыми дисками (проблема заключалась в отличии оптического слоя, ответственного за «запоминание» информации, который имел меньшую (по сравнению с носителями с однократной записью и штампованными дисками) отражающую способность). В дальнейшем данная проблема была почти полностью решена, хотя раньше именно из-за этого старые DVD-приводы не могли нормально проигрывать новые перезаписываемые диски.

Так как при разработке стандартов DVD-R и DVD-RW не были учтены разработки фирм Sony, Philips и некоторых других (а также цена лицензии на эту технологию была слишком высока), то эти производители записывающих приводов и носителей для записи объединились в DVD+RW Alliance (англ.), который и разработал в середине 2002 года стандарт DVD+R(W), стоимость лицензии на который была ниже.

Созданный альтернативный формат, получивший название DVD+R и DVD+RW, имел другой материал отражающего слоя и специальную разметку, облегчающую позиционирование головки (LPP, Land pre-pits — предзаписанные питы между дорожками, содержащие данные адресации и другую служебную информацию, эти данные позволяют приводу DVD записывать информацию в желаемые места на диске) — основное отличие подобных «плюсовых» дисков от «минусовых». С помощью этого диски DVD+RW способны в несколько приемов осуществлять запись (поверх существующей), как в обычном кассетном видеомагнитофоне, исключая утомительное предварительное стирание всего содержимого (для DVD-RW вначале необходимо целиком стереть имеющуюся запись).

 

2.1.4 Интерфейс

Внутримашинный системный интерфейс - система связи и сопряжения узлов и блоков ЭВМ между собой -представляет собой совокупность электрических линий связи (проводов), схем сопряжения с компонентами компьютера, протоколов (алгоритмов) передачи и преобразования сигналов.

Существует два варианта организации внутримашинного интерфейса.

1. Многосвязный интерфейс: каждый блок ПК связан с прочими блоками своими локальными проводами; интерфейс применяется, как правило, только в простейших бытовых.

2.Односвязный интерфейс: все блоки ПК связаны друг с другом через общую или системную шину.

В подавляющем большинстве современных ПК в качестве системного интерфейса используется системная шина. Структура и состав системной шины были рассмотрены ранее. Важнейшими функциональными характеристиками системной шины являются : количество обслуживаемых ею устройств и ее пропускная способность, т.е. максимально возможная скорость передачи информации . Пропускная способность шины зависит от ее разрядности ( есть шины 8-,16-,32- и 64- разрядные) и тактовой частоты , на которой шина работает .

В качестве системной шины в разных ПК использовались и могут использоваться:

шины расширений - шины общего назначения, позволяющие подключать большое число самых разнообразных устройств;

локальные шины, специализирующиеся на обслуживании небольшого количества устройств определенного класса.

Интерфейс IDE

Основной интерфейс, используемый для подключения жесткого диска к современному PC, называется IDE (Integrated Drive Electronics). Фактически он представляет собой связь между системной платой и электроникой или контроллером, встроенными в накопитель. Этот интерфейс постоянно развивается — на сегодняшний день создано несколько модификаций. Интерфейс IDE, широко используемый в запоминающих устройствах современных компьютеров, разрабатывался как интерфейс жесткого диска. Однако сейчас он используется для поддержки не только жестких дисков, но и многих других устройств, например накопителей на магнитной ленте, CD/DVD-ROM, дисководов Zip и др.

Интерфейс Serial АТА

В противовес устаревшему интерфейсу ATA была разработана шина Serial ATA (сокращенно SATA, последовательный ATA). Подключаются диски к данному интерфейсу 7-контактными кабелями. У устройств с интерфейсом SATA есть возможность горячей замены устройства. Кроме того, каждый диск SATA подключается исключительно к своему разъему, и нет необходимости устанавливать перемычки для режимов master и slave. В среднем, накопители с интерфейсом SATA передают данные на 50% быстрее, чем старые PATA. На системной плате встроенная шина SATA, как правило, имеет вид тонких черных или красных разъемов.

На данный момент существует три стандарта SATA - SATA/150, SATA/300 (иногда используется обозначение SATA II или SATA 3.0) и SATA/600 (SATA III).

В чем отличие стандарта Serial ATA III от предшественников

Увеличенная пропускная способность. Если SATA I передавал данные со скоростью 150 Мб в секунду, SATA II - 300 Мб/с, то SATA III обеспечит пропускную способность до 600 Мбайт/с

Разъёмы SATA

Устройства с интерфейсом SATA используют два разъёма — один, семи контактный, для подключения шины данных и второй, 15-ти контактный, для подключения питания. Разъемы имеют специальный ключ, предотвращающий неправильное подключение.

2.1.5 Видеокарта (графическая карта)

Видеокарта (известна также как графическая плата, графическая карта, видеоадаптер, графический адаптер) (англ. video card) — устройство, преобразующее графический образ, хранящийся как содержимое памяти компьютера или самого адаптера, в иную форму, предназначенную для дальнейшего вывода на экран монитора. В настоящее время эта функция утратила основное значение и в первую очередь под графическим адаптером понимают устройство с графическим процессором - графический ускоритель, который и занимается формированием самого графического образа.

Обычно видеокарта является платой расширения и вставляется в разъём расширения, универсальный (PCI-Express, PCI, ISA, VLB, EISA, MCA) или специализированный (AGP), но бывает и встроенной (интегрированной) в системную плату (как в виде отдельного чипа, так и в качестве составляющей части северного моста чипсета или ЦПУ).

Современные видеокарты не ограничиваются простым выводом изображения, они имеют встроенный графический процессор, который может производить дополнительную обработку, снимая эту задачу с центрального процессора компьютера. Например, все современные видеокарты Nvidia и AMD (ATi) осуществляют рендеринг графического конвейера OpenGL и DirectX на аппаратном уровне. В последнее время также имеет место тенденция использовать вычислительные возможности графического процессора для решения неграфических задач (см. OpenCL).

 

 

2.1.6 устройства ввода/вывода

Монитор

Монитор (от лат. monitor — напоминающий, предупреждающий, надзиратель, надсмотрщик): Аппарат:

• дисплей — устройство для показа изображений, порождаемых другими устройствами (например, компьютерами).
• прибор для контроля определённых параметров, которые нужно непрерывно или регулярно отслеживать, например, уровня радиации.
• видеоконтрольное устройство (в телевидении — для контроля качества изображения, в системах видеонаблюдения — для наблюдения за контролируемым пространством).
• Студийный монитор — громкоговоритель небольшой мощности с максимально гладкой АЧХ, используемый в профессиональной звукозаписи для контроля качества звука.
• Монитор — российский космический аппарат, предназначенный для осуществления оперативного наблюдения поверхности Земли в полосе захвата от 90 до 160 км с пространственным разрешением от 8 до 20 м.
• Монитор — прибор, представляющий собой гибрид телевизора и видеокамеры, описанный в романе Джорджа Оруэлла "1984". Используется для слежки за гражданами.

В информатике класс управляющих программ:

• Монитор — в языках программирования, высокоуровневый механизм взаимодействия и синхронизации процессов, обеспечивающий доступ к неразделяемым ресурсам.
• Монитор — интерактивная программа, позволяющая управлять компьютером на низком уровне: просматривать оперативную память и регистры процессора, выполнять машинный код, загружать операционную систему и т. п.
• Монитор — программа, часть управляющей программы операционной системы, реализующая управление одной из фаз вычислительного процесса на ЭВМ.
• Компьютерная программа, которая наблюдает, регулирует, контролирует или проверяет операции в системе обработки данных.