Основные аппаратные компоненты компьютера и их функции

 

 

 

 

  Рассмотрим формирование изображения на примере графического режима с разрешением 800 х 600 точек и глубиной цвета 8 бит. В видеопамяти хранится битовая карта изображения — двоичный код каждой точки, определяющей ее цвет. В данном случае количество возможных цветов составляет 2⁸ = 256. Три луча (красный, синий, зеленый) синхронно пробегают экран построчно. Интенсивность каждого луча меняется при движении по строке в соответствии с двоичным кодом данной точки. В каждой из 600 строк высвечивается по 800 точек, всего 480 000 точек.

 

  Принцип вывода информации на экран монитора состоит в следующем: в видеопамяти компьютера содержится битовая карта изображения (двоичный код для цвета каждой точки экрана) и периодически происходит считывание содержимого видеопамяти и отображение его на экран. Частота считывания может, например, составлять 85 Гц. Монитор подключается к видеокарте, которая вставляется в один из слотов расширения материнской (системной) платы. Именно на видеокарте размещена микросхема видеопамяти. Современные видеокарты обладают видеопамятью в 256 Мбайта и более. Изображение может состоять, например, из 800 х 600 = 480.000 точек и строиться, например, на основе 2³² = 4.294.967.296 цветов! Говорят, что глубина цвета в данном случае равна 32 битам.

 

 

 

 

лазерным лучом. В результате на барабане возникают положительно заряженные точки. Затем на барабан наносится тонер (электрографический проявитель), который осаждается на положительно заряженных участках. Предварительно заряженная отрицательно бумага прижимается к барабану и тонер притягивается к ней. Последний этап состоит в термической фиксации порошка на бумаге при температуре 200°С. Одной из важных характеристик принтера является его разрешающая способность, которая может составлять, например, 600 х 600 dpi и выше.

 

  Принтер предназначен для вывода на бумагу (создания твердой копии) числовой, текстовой и графической информации. Подключается он к компьютеру через параллельный порт. В струйных принтерах используется термическая или пьезоэлектрическая чернильная печатающая головка, которая под давлением выбрасывает чернила из ряда сопел на бумагу. Лазерный принтер работает по принципу электрографической печати, позаимствованному из ксерографии. Фоточувствительный барабан облучается модулированным (изменяющимся)

 

 

 

 

  Акустические колонки, наушники служат для вывода звука из компьютера и подключаются к выходу звуковой карты. Их наличие является обязательным для мультимедийного компьютера. Звуковая карта устанавливается в один из слотов расширения на системной (материнской) плате.

Обычно звуковая карта имеет также дополнительную возможность синтезировать звук (в памяти звуковой карты хранятся звуки 128-и различных музыкальных инструментов) и воспроизводить одновременно 32 и более инструмента. По этой причине звуковая карта имеет еще и другое название – музыкальная карта.

 

 

 

 

  Проектор позволяет вывести на большой экран содержимое экрана монитора. Используется для демонстрации работы программ, презентаций, слайдов, видеофильмов многочисленной аудитории. Размер изображения по диагонали может составлять 300 дюймов (7,62 метра) и более. Сегодня проектор становится незаменимым в процессе обучения.

 

 

 

 

Запоминающие устройства

 

Временная память

 

Постоянная память

 

Дискета

 

Лазерный диск

 

Винчестер

 

Flash-память

 

Внешняя память

 

Внутренняя память

 

 

 

 

  Дискета это гибкий магнитный диск диаметром 3,5 дюйма, помещенный в пластмассовый корпус. Дисковод вращает диск с постоянной угловой скоростью 360 оборотов в минуту, при этом магнитная головка устанавливается на определенную концентрическую дорожку, с которой и производится запись или считывание информации. На физическом уровне при записи данных в двоичной форме в катушку магнитной головки подается электрический импульс, создающий всплеск магнитного поля — происходит намагничивание определенного участка диска, что соответствует «1», тот участок, который остался не намагниченным будет соответствовать «0». При считывании информации намагниченный участок диска наоборот возбуждает в катушке магнитной головки электрический импульс, что соответствует «1». Главной характеристикой дискеты является скорость передачи данных, которая составляет всего 50 Кбайт/с. Перед первым использованием дискеты ее необходимо отформатировать — создать физическую и логическую структуру диска. В процессе форматирования на диске формируются концентрические дорожки, которые, в свою очередь, делятся на сектора, для этого магнитная головка расставляет на диске метки дорожек и секторов.

 

После форматирования диска получим:

 

512 байт — информационный объем сектора

18 — число секторов на дорожке

80 — число дорожек на одной стороне

2 — число сторон

 

  Рассчитаем информационную емкость дискеты:

 

512 х 18 х 80 х 2 = 1 474 560 байт =

= 1 440 Кбайт = 1,40625 Мбайт

 

 

 

 

  При использовании лазерного диска (CD — компакт диск) применяется оптический принцип чтения информации. Информация записывается на одну дорожку, которая имеет форму спирали. Дорожка содержит чередующиеся участки с различной отражающей способностью — ровная зеркальная поверхность или углубление, прожженное лазерным лучом еще при записи. При чтении лазерный луч падает на поверхность вращающегося диска. Луч хорошо отражается от зеркальной поверхности, что соответствует «1» и не отражается от темного углубления — «0». Затем отраженные световые импульсы преобразуются в электрические, которые передаются в компьютер.

  На CD-ROM и DVD-ROM дисках хранится информация, которая была записана при их изготовлении путем штамповки (DVD — цифровой видеодиск). Такие диски имеют белый цвет и не могут быть перезаписаны (ROM — только чтение). Информационная емкость CD-ROM диска может достигать 800 Мбайт. DVD-ROM диски содержат более тонкие дорожки, да и дорожек стало больше — емкость увеличилась до 17 Гбайт. Скорость считывания информации напрямую зависит от скорости вращения диска и может достигать 5 Мбайт/с. Существуют CD-R и DVD-R диски — записываемые один раз (имеют желтоватый цвет), а так же CD-RW и DVD-RW диски — перезаписываемые многократно (имеют темный зеленоватый цвет).

 

 

 

 

  Винчестер или жесткий магнитный диск представляют собой один или несколько дисков, размещенных на одной оси и вращающихся с большой угловой скоростью (до 7200 об/мин), заключенных в металлический корпус. В современных винчестерах магнитные головки как бы «летят» на расстоянии долей микрона (меньше толщины человеческого волоса) от поверхности вращающихся дисков. За счет малого расстояния между диском и головкой достигается большая плотность записи (количество дорожек на каждом диске может достигать нескольких тысяч, а количество секторов на дорожке — нескольких десятков). В результате информационная емкость жестких дисков может составлять 20 — 200 Гбайт и более. За счет большой скорости вращения жесткие диски обеспечивают высокую скорость записи и считывания информации, которая у самых высокоскоростных винчестеров может достигать 133 Мбайт/с. На физическом уровне при записи данных в двоичной форме в катушку магнитной головки подается электрический импульс, создающий всплеск магнитного поля — происходит намагничивание определенного участка диска, что соответствует «1», тот участок, который остался не намагниченным будет соответствовать «0». При считывании информации намагниченный участок диска наоборот возбуждает в катушке магнитной головки электрический импульс, что соответствует «1».

 

 

 

 

  Flash-память позволяет записывать и хранить данные в микросхемах. Такая память не имеет в своем составе движущихся частей, что обеспечивает высокую сохранность данных. Другим важным достоинством Flash-памяти является ее компактность. Для записи или считывания информации карта памяти вставляется в универсальный USB-порт компьютера. Информационная емкость Flash-карты может составлять 128, 256, 512 Мбайт, сегодня счет пошел на Гбайты. Этот вид памяти способен вытеснить традиционные накопители информации, такие как, дискета, компакт-диск, а со временем возможно и винчестер. Flash-карты также успешно используются в цифровых камерах для накопления видео и звуковой информации.