Обслуживание и настройка компьютера. Часть 1. Компьютер. Определение и состав (А. И. Ватаманюк, 2009)

Как это было. Причины появления

Компьютер вчера, сегодня и завтра

Как это было. Причины появления

Появление компьютера можно считать вполне закономерным, если не предсказуемым. Человечество всегда пыталось получить что-то новое – даже не столько новое, сколько улучшенный вариант старого. Например, на смену копью с каменным наконечником приходили копья с медными и железными наконечниками, на смену коре – папирус, на смену деревянным тележкам и каретам – «железный конь» и т. д.

Что касается компьютера, то он появился очень давно. Конечно, он не выглядел так, как выглядит современный компьютер. Мало того, он выглядел совсем по-другому и носил другие названия.

Необходимость математических расчетов присутствовала всегда. Уже первобытным людям нужно было как-то делить добычу. Для этого в ход шли пальцы рук и ног, палочки, камешки и другие предметы.

Шло время, торговля активно набирала обороты, инвентарь для подсчетов совершенствовался, стали применяться разного рода деревянные счеты и т. п. Потребность в более точном и быстром механизме математических расчетов росла.

Проходит еще немного времени, активно развивается наука, в том числе математические отрасли. Появляются разного рода арифмометры, позволяющие выполнять простейшие математические вычисления механическим способом. Именно в это время обнаруживается дефицит более мощных способов математических вычислений, поскольку их сложность выросла во много раз. Начинаются работы по созданию более совершенного механизма, способного производить математические вычисления повышенной сложности.

Именно последние 100 лет можно считать временем развития компьютера, поскольку это уже был электронный механизм, а не палочки или счеты. С каждым годом компьютер совершенствовался, используя в качестве своих компонентов самые современные решения: электронные лампы, транзисторы, микросхемы и т. п.

К сожалению, стоимость таких компьютеров была заоблачной, что заметно сдерживало их бурное совершенствование. Однако время взяло свое, компьютер уменьшился в размерах и, самое главное, в цене и постепенно стал достоянием многих исследовательских центров и предприятий.

В конце концов он стал настолько доступным по цене, что практически каждая более-менее обеспеченная семья может позволить себе купить один, а иногда и два мощных компьютера, удовлетворяющих современным потребностям.

Компьютер вчера, сегодня и завтра

Так ли сильно изменился компьютер, предположим, за последнюю пару десятилетий, что на этом стоит концентрировать свое внимание? Рассмотрим данный простой вопрос более детально.

Перенесемся на 30 лет назад. Именно тогда появились первые персональные компьютеры, которые могли использоваться любым человеком индивидуально. Для каких целей компьютер применялся тогда? Поскольку он только появился, применение ему в обычной жизни найти было не так просто. Спектр задач ограничивался набором текстов, играми, выполнением простых вычислений и т. п. Действительно с пользой компьютер стал применяться при написании компьютерных программ, которые начали появляться как грибы после дождя.

Со временем люди привыкли к компьютеру, его мощность возросла. Появились операционные системы, полноценные компьютерные игры, программы для офисной работы, обучающие приложения… Компьютеры начали появляться в учебных заведениях, что позволило сделать обучение более наглядным и приобщить молодежь к современным технологиям.

Прошел десяток лет, и компьютер настолько прочно вошел в нашу жизнь, что многие даже не представляют, как можно без него обходиться. Что могут современные компьютеры? Ответ на этот вопрос однозначен: «Все!» Судите сами: сложные математические вычисления, работа с графикой, воспроизведение музыки, компьютерные игры, профессиональная обработка звука и видео, управление разнообразными внешними устройствами… В какой сфере применяются компьютеры? В любой области человеческой деятельности: в образовании, медицине, на производстве…

Итак, сравнивать вчерашние и сегодняшние компьютеры – это то же самое, что сравнивать прошлое и будущее: никто не знает, что будет завтра. Но что касается компьютеров в целом, можно быть уверенным, что их мощность будет и далее возрастать и мы легко найдем им применение.

Корпус

Блок питания

Материнская плата

Процессор и система охлаждения

Оперативная память

Видеоадаптер

Сетевой адаптер

Звуковой адаптер

Жесткий диск

CD/DVD-привод

Универсальный считыватель

Клавиатура

Мышь

Монитор

Акустическая система

Как и любое другое достаточно сложное устройство, персональный компьютер состоит из комплектующих, которые в совокупности работают как слаженный механизм.

Комплектующие бывают внутренними и внешними. Внутренние комплектующие представляют собой устройства, которые устанавливаются внутри системного блока компьютера, – материнская плата, процессор, оперативная память и т. д. Внешние комплектующие – устройства, которые подключаются к компьютеру любым доступным способом и при этом остаются снаружи системного блока. Примерами таких устройств могут быть внешние жесткие диски, USB-накопители, USB-сетевые карты и т. д.

Количество внутренних и внешних устройств, которые можно устанавливать или подключать к персональному компьютеру, с каждым днем растет, а их выбор зависит от технической фантазии человека и его технических потребностей.

Ниже вы найдете краткое описание и технические особенности основных компьютерных комплектующих.

Корпус

Корпус представляет собой не что иное, как контейнер, в который устанавливаются все внутренние комплектующие компьютера.

Чтобы установка внутренних комплектующих стала возможной, корпус имеет специальную внутреннюю структуру, которая формируется металлическим (как правило) каркасом с определенными типоразмерами. Благодаря правильному устройству каркаса все устанавливаемые внутрь корпуса комплектующие надежно фиксируются в помощью винтов, что уменьшает или полностью исключает их вибрацию во время работы.

Чтобы скрыть металлический каркас и находящиеся внутри него устройства, используются пластиковые или металлические с пластиковыми вставками крышки, которые также крепятся к каркасу. При этом крышки, как правило, можно снимать отдельно, получая доступ лишь к требуемой части каркаса.

Передняя крышка корпуса снабжена элементами, которые позволяют управлять как отдельными устройствами, так и компьютером в целом. Так, на ней находятся кнопки включения компьютера и перезагрузки, вспомогательные LCD-дисплеи и т. п. Часто на переднюю панель (или сбоку) выводят дополнительные порты, например USB или FireWire, звуковой выход и вход для микрофона. Кроме того, на передней панели расположены органы управления устройствами чтения данных, лицевые стороны которых находятся в верхней части передней панели.

Примечание

Часто корпус называют системным блоком, что не всегда верно. Корпус становится системным блоком только тогда, когда в нем уже установлены все необходимые для работы компьютера комплектующие. Разве назовете вы корпус системным блоком, если он будет использоваться в качестве вазона или аквариума для рыб? А ведь такое не только возможно, но и довольно часто практикуется у тех, кто занимается моддингом компьютеров!

По умолчанию корпус снабжается блоком питания определенной мощности, которая напрямую зависит от форм-фактора корпуса. Тем не менее блок питания, как и все остальные устройства компьютера, является съемным, поэтому его легко можно заменить на более мощный, если того требует ситуация.

Существует достаточно большое количество типов корпусов, различающихся своими размерами. Размер корпуса в первую очередь зависит от форм-фактора (размера) материнской платы и уже затем – от количества устанавливаемых комплектующих, мощности блока питания, способов организации вентиляции корпуса и охлаждения его составляющих. Ниже приведено описание основных вариантов исполнения корпусов, которые наиболее часто используются для сборки компьютеров.

Этот вариант исполнения корпуса возник одним из первых. Такой корпус предназначен для установки на рабочем столе. Он имеет сравнительно небольшие размеры и горизонтальный способ расположения (рис. 2.1). С одной стороны, это позволяет экономить место, с другой – размещение монитора с большой диагональю заставит пользователя поднимать голову вверх, что приводит к постоянному напряжению шейного отдела позвоночника и возникновению боли. Тем не менее такие корпуса находят свое применение в разного рода кассах приема платежей, обменных пунктах и других заведениях, где используются 15-дюймовые мониторы, которые не создают подобных проблем.

Рис. 2.1. Внешний вид корпуса Desktop

Стандартные размеры корпуса – 45 x 45 x 20 см.

Однако главный недостаток такого корпуса – его малая вместительность. Обычно он имеет два 5,25-дюймовых и один-два 3,5-дюймовых отсека. Поэтому в таких корпусах используются блоки питания небольшой мощности – около 200 Вт, что является серьезным ограничением для любителей разгонять процессор и видеокарту. Все эти факторы приводят к тому, что данный вариант корпуса считается бюджетным, то есть таким, который используется для комплектации офисных компьютеров.

Данный вариант является разновидностью Desktop-корпуса и представляет собой его уменьшенную по размерам версию (рис. 2.2). Высота такого корпуса редко превышает 8 см, что однозначно сказывается не только на формате устанавливаемой материнской платы, но и на количестве плат расширения, которые могут устанавливаться в слоты материнской платы. Кроме того, в таком корпусе присутствует максимум по два 3,5-дюймовых и 5,25-дюймовых отсека.

Рис. 2.2. Внешний вид корпуса Slim Desktop

Комплектация компьютера с подобным корпусом изначально бедна и нетребовательна к блоку питания. Устанавливаемый в такой корпус блок питания имеет мощность не более 200 Вт, которая, как правило, составляет 150 Вт.

Такой вариант однозначно предназначен только для использования в компьютерах с фиксированной конфигурацией, то есть такой, которая практически не поддается модернизации. А это означает, что таким компьютерам место только в офисах фирм и предприятий.

С другой стороны, плюсом компьютера с подобным корпусом являются его небольшой вес (1,5–3 кг) и бесшумность, поскольку в нем, как правило, используется блок питания без вентилятора и применяется пассивная система охлаждения видеокарты, а иногда и процессора.

Представитель корпусов типа Tower показан на рис. 2.3. Он предназначен для установки на стол, на пол или другое отведенное для него место. В свое время это был самый популярный тип системного блока, поскольку вмещал все необходимое оборудование. Не потерял он свою популярность и сегодня.

Рис. 2.3. Внешний вид корпуса Mini Tower

Благодаря увеличенным размерам (45 x 20 x 45 см), он имеет два-три 3,5-дюймовых и два-три 5,25-дюймовых отсека, чего вполне достаточно для установки и добавления необходимого количества устройств.

Обычно такой вариант корпуса снабжается блоком питания мощностью не менее 250 Вт, который позволяет обеспечить стабильную работу всех устройств.

Подобный корпус отлично подходит как для офисного, так и для домашнего использования.

Продолжает серию корпусов типа Tower. Его главное отличие – более высокий корпус (50 x 20 x 45 см), что позволяет вместить на один 5,25-дюймовый отсек больше, нежели в корпус типа Mini Tower. За счет этого увеличивается внутреннее пространство блока, что способствует улучшению вентиляции и соблюдению необходимого температурного режима даже в режиме разгона.

Данный вариант корпуса (рис. 2.4) наиболее распространен среди пользователей, так как позволяет не только легко модернизировать систему, но и разгонять комплектующие.

Рис. 2.4. Внешний вид корпуса Midi Tower

Как правило, такой корпус имеет блок питания мощностью от 300 Вт, но ничто не мешает установить блок питания любой другой мощности. При этом корпус снабжен предусмотренными вентиляционными решетками и креплениями для установки дополнительных вентиляторов.

Еще один представитель типа Tower показан на рис. 2.5. Корпус содержит шесть-восемь 5,25-дюймовых и два-пять 3,5-дюймовых отсека. При этом размеры корпуса составляют 65 x 20 x 48 см.

Рис. 2.5. Внешний вид корпуса Big Tower

Компьютер с корпусом Big Tower можно использовать для организации мощной лаборатории по обработке видео, практически любого типа сервера или для других целей. Обычно такой корпус снабжается дополнительными вентиляторами для охлаждения комплектующих и блоком питания мощностью 350 Вт и более. Часто корпус имеет откидную переднюю крышку, с помощью которой скрываются лицевые панели установленных устройств чтения данных и органы управления компьютером.

Данный вариант корпуса (рис. 2.6) достаточно специфичен и применяется лишь для организации разного рода серверов. Размеры такого корпуса могут быть разными и зависят от будущей конфигурации компьютера. Как правило, он имеется восемь-десять 5,25-дюймовых и несколько 3,5-дюймовых отсеков для приводов разного назначения. При этом способ организации отсеков может быть как горизонтальный, так и вертикальный.

Рис. 2.6. Внешний вид корпуса типа File Server

Поскольку корпус в составе со всеми комплектующими получается достаточно тяжелым, часто он снабжается колесиками, позволяющими без труда его перемещать по ровной поверхности.

На передней панели находятся различные индикаторы и другие элементы управления, которые отображают все изменения в работе компьютера. Кроме того, в корпусе есть несколько дополнительных вентиляторов для охлаждения внутренних устройств (обычно два-три).

Для подобных корпусов обычно применяются блоки питания мощностью не менее 400 Вт (например, только для питания шести жестких дисков в момент запуска может потребоваться сила тока до 28 А, а при 12 В это составит 336 Вт). Часто в такой корпус устанавливается дополнительный блок питания, что позволяет повысить отказоустойчивость системы.

Обычно корпуса типа File Server имеют открывающуюся (откидывающуюся) переднюю крышку с замком, что позволяет скрывать элементы управления компьютером и устройствами хранения данных.

Блок питания

Блок питания – представитель внутренних устройств компьютера. Основное его предназначение – преобразование переменного тока высокого напряжения (110–230 В) в постоянный и, самое главное, стабилизированный ток низкого напряжения (12 В и 5 В), который питает все устройства компьютера. Даже если какое-то из устройств работает с другим напряжением, чтобы его получить, используется одно из стандартных напряжений, которое выдает блок питания.

Внешне блок питания выглядит как прямоугольная металлическая коробка (рис. 2.7), в которой расположены все необходимые для правильной работы электронные схемы. Здесь же находится вентилятор или вентиляторы, вытягивающие нагретый воздух из блока питания и, заодно, корпуса. Со стороны, выходящей на заднюю стенку корпуса, вентилятор закрыт решеткой. Это сделано специально, чтобы предотвратить попадание в него посторонних предметов.

Рис. 2.7. Внешний вид блока питания

На задней стенке блока находится разъем для подключения силового кабеля, который, в свою очередь, подключается к электрической розетке с переменным током. Могут также присутствовать выключатель напряжения (иногда переключатель напряжения 110/220 В) и дополнительный разъем для подключения кабеля питания монитора. В последнее время все большую популярность получают блоки питания, у которых имеется регулятор скорости вращения вентилятора. Поэтому к «обычному» набору компонентов на задней стенке блока питания может прибавляться еще и ручка такого регулятора.

На передней стенке блока питания находится отверстие, через которое выходит пучок проводов с группами контактов[1], на которых присутствуют формируемые блоком питания напряжения 5 В и 12 В. Рядом с этим отверстием располагаются дополнительные вентиляционные отверстия, через которые из корпуса вытягивается теплый воздух и, попадая на вентилятор, выходит наружу.

В дорогих блоках питания вентиляция продумана более рационально: вентиляционная решетка или отверстия находятся не на передней стенке, а на нижней, которая повернута в сторону процессора. Это обеспечивает более эффективное охлаждение процессора путем вытягивания нагретого воздуха непосредственно с его радиатора.

Основными требованиями, предъявляемыми к блоку питания, являются достаточная мощность и стабильность вырабатываемого электропитания, а также низкая шумность вентилятора. Последний фактор на стабильность работы компьютера не влияет, однако он влияет на настроение пользователя, которое может ухудшаться из-за слишком высокого уровня шума. Чтобы такого не случилось, как уже упоминалось выше, используются специальные регуляторы скорости вращения вентилятора, а также модифицированные решетки, которые его прикрывают. Ведь именно эта решетка в большинстве случаев является причиной шума, поскольку встает на пути вырывающегося из блока питания воздуха, что и приводит к появлению шума.

От мощности же блока питания напрямую зависят максимальное количество подключаемых устройств и возможность разгона комплектующих. Ведь каждое устройство использует некоторый запас мощности блока питания, который не является безграничным и очень быстро исчерпывается. А учитывая «прожорливость» современных процессоров, графических адаптеров, оперативной памяти и других устройств, мощность блока питания является очень критичным фактором.

Ниже приведен пример конфигурации компьютера, ориентированного на офисное использование, и подсчитана приблизительная мощность, потребляемая его комплектующими (табл. 2.1).

Если подсчитать, то получается примерно 250 Вт. Блок же питания должен не только обеспечивать такую мощность, но и иметь запас по мощности. Кроме того, не следует еще забывать о подключенных USB-устройствах, которые также отнимают у блока питания часть мощности.

Как правило, в зависимости от типа корпуса, используются блоки питания от 150 Вт (в дешевом корпусе типа Mini Tower устанавливается блок питания 250–300 Вт). Если подходить к выбору блока питания с умом и с учетом того, что конфигурация у компьютера «средняя», то остановиться следует на блоках с минимальной мощностью 300 Вт.

Важно также учесть тот факт, что разгон процессора или видеокарты почти вдвое увеличивает потребляемую ими мощность. Поэтому вполне нормально, если приобретается блок питания мощностью 350 Вт. Но это не означает, что он будет постоянно потреблять 350 Вт, так как используется лишь необходимая в определенный момент часть мощности. Все остальное – запас мощности.

Стабильность электропитания также много значит. Не зря ведь блок питания имеет напряжения 5 В и 12 В, а не 5,7 В или 11,3 В. Некоторые комплектующие (например, процессор) вообще требуют напряжения питания строго определенной величины (например, 1,4 В). Они получают его от стабилизаторов на материнской плате, которые, в свою очередь, получают его путем преобразования питания 5 В. Поэтому если электропитание нестабильно, то это приводит не только к лишней нагрузке на стабилизаторы материнской платы, но и к перебоям в работе других устройств.

Мощный и стабильный блок питания сегодня является обязательным требованием для персонального компьютера. Если напряжение линий блока питания будет нестабильным (или значительно отличаться от эталонных напряжений), системные компоненты могут выйти из строя. В частности, материнские платы и процессоры очень чувствительны к нестабильному питанию.

Материнская плата

Материнская плата (рис. 2.8) – основная составляющая персонального компьютера. Это не только основной элемент, но и самостоятельное устройство, управляющее связями между установленными на него платами расширения, процессором, оперативной памятью и остальными компонентами.

Рис. 2.8. Внешний вид материнской платы

Материнские платы неодинаковы. Они различаются по функциональности, в частности по поддерживаемым типам процессоров и оперативной памяти, наличию быстродействующих портов, наличию и возможностям разного рода контроллеров, количеству слотов и т. д.

Ниже рассмотрены некоторые из таких особенностей и приведено достаточно подробное описание их назначения и возможностей.

Спецификация материнской платы определяет не только ее размер, но и функциональные особенности построения, например наличие разного количе ства слотов, интегрированных контроллеров и т. д.

Существуют различные форм-факторы материнских плат, отвечающие определенным спецификациям. На сегодняшний день преобладают такие типоразмеры, как ATX, LPX, NLX, BTX. Кроме того, есть уменьшенные варианты упомянутых форматов: Mini-ATX, microATX, Flex-ATX, MicroNLX, MicroBTX, PicoBTX и т. д.

Нет абсолютно никакой надобности знать, чем они отличаются друг от друга и какие имеют преимущества друг перед другом. Главное, что они самодо статочны и на них можно установить все необходимые платы расширения.

Как уже упоминалось выше, форм-фактор материнской платы определяет не только ее геометрические размеры, но и количество слотов расширения. Например, один AGP– и шесть PCI-слотов могут быть размещены только на платах формата ATX или Extended ATX. На платах меньшего размера количество слотов будет другим (четыре у microATX и три у Flex-ATX). Часто один-два PCI-слота заменяются одним или двумя слотами PCI Express.

Процессорное гнездо, или, как его еще называют, слот (сокет), служит для установки центрального процессора на материнскую плату (рис. 2.9) и механического соединения его с группой печатных проводников.

Рис. 2.9. Пример процессорных слотов для процессоров AMD

Интерфейс процессорного гнезда напрямую зависит от системной логики, установленной на материнской плате. При этом гнездо имеет уникальную форму, что исключает установку процессора с другим интерфейсом. Более подробно об этом читайте ниже в разд. «Процессор и система охлаждения» данной главы.

Системная логика (чипсет) – главный компонент платы, отвечающий за ее функциональность и, в конечном итоге, за работу всех устройств компьютера. Он имеет небольшие размеры и обычно состоит из нескольких микросхем (рис. 2.10).

Рис. 2.10. Пример микросхемы системной логики

Как правило, чипсет реализует «мостовую» архитектуру, то есть состоит из двух мостов: северного и южного, за каждый из которых отвечает своя отдельная микросхема (или несколько микросхем).

В северном мосте реализован контроллер памяти, графического порта AGP и шины PCI.

В южном мосте – контроллер ATA (IDE) для жестких дисков и IDE-устройств, порты ввода-вывода и некоторые другие контроллеры. Южный мост соединяется с северным посредством высокоскоростной шины.

От модели чипсета зависят все основные характеристики платы: поддерживаемые типы процессоров и памяти, системной шины, портов для подключения внешних и внутренних устройств и различные дополнительные возможности (например, наличие интегрированного звука или графического ядра). Современные чипсеты включают в себя множество различных встроенных контроллеров (контроллер для подключения жесткого диска, контроллер шины USB и портов ввода и вывода и др.), что удешевляет компьютер и облегчает его сборку и использование. Иногда вообще можно обойтись без каких-либо плат расширения, так как все необходимое уже имеется в микросхемах системной логики.

Все группы чипсетов развиваются практически параллельно и в целом обеспечивают для своих процессоров примерно равные возможности по функциональности. Наибольшую популярность приобрели чипсеты, имеющие поддержку процессоров с интерфейсом Socket 939 (процессоры AMD) и LGA775 (процессоры Intel Pentium D), хотя до сих пор можно встретить чипсеты с поддержкой предыдущих интерфейсов.

Слоты оперативной памяти используются для установки модулей оперативной памяти. Они могут иметь разное количество контактов, которое зависит от типа поддерживаемой оперативной памяти, и снабжаются специальными креплениями, которые удерживают в них модули.

Как правило, на материнской плате имеется не менее двух слотов памяти. На дорогих моделях материнских плат их количество может доходить до четырех-шести (рис. 2.11).

Рис. 2.11. Внешний вид слотов оперативной памяти

Слоты плат расширений, или просто слоты шин, используются для установки в них разных плат расширения, например видеокарты, звуковой карты, SCSI-контроллера, аналогово-цифрового модема и т. п.

На сегодняшний день используются PCI-, AGP-слоты и слоты PCI Express (рис. 2.12)[2].

Рис. 2.12. Слоты PCI Express разных спецификаций (вверху и внизу – 16х, в центре – 1х)

Шина PCI Express наиболее быстродействующая и функциональная из выше перечисленных. Она имеет некоторые преимущества и вносит такие, например, новшества: позволяет использовать одновременно две видеокарты и выводить изображение сразу на два или даже четыре монитора. Существует несколько спецификаций этой шины, последняя из которых – PCI Express 16x – позволяет передавать данные со скоростью до 4 Гбайт/с, чего с избытком хватает для современных потребностей.

В AGP-слот (рис. 2.13), спецификаций шины[3] которого существует также несколько, устанавливается видеокарта, а в PCI-слот (рис. 2.14) – любое устройство, включая и старые модели видеокарт, хотя в последнее время их встретить очень сложно.

Рис. 2.13. Слот AGP

Рис. 2.14. Слоты PCI

Количество слотов расширения может быть разным и в первую очередь зависит от форм-фактора материнской платы и ее функционального предназначения.

Материнская плата содержит большое количество разнообразнейших разъемов. Они используются для разных целей, например для подключения шлейфов данных и проводов питания устройств, подключения разного рода кабелей от внешней периферии и т. д.

Коннекторы имеют разную форму, соответствующую их типам и предназначению. На материнской плате изначально присутствуют разъемы для подключения IDE– или SCSI-устройств, FDD-разъем (рис. 2.15), разъем для подключения питания материнской платы, разъемы для вентиляторов. Кроме того, могут присутствовать ATA-разъемы, разъемы для подключения сетевого кабеля, разъемы для присоединения выхода звуковой карты и дополнительных портов, средств индикации и т. п.

Рис. 2.15. Сверху вниз: IDE-разъемы, FDD-разъем

Количество разъемов может быть разным и зависит от типа материнской платы и ее назначения (домашний или офисный компьютер, сервер). Например, серверные материнские платы содержат большее количество IDE-, SCSI– или USB-разъемов, нежели материнские платы офисных компьютеров.

Порты используются для подключения к ним разнообразной периферии, например модема, принтера, сканера и т. п. Количество разных портов зависит от «навороченности» материнской платы, но, как правило, присутствуют порты LPT, COM, USB и др.

LPT. Этот порт, называемый параллельным (рис. 2.16), представляет собой полнодуплексный порт, через который сигнал передается в двух направлениях по восьми параллельным линиям. Скорость передачи данных через LPT-порт составляет от 800 Кбит/с до 16 Мбит/с, что зависит от выбранного в BIOS режима работы порта. Как правило, параллельные порты обозначают индексами LPT1, LPT2 и т. д.

Рис. 2.16. Внешний вид LPT-порта

Этот тип порта уже практически не используется, поскольку ему на смену пришел более скоростной и функциональный USB-порт. Тем не менее к нему можно подключать принтер, сканер, модем и другие устройства. Кроме того, LPT-порт может быть использован для соединения двух компьютеров с помощью нульмодемного кабеля.

COM. Этот порт, называемый последовательным, представляет собой полудуплексный порт, через который данные передаются последовательно или сериями только в одном направлении в каждый момент времени (сначала в одну, потом в другую сторону). Максимальная скорость передачи данных через последовательный порт составляет 115 Кбит/с. Как правило, последовательные порты обозначаются индексами COM1, COM2 и т. д.

Материнские платы раннего выпуска имеют два разных COM-порта, которые различаются количеством контактов. Современные платы содержат лишь один (или два одинаковых) 9-контактный COM-порт (рис. 2.17).

Рис. 2.17. Внешний вид 9-контактного COM-порта

Этот порт, как и LPT-порт, все реже используется на практике в силу своей функциональной и, самое главное, скоростной ограниченности. Однако, как ни странно, до сих пор выпускаются разного рода контроллеры, подключаемые к COM-порту.

К последовательному порту могут подключаться устройства, которые не требуют высокой скорости передачи, например мышь, модем, джойстик и т. п. Как и в случае с LPT-портом, этот порт также может использоваться для передачи данных между двумя компьютерами.

USB. Этот порт наиболее универсальный и используемый на практике. Это один из современных интерфейсов для подключения внешних устройств. Передача данных по шине может осуществляться как в асинхронном, так и в синхронном режиме. При этом теоретическая скорость передачи составляет от 12 Мбит/с до 480 Мбит/с (в зависимости от спецификации порта[4]).

К USB-порту (рис. 2.18) можно подключать разнообразные устройства, начиная с мыши и заканчивая цифровой видеокамерой. Теоретически, используя USB-концентраторы, к одному компьютеру можно подсоединить до 127 USB-устройств разного назначения. На практике подключение большого количества устройств требует достаточного запаса мощности блока питания, поскольку USB-устройства получают питание прямо через USB-разъем. Обычно же к компьютеру подключается одно-два устройства, например принтер и сканер.

Рис. 2.18. Внешний вид USB-портов (вверху) и USB-коннекторов (внизу)

Важной особенностью USB-порта является то, что он поддерживает технологию Plug & Play (все присоединенные к USB-порту устройства конфигурируются автоматически), то есть при подключении устройства пользователю не нужно устанавливать драйвер для него (компьютер сделает это сам). А это означает, что USB-порты поддерживают возможность «горячего» подключения[5].

Обычно на материнской плате присутствует не менее двух USB-портов. На хороших же материнских платах их количество может достигать шести-восьми.

PS/2. Это параллельный порт, используемый в основном для подключения мыши и клавиатуры. По функциональности он практически идентичен COM-порту, однако быстрее и компактнее по размерам (рис. 2.19).

Рис. 2.19. Внешний вид PS/2-порта (слева) и PS/2-коннектора (справа)

Таких портов на материнской плате ни много ни мало два. В большем количестве нет необходимости, поскольку подключение нескольких клавиатур и мышей в принципе не предполагается, да и невозможно на аппаратном уровне.

IEE1394. Его еще часто называют FireWire. Он представляет собой последовательный порт, способный передавать данные со скоростью от 400 Мбит/с.

Используется в основном для обмена информацией с цифровыми видеоустройствами, которые требуют максимально быстрой передачи большого объема информации.

Порты FireWire бывают двух типов. В большинстве настольных компьютеров используются 6-контактные порты, а в ноутбуках – 4-контактные (рис. 2.20).

Рис. 2.20. 6-контактный порт FireWire (слева вверху), 4-контактный порт FireWire (справа вверху), контроллер с двумя портами FireWire (внизу)

На материнских платах обычно присутствуют два, иногда четыре таких порта.

Процессор и система охлаждения

Процессор (Central Processing Unit, CPU) – это один из основных компонентов компьютера, который выполняет арифметические и логические операции, задаваемые программой.

Физически процессор представляет собой интегральную микросхему (пластина кристаллического кремния прямоугольной формы), на которой размещены электронные блоки, реализующие все его функции. Кристаллическая пластина обычно помещается в плоский керамический корпус и соединяется золотыми (или медными) проводниками с металлическими штырьками (выводами, с помощью которых процессор закрепляется в процессорном гнезде на материнской плате компьютера) или металлическими площадками (сами выводы уже содержатся в процессорном слоте).

Процессор обладает множеством характеристик, с помощью которых можно осуществлять сравнение различных моделей процессоров от разных производителей. Именно факт наличия нескольких производителей и влияет на разнообразие характеристик процессора, поскольку вступают в силу патенты на технологии, которые не могут повторяться разными производителями.

На сегодняшний день на рынке присутствует только два реальных производителя процессоров, а именно AMD и Intel. Поэтому их и рассматривают, когда речь идет о выборе процессора.

Вот некоторые представители этих типов: Intel Celeron, Intel Core 2 Duo (рис. 2.21), Intel Core 2 Quad, AMD Athlon, AMD Athlon 64 X2 (рис. 2.22) и др. Все они различаются интерфейсом, используемыми технологиями (алгоритмами, количеством ядер) и быстродействием.

Рис. 2.21. Двухъядерный процессор Intel Core 2 Duo

Рис. 2.22. Двухъядерный процессор AMD Athlon 64 X2 6000+

Рынок предлагает очень большой выбор процессоров разной частоты, начиная с «младших» (более дешевых) моделей и заканчивая моделями высшей категории, содержащими несколько ядер.

Следует также упомянуть то, что разработка процессоров идет по трем направлениям: процессоры для персональных компьютеров, процессоры для серверов и процессоры для переносных устройств (ноутбуков, КПК, PDA и др.). Процессоры третьего направления характеризуются уменьшенным потреблением энергии, что особенно важно для данного типа устройств.

Когда идет речь о сравнении быстродействия процессоров различных производителей, возникает множество спорных вопросов и еще больше неоднозначных ответов. Однако ясно одно: быстродействие процессора зависит от очень многих факторов, основными из которых являются пропускная способность шин обмена информацией, частота работы ядра, наличие расширений стандартных инструкций, тип и размер кэш-памяти, пропускная способность контроллера памяти, аппаратные технологии ядра и многое другое. С некоторыми из них вы сможете познакомиться ниже.

Частота ядра – показатель, влияющий на скорость выполнения команд процессором. Однако это совсем не означает, что она характеризует его быстродействие. Дело в том, что в зависимости от конструкции ядра и наполнения его различными аппаратными блоками ядро способно выполнять за один такт разное количество команд, поэтому часто бывает так, что процессоры с разной частотой имеют одинаковую производительность.

По умолчанию единицей одного такта считается 1 Гц. Это означает, что при частоте 1 ГГц ядро процессора выполняет 1 млрд тактов в секунду. Теоретически, если считать, что за один такт ядро выполняет одну операцию, скорость работы процессора составила бы 1 млрд операций в секунду. На практике же этот показатель вычислить достаточно трудно, поскольку на него влияет количество выполняемых операций за такт, сложность этих операций[6], пропускная способность шин кэш-памяти и оперативной памяти и т. д.

Слово «шина» следует понимать как некоторый канал с определенными характеристиками, через который процессор обменивается данными с остальными устройствами. Примером такого канала может быть канал, по которому идет обмен данными с кэш-памятью, с контроллером памяти, с видеокартой, жестким диском и т. д.

Главными характеристиками шины являются ее разрядность и частота работы. Так, чем выше ее разрядность и частота, тем больше данных может пройти через нее за единицу времени и тем больше информации будет обработано процессором или другим компонентом. Например, процессоры AMD имеют несколько подобных шин (внешних и внутренних), которые работают на разных частотах и имеют разную разрядность. Связано это с технологическими особенностями – не все элементы способны функционировать с частотой наиболее быстрой шины.

Именно здесь и кроется первая и самая главная ошибка многих пользователей, которые считают, что частота процессора является показателем его скорости работы. На самом же деле все упирается в пропускную способность шины. Например, если предположить, что за один такт ядра передается 64 бит (8 байт) информации (64-битный процессор) и частота шины составляет 100 МГц, пропускная способность шины составит 8 байт 100 000 000 тактов, что равно примерно 763 Мбайт. В то же время частота ядра процессора может быть в несколько раз выше. Значит, при достижении этого показателя оставшийся запас скорости процессора элементарно простаивает.

С другой стороны, существуют шины, например между процессором и кэш-памятью первого уровня, которые позволяют устройствам наиболее эффективно обмениваться данными, что достигается за счет работы их на одной частоте.

Разрядность процессора определяет то количество информации, которое он может обработать за один такт. Чем выше будет разрядность процессора, тем больше информации он сможет обработать. Однако это вовсе не означает, что скорость процессора от этого повышается. Разрядность главным образом влияет на объем адресуемых данных (и, соответственно, объем используемой оперативной памяти), хотя, конечно, может повышать скорость выполнения целочисленных операций. Мало того, разрядность процессора тесно связана с разрядностью модулей оперативной памяти.

Однако следует отметить тот факт, что указанное значение разрядности не совпадает с реальным. К примеру, процессор выполняет 64-битные команды. В то же время он спокойно может работать с разрядностью, например, 80 или 128 бит, когда дело касается операций с плавающей точкой.

На сегодняшний день используются 32– и 64-разрядные процессоры.

Как вы уже поняли, скорость работы процессора определяется скоростью работы всех его участков. А скорость работы этих участков зависит от их аппаратных возможностей и пропускных способностей соответствующих шин данных. Предвидя такую ситуацию, производители процессоров, с целью максимально ускорить работу их аппаратных блоков, придумали и внедрили кэш-память.

Главное отличие кэш-памяти от оперативной – скорость работы. На практике скорость работы кэш-памяти в десятки раз выше скорости работы оперативной памяти, что связано с технологическим процессом их изготовления и условиями функционирования.

Чтобы не заходить в теоретические дебри, достаточно сказать, что существует несколько типов кэш-памяти. Так, наиболее быстрой является кэш-память первого уровня, затем второго и третьего уровней. Обычно обязательными являются только первые две позиции, хотя ничто не мешает сделать кэш-память четвертого уровня и т. д. В любом случае эта память будет быстрее оперативной памяти.

Что касается размера кэш-памяти, он может быть разным, в зависимости от модели процессора и его производителя. Обычно размер кэш-памяти первого уровня значительно меньше размера кэш-памяти второго или третьего уровня. Кроме того, кэш-память первого уровня имеет наибольшее быстродействие, поскольку работает на частоте ядра процессора.

Необходимо отметить, что размер кэш-памяти процессоров Intel заметно больше, нежели процессоров AMD. Связано это с алгоритмом работы кэш-памяти. Так, у процессоров AMD кэш-память имеет эксклюзивный тип, то есть в памяти любого уровня содержатся только уникальные данные. В то же время кэш-память процессоров Intel может содержать повторяющиеся данные, что и объясняет ее увеличенный размер.

Кэш-память, подобно обычной, также имеет разрядность. От этого напрямую зависит ее быстродействие, поскольку большая разрядность позволяет передавать за один такт больше данных. Процессоры разных производителей, опять же, по-разному работают с кэш-памятью: одни используют большую разрядность, например 256 бит, вторые – малую разрядность, но режим одновременного чтения и записи.

Не так давно на рынке процессоров появились модели процессоров, содержащих несколько ядер. В отличие от виртуальных ядер, которые предлагает технология HyperThreading, на подобном процессоре действительно может располагаться несколько ядер. На сегодняшний день уже получают распространение процессоры, у которых имеются четыре независимых ядра.

Первые двухъядерные процессоры имели два абсолютно независимых ядра, то есть каждое ядро имело абсолютно одинаковое строение, включая кэш-память первого и второго уровней. Сегодня же ядра имеют общую кэш-память второго уровня, что позволяет еще больше увеличить производительность процессора.

Есть ли смысл использовать многоядерные процессоры? Ответ однозначный – да. Применение многоядерного процессора дает заметный прирост производительности компьютера. Кроме того, вы получаете процессор, который практически невозможно на 100 % загрузить работой, поскольку имеются некоторые технологические аспекты. А это означает, что вы больше не увидите ситуацию, когда приложение настолько заняло процессор, что компьютер не реагирует ни на какие действия, и его приходится перезагружать с помощью кнопки Reset.

Следует отметить тот факт, что производительность процессора не всегда увеличивается при использовании многоядерной структуры. Дело в том, что применение технологии нескольких ядер требует использования приложений, написанных с учетом этого аспекта. На сегодняшний день еще достаточно мало программ, написанных с учетом многоядерности. Это означает, что приложение обычно загружает только одно ядро. Однако время не стоит на месте, и становится понятно, что многоядерность обязательно будет востребована.

В прежние времена процессоры можно было достаточно легко идентифицировать, используя для этого лишь их название и тактовую частоту. Однако с появлением процессоров различной архитектуры (с разными ядрами) подобная маркировка оказалась малоэффективной. Кроме того, большую неразбериху добавили процессоры AMD, которые в качестве тактовой частоты используют так называемый Pentium-рейтинг, а не реальную частоту процессора.

Как бы там ни было, на сегодняшний день существует определенный способ маркировки процессоров Intel, который можно расшифровать только имея перед собой таблицу соответствий. Что же касается процессоров AMD, подобная маркировка среди них пока не используется, однако недалек час, когда это может произойти.

За все время существования процессоров сменилось множество процессорных слотов. Необходимость их изменения была вызвана постоянным усложнением конструкции процессора и увеличением количества контактов на пластине. Кроме того, процессоры разных производителей также имеют разное количество контактов.

Несколько лет назад была введена маркировка для процессоров Intel, сменив понятный показатель частоты процессора на непонятный пользователям, зато понятный производителям номер. Процессоры AMD придерживаются старого способа маркировки, который включает название процессора, его Pentium-рейтинг и дополнительный код из цифр и букв, с помощью которого можно узнать о наименовании ядра, его версии, технологическом процессе и других показателях.

Ниже в табл. 2.2–2.8 приведено описание популярных процессоров для персональных компьютеров, которые характерны для используемых сегодня процессорных слотов.

Поскольку процессор является одним из самых главных устройств в компьютере, условия функционирования нужно обеспечивать для него соответствующие. И самое важное из них – эффективная система охлаждения.

Зачем нужно охлаждение? При чрезмерном повышении температуры любые электронные составляющие теряют работоспособность и могут выйти из строя. А если вспомнить тот факт, что в процессоре таких составляющих сотни миллионов, то становится ясно, зачем нужно охлаждение.

На сегодняшний день процессоры в ходе работы нагреваются достаточно сильно. При этом их тепловыделение может составлять от 40 Вт для процессоров начального уровня до 120 Вт и более для высокопроизводительных многоядерных процессоров. Поэтому, чтобы погасить этот «пожар», необходимо иметь эффективный теплоотвод.

До недавнего времени существовал всего один способ охлаждения процессора – применение разного рода радиаторов. Для охлаждения радиатора, соответственно, использовался вентилятор.

Сегодня же существует несколько решений этой проблемы, которые реально применяются на практике. Мало того, они находят широкое применение среди обычных пользователей.

Ниже рассмотрены некоторые из способов охлаждения процессора, получившие наибольшее распространение.

Воздушное охлаждение. Это стандартный способ охлаждения, применяемый на большинстве компьютеров. В данном случае используются радиатор (из алюминия, меди или другого сплава) и закрепленный на нем высокооборотистый вентилятор, который охлаждает этот радиатор. В сборе такое устройство называется кулером (рис. 2.23).

Рис. 2.23. Внешний вид обычного кулера

На сегодняшний день существует большое количество различных радиаторов, от формы которых зависит степень охлаждения процессора. Сам по себе радиатор не охлаждает процессор, а лишь увеличивает площадь рассеивания тепла и создает все условия для наиболее эффективного прохождения воздуха, поступающего от вентилятора.

Что касается материала, из которого изготовлен радиатор, то в последнее время все большую популярность получают медные радиаторы. Как показала практика, медь рассеивает тепло эффективнее алюминия (в среднем на 20–30 %). Именно поэтому любители экстремального разгона отдают предпочтение медным радиаторам. Хорошо зарекомендовали себя медные радиаторы Zalman, которые отличаются своей оригинальной формой (веер с множеством граней). Их цена оправдывается высокой эффективностью (в среднем кулер Zalman стоит в два-четыре раза дороже обычного).

Достаточно важным вопросом в охлаждении является качество контакта между процессором и радиатором. Чем оно выше, тем лучше будет теплоотдача между этими двумя устройствами. Если нормального контакта нет, то ни о каком эффективном охлаждении и речи идти не может.

Чтобы обеспечить наилучший контакт между радиатором и поверхностью процессора, используются разнообразные теплопроводящие пасты. При выключенном компьютере паста имеет вязкое состояние. После его включения процессор начинает нагреваться, а вместе с ним нагревается и паста, переходя из вязкого состояния в жидкое. Благодаря этому она равномерно покрывает пластину процессора и обеспечивает хороший контакт с поверхностью радиатора.

Таким образом, кулер обеспечивает эффективное охлаждение процессора при его нормальном режиме работы. Большая нагрузка на него ложится во время разгона процессора при повышении его температуры в два-три раза. Если в этом режиме система работает стабильно, то вы являетесь обладателем качественного кулера. Если же при работе процессора с высокими нагрузками в системе происходят сбои, то следует задуматься о замене кулера на более производительный или продумать вариант перехода на другой тип охлаждения.

Воздушное охлаждение с применением тепловых труб. В последнее время все большую популярность приобретают системы охлаждения, в составе которых используются тепловые трубы. Если говорить коротко, то тепловая труба – герметичное устройство с теплоносителем, которое позволяет переносить тепло, используя для этого молекулярный механизм переноса пара.

На практике это выглядит следующим образом. Нагретый, например, радиатором процессора, теплоноситель (жидкость) тепловой трубы превращается в пар и переносится в холодную ее часть на некоторое расстояние, где начинает конденсироваться и охлаждаться, а затем возвращается обратно к исходной точке трубы. В результате получается замкнутый цикл и практически безупречная и вечная система.

Конструкция охлаждающей системы с применением тепловых труб может быть разной в зависимости от необходимого количества переносимого тепла и наличия свободного места для ее организации. Однако чем больше тепловых труб присутствует в системе охлаждения и чем эффективнее будет система их охлаждения, тем больше тепла сможет рассеяться.

Если рассматривать подобную систему охлаждения для процессора, то она напоминает обычный кулер, только большего размера (рис. 2.24). Тепловая труба (или трубы) берет свое начало в небольшом радиаторе, который прикладывается к поверхности процессора и заканчивается в более мощном радиаторе, который, в свою очередь, охлаждается мощным вентилятором.

Рис. 2.24. Пример кулера на основе тепловых труб

При этом вентилятор, учитывая большие размеры охлаждаемого радиатора, часто располагается перпендикулярно материнской плате.

Такие системы охлаждения находят место в мощных рабочих станциях и серверах, которые имеют корпус соответствующего размера. Использовать такую систему также очень любят любители экстремального разгона.

Жидкостное охлаждение. В промышленности использование воды со специальными присадками в качестве охладителя практикуется давно, однако в компьютерах такой способ охлаждения применяется сравнительно недавно.

Понятно, что окунуть процессор в воду не удастся, поскольку она является отличным проводником электричества. Как же тогда поступить? Подходов существует несколько. Один из них заключается в следующем. На процессор устанавливается металлический радиатор. Он представляет собой теплообменник особой конструкции, содержащий металлическую трубку, которая, например, определенное количество раз изгибается внутри радиатора, покрывая при этом всю его площадь. К концам трубки присоединяется водяная помпа, которая с определенной скоростью перекачивает охлаждающую жидкость. Охлаждающая жидкость, протекая через трубку в теплообменнике, охлаждает его и, одновременно с ним, сам процессор. Далее она попадает в специальный резервуар, снабженный одним-двумя вентиляторами, где охлаждается. Затем процесс повторяется снова.

Как видите, все достаточно просто и эффективно. Подбирая скорость перекачивания воды, конструкцию теплообменника и способ его охлаждения, можно добиться максимальной производительности системы.

Установить водяную систему охлаждения в компьютер достаточно легко, и именно этот факт привлекает большое количество любителей разгона. Мало того, таким способом параллельно можно охлаждать еще и процессор с памятью на графическом адаптере, которые нагреваются не меньше центрального процессора. Процесс установки водяного охлаждения облегчается тем, что на самом радиаторе или пластиковом держателе теплообменника имеется множество отверстий, пара из которых уж точно должны совпасть с отверстиями на материнской плате возле процессорного гнезда.

Примечание

Использование водяного охлаждения несет в себе потенциальную угрозу, которая проявляется в случае нарушения целостности конструкции: вода при этом может попасть на электрические схемы, что приведет к их замыканию. Последствия этого непредсказуемы.

В продаже существует достаточно много разных наборов водяного охлаждения (рис. 2.25), которые отличаются своей конструкцией и эффективностью охлаждения. При этом в комплект входит подробная инструкция по сборке такого «самогонного» аппарата.

Рис. 2.25. Набор для водяного охлаждения

Большим минусом системы жидкостного охлаждения является ее стоимость, которая сдерживает широкое распространение системы среди обычных пользователей. Но для любителей поиграть это не должно стать препятствием.

Оперативная память

Элементы памяти, наряду с набором системной логики (чипсетом) и центральным процессором, составляют основу любого персонального компьютера, так как в них хранятся необходимые для решения поставленной задачи данные. Мало того, именно от типа установленной в компьютере оперативной памяти, а не от процессора, зависит быстродействие компьютера в целом, которое в первую очередь связано со скоростью передачи данных от оперативной памяти к процессору.

Оперативная память (Random Access Memory, RAM) – одно из устройств, от объема и скорости работы которого зависит быстродействие компьютера в целом.

Память в своем развитии прошла такой же долгий путь, как и процессор. За все время ее существования сменилось более десяти модификаций, начиная с EDO RAM и заканчивая DDR SDRAM. Память – это второе по быстродействию устройство после центрального процессора. Ее задачей является своевременное предоставление процессору необходимой информации, поэтому и требования к ее скорости очень высокие.

Модули памяти выпускает достаточно большое количество производителей, основными из которых стали SEC (Samsung), Corsair, Winbond и Kingston.

Ниже описаны некоторые типы оперативной памяти, которые могут использоваться в составе современного компьютера.

DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM) появилась вследствие улучшений архитектуры SDRAM, поэтому другое название этого типа памяти – SDRAM II (рис. 2.26). Лидерство в разработке DDR SDRAM принадлежит корпорации Samsung. Память данного типа за один такт может передавать два пакета данных (отсюда и аббревиатура DDR), что и позволило увеличить пропускную способность вдвое.

DDR-память, работающую на частоте 100 МГц, иногда обозначают как DDR200, подразумевая при этом, что частота шины данных памяти составляет 200 МГц. Аналогично при работе ядра памяти на частоте 133 МГц используют обозначение DDR266, при частоте 166 МГц – DDR333, а при частоте 200 МГц – DDR400. Нетрудно рассчитать и пропускную способность DDR-памяти. Учитывая, что ширина шины данных составляет 8 байт, для памяти DDR200 получим 1,6 Гбайт/с, для DDR266 – 2,1 Гбайт/с, для DDR333 – 2,7 Гбайт/с, а для DDR400 – 3,2 Гбайт/с.

Рис. 2.26. Модуль памяти DDR SDRAM

Хотя обозначения типа DDR200, DDR266, DDR333 и DDR400 кажутся вполне логичными и понятными, официально принято другое обозначение этой памяти. В названии используется не эффективная частота, а пиковая пропускная способность, измеряемая в мегабайтах в секунду (Мбайт/с).

Ниже приведен список соответствий частот в различных обозначениях:

• 100 МГц → PC1600 DDR SDRAM → DDR200 SDRAM → PC100 SDRAM → PC800 RDRAM;

• 133 МГц → PC2100 DDR SDRAM → DDR266 SDRAM → PC133 SDRAM → PC1066 RDRAM;

• 166 МГц → PC2700 DDR SDRAM → DDR333 SDRAM → PC166 SDRAM;

• 200 МГц → PC3200 DDR SDRAM → DDR400 SDRAM;

• 216 МГц → PC3500 DDR SDRAM → DDR433 SDRAM;

• 233 МГц → PC3700 DDR SDRAM → DDR466 SDRAM;

• 250 МГц → PC4000 DDR SDRAM → DDR500 SDRAM.

Данный тип памяти (рис. 2.27) на сегодняшний день является самым распространенным, поскольку позволяет работать на высоких частотах, что обеспечивает большую скорость передачи данных.

Рис. 2.27. Модуль памяти DDR2 SDRAM

Данная память во многом напоминает своего предшественника – DDR SDRAM. Данные передаются в двух направлениях параллельно, используя для этого 64-битную шину данных. Благодаря синхронной передаче данных достигается удвоенная скорость передачи данных по соотношению с частотой.

Кроме увеличенной скорости передачи данных некоторые технологические нововведения позволили уменьшить потребляемую модулями памяти мощность.

Внешне память DDR2 отличается от DDR количеством контактов, что означает их несовместимость. Поэтому, если вы планируете использовать память стандарта DDR2, имейте в виду, что увеличить ее объем можно будет лишь путем установки модуля такого же типа.

Самый простые модули памяти DDR2 работают на тактовой частоте 200 МГц, то есть память имеет обозначение DDR2-400. Если придерживаться приведенного ранее списка, соответствие частот будет следующее:

• 200 МГц → PC3200 DDR SDRAM → DDR2-400 SDRAM;

• 250 МГц → PC4000 DDR SDRAM → DDR2-500 SDRAM;

• 266 МГц → PC4300 DDR SDRAM → DDR2-533 SDRAM;

• 333 МГц → PC5300 DDR SDRAM → DDR2-667 SDRAM;

• 400 МГц → PC6400 DDR SDRAM → DDR2-800 SDRAM;

• 450 МГц → PC7200 DDR SDRAM → DDR2-900 SDRAM;

• 500 МГц → PC8000 DDR SDRAM → DDR2-1000 SDRAM;

• 533 МГц → PC8500 DDR SDRAM → DDR2-1066 SDRAM.

Поскольку DDR2-память работает на высоких частотах, микросхемы памяти достаточно сильно нагреваются. Еще больше они нагреваются, если выполяется разгон памяти. Поэтому очень часто чипы памяти закрываются сплошной алюминиевой пластиной, которая служит радиатором, позволяя более эффективно отводить тепло от микросхем или монтировать на них дополнительные радиаторы.

Видеоадаптер

Видеоадаптер (видеокарта) представляет собой графическую подсистему компьютера (рис. 2.28) и служит для формирования и вывода на монитор изображения. От него зависят качество изображения и скорость визуализации двух– и трехмерной графики. Наибольшие требования предъявляются именно к последнему пункту, поскольку все современные игры и графические программы для обработки сложных 3D-объектов используют именно 3D-возможности видеоадаптера.

Рис. 2.28. Видеоадаптер

Производительность графической системы компьютера зависит от скорости работы следующих его устройств и компонентов:

• шины данных, по которой передается видеоинформация;

• видеопамяти, установленной на видеоадаптере;

• графического процессора;

• центрального процессора.

Видеокарта с графическим сопроцессором – это интеллектуальное устройство. Его основу составляет арифметико-логическое устройство (микропроцессор, который работает с микроинструкциями в собственной видеопамяти).

Графический процессор можно запрограммировать на выполнение различных задач. Кроме того, он самостоятельно организует обращения к памяти и управление шиной ввода и вывода.

В видеоадаптерах используется динамическая память с произвольным доступом. Этот тип памяти является наиболее эффективным, поскольку позволяет передавать данные в двух направлениях за один такт процессора. Современные видеоадаптеры оснащаются памятью DDR, время доступа к которой составляет 1,2–6 нс.

От объема видеопамяти и скорости графического процессора зависят качество и скорость отображения сложного (текстурированного) изображения. В настоящее время наибольшее распространение получили видеокарты с объемом памяти 256 Мбайт. А любители максимальной скорости для современных игр покупают видеокарты с объемом памяти 512 Мбайт.

Наиболее популярными являются два графических интерфейса: AGP и PCI Express. В последнее время предпочтение отдается именно последнему из них, поскольку он имеет более быструю шину, что крайне необходимо для современных игр. Пользователь может установить себе и две PCI Express-видеокарты, соединив их с помощью специального моста, тем самым вдвое увеличив производительность графической подсистемы. Кроме того, одна видеокарта с интерфейсом PCI Express позволяет подключить одновременно два монитора, что находит применение не только при решении сложных графических или дизайнерских, но и повседневных задач.

Кроме своей прямой обязанности, видеокарта может выполнять некоторые другие функции, например выводить параллельное изображение на телевизионный приемник или осуществлять захват изображения. В этом случае на планке видеокарты, кроме разъемов для подключения мониторов, имеются разъемы для выполнения соответствующих задач.

Сетевой адаптер

Сетевой адаптер – устройство, которое используется для подключения персонального компьютера к локальной сети. Он выполняет множество задач, но самыми главными из них являются кодирование информации и получение доступа к информационной среде, используя для этого уникальный идентификатор (MAC-адрес).

Сетевые платы различают по нескольким параметрам и техническим характеристикам, основными из которых являются следующие.

• Поддерживаемый тип сети. Сети бывают проводные и беспроводные, что однозначно определяет тип сетевого адаптера. Кроме того, сетевой адаптер рассчитан на определенный сетевой стандарт (или несколько стандартов), определяющий скорость передачи данных в сети.

• Скорость передачи данных. Поскольку существуют сети с различными скоростями приема и передачи данных, естественно, существуют соответствующие сетевые адаптеры. Наибольшее распространение получили проводная сеть стандарта Ethernet 802.3 100BASE-TX и беспроводная сеть стандарта IEEE 802.11g, скорость передачи которых составляет 100 и 54 Мбит/с соответственно.

• Тип разъема. Данный показатель относится к сетевым адаптерам, предназначенным для работы в проводной сети. Тип разъема сетевой карты зависит от выбора сетевой топологии и кабеля, по которому происходит передача данных. Существует несколько типов разъемов: RJ-45 (для витой пары), BNC (для коаксиального кабеля) и ST, SC или FC (для оптоволоконного кабеля). Они существенно различаются по конструкции, поэтому использовать разные по назначению разъемы в одной сетевом адаптере невозможно. Хотя существуют комбинированные сетевые адаптеры, которые содержат, например RJ-45– и BNC-разъем.

• Способ подключения к компьютеру. Сетевые адаптеры бывают как внутренние, так и внешние, то есть могут устанавливаться в PCI-слот (рис. 2.29) или подключаться к USB-порту (рис. 2.30). Кроме того, практически любая современная материнская плата имеет интегрированный сетевой контроллер (рис. 2.31).

Рис. 2.29. Сетевая карта в виде платы расширения

Рис. 2.30. Внешний вид сетевой карты, подключаемой к USB-порту

Рис. 2.31. Пример встроенной сетевой карты (два разъема в верхней правой части)

Сетевые адаптеры для беспроводной сети (рис. 2.32) по внешнему виду практически не отличаются от проводных сетевых адаптеров, за исключением наличия разъема для антенны или самой антенны.

Рис. 2.32. Внешний вид беспроводного сетевого адаптера

Что касается сетевых плат, которые подключают через USB-порт, то они встречаются достаточно часто, особенно это касается беспроводных вариантов.

Часто на сетевой карте присутствует микросхема BIOS, с помощью которой можно даже загружать компьютер или выводить его из спящего режима (функция WOL, Wake-on-LAN). В последнем случае сетевая карта должна быть подсоединена к материнской плате специальным кабелем.

Звуковой адаптер

Звуковой адаптер (карта) – устройство, в составе которого имеется звуковой процессор и другие вспомогательные компоненты, с помощью которых формируется звуковой сигнал необходимого уровня и окраски. Далее этот сигнал отправляется на акустическую систему, позволяя вам тем самым слышать звук.

Звуковые карты бывают различного исполнения. Чаще всего это интегрированное в материнскую плату решение или карта, устанавливаемая в PCI-слот (рис. 2.33). Вместе с тем достаточно часто встречаются внешние устройства, представляющие собой профессиональные высококачественные звуковые решения.

Рис. 2.33. Звуковая плата в виде карты расширения

Поскольку с каждым днем качество интегрированных звуковых контроллеров растет, то необходимость в звуковых платах, устанавливаемых в слот, постепенно отпадает, и встречаются они с каждым днем все реже. Однако бытует мнение, что дополнительно устанавливаемые звуковые платы более качественны, нежели их интегрированные решения. Все звуковые карты, в каком бы они исполнении ни были выполнены, имеют нечто, что их объединяет. А именно – стандартный набор выходов и контактов, к которым подключается акустическая система или внешний усилитель. Однако это совсем не означает, что этими контактами дело ограничивается. Хорошая звуковая карта, кроме трех стандартных разъемов – микрофонного, акустического и линейного, может иметь и дополнительные разъемы. В частности, если звуковая карта поддерживает спецификацию 5.1 и выше, то на ней должны присутствовать отдельные выходы для левого и правого акустического каналов, выход на фронтальные и тыльные колонки и т. д. Однако в любом случае, чтобы услышать звук, даже если вы обладаете простыми динамиками или наушниками, достаточно подключить их к акустическому выходу и наслаждаться звуком. Все остальное зависит от ситуации: есть 5.1 или выше акустическая система – подключаете все по правилам, нет – используете стандартное подключение.

В последнее время выбор подходящего звукового решения – дело достаточно простое. Связано это с тем, что на многих материнских платах реализованы интегрированные высококачественные звуковые контроллеры спецификации 7.1, работающие со всеми существующими звуковыми стандартами. Если же вас не устраивает такое решение, тогда приобретайте внешнее звуковое устройство, поскольку качественнее его уже ничего не существует.

Жесткий диск

Жесткий диск (Hard Disk Drive, HDD), или винчестер, – устройство, используемое для постоянного хранения информации, необходимой для работы на компьютере, и доступа к ней. Данная информация может носить различный характер. Это могут быть документы, базы данных, видео, аудио и многое другое.

Внешне жесткий диск выглядит как прямоугольная металлическая коробка высотой 2–4 см, которая устанавливается в 3,5– или 5,25-дюймовый отсек компьютера (рис. 2.34).

Рис. 2.34. Внешний вид винчестера (вид сверху и снизу)

Внутри винчестера находится одна или несколько пластин (так называемых блинов), на которые и записывается информация. Запись и считывание данных осуществляется блоком магнитных головок, которые скользят над пластинами в непосредственной близости от них. Передвигает этот блок высокоточный шаговый двигатель, который, в свою очередь, управляется интегрированным контроллером.

В рабочем состоянии пластины постоянно вращаются и скорость их вращения очень высокая. Чем выше скорость вращения, тем выше скорость считывания и записи информации. На сегодняшний день наиболее распространенными являются винчестеры со скоростью вращения дисков 7200 об/мин для IDE– и SATA-дисков и 10 000–15 000 об/мин для SCSI-дисков. Вместе с тем существуют жесткие диски и с более низкой скоростью вращения, которые находят свое применение, в основном, в переносных компьютерах.

Основные различия жестких дисков – интерфейс подключения к материнской плате, скорость вращения пластин, объем хранимых данных, кэш-буфер, время позиционирования головок, время поиска информации и др. Кроме того, жесткие диски могут быть внутренними и внешними.

Для обычного пользователя главным показателем является объем жесткого диска, то есть то, сколько можно записать на него информации. Сегодня наибольшее распространение получили жесткие диски с объемом 200–250 Гбайт. Тем не менее любители собирать коллекции фильмов и музыки могут приобрести жесткий диск объемом 400 Гбайт и выше.

Интерфейс винчестера также играет важную роль, поскольку от него зависит скорость передачи данных от жесткого диска к материнской плате. Сегодня наибольшее распространение получили три типа интерфейсов, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки. Ниже описан каждый из них.

Этот интерфейс возник одним из самых первых. Он получил широкое распространение благодаря своей простоте, дешевизне и достаточной эффективности. На жестких дисках с таким интерфейсом имеется интегрированный IDE-контроллер, что избавляет от необходимости приобретения дополнительных плат расширения.

За все время существования IDE-интерфейса было разработано множество стандартов, описывающих правила и скорость обмена данными между контроллером на жестком диске и контроллером на материнской плате. На сегодняшний день наибольшее распространение получили спецификации Ultra ATA/100 и Ultra ATA/133, которые позволяют передавать данные со скоростью 100 и 133 Мбайт/с соответственно.

Жесткие диски с IDE-интерфейсом чаще всего используются в рабочих компьютерах пользователей, поскольку интерфейс имеет некоторые ограничения.

Для подключения IDE-устройств к материнской плате используется 80-жильный шлейф (рис. 2.35). Обычно на материнской плате присутствует от одного до четырех IDE-разъемов, что, конечно же, зависит от ее стоимости.

Рис. 2.35. Внешний вид IDE-шлейфа

Этот интерфейс (другое название SATA) появился в результате дальнейшего развития IDE-интерфейса. Работа над ним началась еще в 1999 году и завершилась созданием спецификации, которая позволяет передавать данные со скоростью до 150 Мбайт/с. Затем появилась еще одна спецификация, имеющая пропускную способность вдвое выше. В настоящий момент ведется разработка спецификации Serial ATA-3, которая обещает повышение скоростных показателей до 600 Мбайт/с. Однако теория – это теория, а практика – совсем другое. На практике скорость чтения информации с физического диска винчестера еще очень далека от теоретически возможной, поэтому дальнейшее теоретическое развитие спецификации интерфейса не имеет большого смысла, пока не будет увеличена реальная физическая скорость считывания данных с магнитных дисков винчестера.

На всех современных материнских платах присутствуют разъемы для подключения SATA-винчестеров с помощью 4-проводного шлейфа (рис. 2.36). Количество разъемов может быть разным и зависит от количества интегрированных контроллеров. Как правило, таких разъемов два-четыре, с возможностью создания RAID-массива (массива независимых дисков).

Рис. 2.36. Внешний вид SATA-шлейфа

Этот интерфейс развивался параллельно с IDE-интерфейсом и изначально позиционировался для использования в серверах и мощных рабочих станциях различного назначения. Современные SCSI-контроллеры поддерживают скорость передачи данных до 320 Мбайт/с. Кроме того, SCSI-интерфейс обладает неоспоримыми преимуществами, среди которых поддержка большого числа накопителей и возможность параллельного считывания информации с нескольких из них, высокая надежность и др.

В отличие от IDE-шлейфа, SCSI-шлейф изначально имеет большую длину и большее количество коннекторов для подключения SCSI-устройств (рис. 2.37).

Рис. 2.37. Внешний вид SCSI-шлейфа

Однако при всех своих достоинствах SCSI является дорогим интерфейсом. Кроме того, для использования SCSI-винчестера необходим SCSI-контроллер, который также стоит недешево.

CD/DVD-привод

CD-привод или DVD-привод – устройство, позволяющее работать с оптическими дисками CD и DVD соответственно. Если раньше, лет 10 назад, покупая компьютер, пользователь еще сомневался, нужен ли ему оптический привод, то сейчас компьютер приобретается обязательно с ним. Дело в том, что любая объемная электронная информация – будь-то дистрибутив операционной системы или электронная документация – распространяется именно на оптических носителях. А чтобы ее прочитать, хотите вы того или нет, вам потребуется соответствующий оптический привод.

Объем первых компакт-дисков (CD) составлял 650 Мбайт. Изначально они предназначались для любителей высококачественной музыки. Чуть позже компакт-диски стали использоваться для записи и хранения компьютерных данных.

Со временем появились более вместительные диски (DVD), которые позволяли записывать до 4,7 Гбайт разнообразной информации. Как и CD, DVD изначально использовались для мультимедийных целей, а именно для хранения и воспроизведения высококачественного видео и звука.

Сегодняшние DVD позволяют хранить около 17 Гбайт информации, которая может записываться в разных слоях диска и на обеих его сторонах.

Для работы с подобными оптическими дисками используются устройства CD-и DVD-ROM. Для записи информации на диски применяются аналогичные приводы, только с возможностью записи, называемые CD– и DVD-RW.

Следует отметить, что CD-приводы уже практически не встречаются, поскольку DVD-привод, кроме дисков своего формата, способен читать и записывать информацию на CD. Кроме того, стоимость пишущего DVD-привода настолько мала, что не приходится даже раздумывать над тем, взять записывающий CD-привод или записывающий многоформатный DVD-привод.

Внешне CD– и DVD-привод ничем не различаются, если не брать во внимание надписи. Выглядят они как прямоугольная коробка, имеющая выдвижной лоток (рис. 2.38).

Рис. 2.38. Внешний вид оптического привода

Оптические приводы различают по скорости считывания и записи информации, поддерживаемым форматам записи и дисков, размеру кэш-буфера, интерфейсу подключения к материнской плате и т. д.

Параметр «скорость» определяет объем данных, передаваемых за единицу времени. Измеряется скорость в Кбайт/с. С CD информация считывается со скоростью 150 Кбайт/с, и эта скорость считает эталонной. Что означает надпись 52х на корпусе? Это не что иное, как 52-кратная скорость считывания, которая равняется 52 x 150 Кбайт/с = 7800 Кбайт/с. Чтобы обеспечивать такую скорость, привод вращает диск со скоростью 7200 об/мин.

Что касается DVD-приводов, у них скорость считывания данных определяется иначе. Так, показатель 1х составляет не 150 Кбайт/с, как у привода компакт-дисков, а 1352 Кбайт/с. Соответственно, надпись 6х означает скорость обработки данных 8112 Кбайт/с.

Необходимо отметить, что скорости считывания и записи информации различаются, особенно это заметно в случае с DVD. Связано это, в основном, со сложностью реализации процесса записи, требующего больших временных затрат от рабочего лазера привода. Ведь ему приходится разогревать требуемый микроскопичный участок диска до высокой температуры, что отбирает больше времени в связи с высокой точностью выполняемой работы.

Но скорость передачи данных – это еще не все. Есть такой параметр, как время доступа. Оно равно задержке между получением команды и началом считывания с диска. Измеряется время доступа в миллисекундах и является величиной, обратно пропорциональной скорости передачи данных, то есть чем выше скорость, тем меньше время доступа (например, односкоростной привод имеет время доступа 400 мс, а 50-скоростной – 160 мс).

Как и жесткий диск, CD– и DVD-приводы имеют разные интерфейсы (см. выше). Наибольшее распространение получили IDE-интерфейс и SCSI-интерфейс. Оптические приводы, как и жесткие диски, бывают внутренними и внешними.

Универсальный считыватель

Универсальный считыватель (рис. 2.39) – устройство для работы с картами памяти разного формата (card reader). В последнее время он все чаще устанавливается в компьютер вместо устаревшего 3,5-дюймого дисковода. Популярность этого устройства в первую очередь связана с широким распространением разнообразной цифровой фото– и видеотехники, в которой применяется карта памяти.

Рис. 2.39. Внешний вид универсального считывателя

Существует достаточно много разнообразных форматов карт памяти, поэтому использование универсального считывателя выглядит вполне обоснованно, тем более что его стоимость колеблется в пределах $10–20.

Устройство подключается к свободному USB-порту на материнской плате. Наиболее часто используются устройства, способные работать с пятью, семью и более разными типами карт. В связи с этим часто такое устройство называется 5-in-1, 7-in-1 card reader и т. д. При этом встречаются как внутренние, так и внешние модели данного устройства.

Внутреннее устройство устанавливается в 3,5-дюймовый отсек с внешним доступом к панели, которая имеет несколько контактных разъемов (щелей) определенной ширины. Рядом с каждым таким разъемом имеется надпись, которая указывает обслуживаемый тип карт.

Внешнее устройство просто подключается к одному из свободных USB-портов.

Клавиатура

Клавиатура (рис. 2.40) – это устройство, используемое для ввода текстовых данных. На самом деле это не что иное, как набор клавиш, расположенных в определенной последовательности и заключенных в пластиковый корпус. Управляет работой клавиатуры специальный процессор, находящийся внутри нее, который обрабатывает нажатие клавиш с последующей передачей необходимой информации центральному процессору.

Рис. 2.40. Внешний вид клавиатуры

Клавиатуры бывают всего двух типов – проводные и беспроводные, зато имеют множество вариантов оформления. К примеру, существуют обычные клавиатуры, клавиатуры с дополнительными функциональными клавишами, мультимедийные и эргономичные клавиатуры, клавиатуры с интегрированными звуковыми входами и выходами, с USB-портами, с телефонной трубкой для разговоров через Интернет и т. д.

Кроме того, клавиатуры различаются интерфейсом, то есть способом подключения к компьютеру. Так, существуют клавиатуры, подключаемые к PS/2-порту или к USB-порту.

Единственное и главное, что объединяет все варианты клавиатур, – наличие определенного набора клавиш, с помощью которых можно вводить буквы выбранного алфавита, десятичные цифры и знаки. Кроме того, на любой клавиатуре присутствует набор функциональных и служебных клавиш.

Мышь

Мышь – внешнее устройство, которое служит для облегчения ввода информации. С помощью указателя мыши можно отмечать, перетаскивать элементы папок, рисовать и т. д. Мышь (рис. 2.41) – очень полезное устройство, и без него никак не обойтись.

Рис. 2.41. Пример беспроводной мыши с ковриком

Как и в случае с клавиатурой, существует всего два типа мыши – проводной и беспроводной. Эти типы имеют два основных варианта исполнения: шариковый и оптический. Первый из них в качестве средств позиционирования использует прорезиненный шарик и систему валиков с фотодатчиками, а второй – оптическую систему.

Мышь в качестве средства управления использует набор кнопок и колесо прокрутки. При этом количество кнопок может быть любым, но основных всего две. Остальные кнопки, если таковые имеются, можно запрограммировать на выполнение любых действий, например открытие определенного документа или браузера.

Мышь, как и клавиатура, может подключаться либо к PS/2-порту, либо к USB-порту. В случае беспроводного варианта в комплект с манипулятором идет специальный радиопередатчик, подключаемый к USB-порту.

Монитор

Монитор – устройство, служащее для визуального отображения текстовой и графической информации, которую формирует видеоадаптер.

На сегодняшний день наибольшее распространение получили жидкокристаллические мониторы (ЖК-мониторы), хотя все еще можно встретить и мониторы с электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ-мониторы).

Главное, чем различаются мониторы, – диагональ экрана: чем больше диагональ, тем выше разрешение экрана (количество точек) и тем больше информации сможет монитор отображать. Сегодня все чаще используют мониторы с диагональю от 19 дюймов.

Для ЭЛТ-мониторов важным фактором является частота обновления экрана: чем выше частота – тем стабильнее изображение и тем лучше для глаз. Желательной является частота обновления экрана не менее 100 Гц при достаточно высоком разрешении экрана, к примеру 1280 x 1024 или 1600 x 1200 точек.

ЭЛТ-мониторы (рис. 2.42) до сих пор используются. Причина этого в том, что данный тип монитора появился первым, а также то, что он обеспечивает достаточно высокое качество цветопередачи.

Рис. 2.42. Внешний вид ЭЛТ-монитора

В основе его устройства лежит электронно-лучевая трубка. Для создания изображения используется электронная пушка. Она испускает поток электронов, которые проходят сквозь металлическую сетку и попадают на внутреннюю поверхность стеклянного экрана, покрытую люминофором. В результате энергия электронов заставляет светиться точки люминофора, которые и формируют изображение на мониторе.

ЭЛТ-мониторы отличаются большими габаритами и весом. Так, 17-дюймовый монитор может весить до 10 килограммов и более.

Подобные мониторы оказывают вредное влияние на здоровье человека. В первую очередь страдают глаза. Что касается внешнего вида, то ЭЛТ-монитор однозначно проигрывает ЖК-монитору.

Тем не менее главный плюс ЭЛТ-монитора – качество цветопередачи, что является решающим фактором при выборе у профессиональных компьютерных художников и людей, работающих с фотореалистичной трехмерной графикой.

На сегодняшний день жидкокристаллические мониторы (рис. 2.43) заполонили компьютерный рынок множеством разных моделей, и именно этому типу отдают сейчас предпочтение многие пользователи.

Рис. 2.43. Внешний вид ЖК-монитора

В мониторе не используется электронно-лучевая трубка, поэтому он не являются источником электронно-магнитных волн, которые влияют на самочувствие человека. Такой монитор занимает мало места на рабочем столе, его даже можно повесить на стену. Кроме того, он потребляет гораздо меньше электроэнергии.

В ЖК-мониторах используется свойство жидких кристаллов упорядочиваться под действием электрического поля и изменять при этом угол поляризации проходящего через них света. Панель монитора состоит из двух прозрачных пластин, между которыми находятся жидкие кристаллы. Снаружи на пластины нанесены тонкие параллельные прозрачные электроды. На одной пластине они вертикальные, на другой – горизонтальные. Получается некая объемная координатная сетка. Если пропустить ток по одному вертикальному и по одному горизонтальному проводнику, то в ячейке, находящейся между ними, возникает электрическое поле, проходящее через слой жидких кристаллов. Регулируя эту величину и заряженность поля, можно частично или полностью перекрывать свет.

Для формирования одной точки используются три ячейки, свет из которых проходит сквозь красный, синий и зеленый светофильтры. В зависимости от интенсивности света, проходящего через каждую ячейку, точка экрана окрашивается в определенный цвет.

Преимущества ЖК-монитора неоспоримы. Малый вес, высокая контрастность и яркость, отсутствие вредных излучений – и это далеко не все. В последнее время ЖК-мониторы также могут похвастаться быстрой матрицей, которая позволяет обновлять точки со скоростью 2 мс. И если раньше именно медленная матрица и дороговизна монитора останавливали его распространение, то сегодня ничто не мешает его широкому распространению, что и наблюдается повсеместно.

Пожалуй, каплей дегтя в бочке меда можно считать угол обзора монитора. Под углом обзора понимают угол, который образуется между глазами пользователя и поверхностью монитора в процессе изменения положения головы. Так, идеальным считается угол, близкий к прямому (90°). Если угол слишком маленький или слишком большой, воспринимаемое изображение экрана монитора становится мутным или с искаженной цветовой палитрой. Дорогие модели мониторов практически лишены подобного недостатка, но он все равно существует.

Акустическая система

Акустическая система – это не что иное, как средство воспроизведения сформированного звуковой картой звука (рис. 2.44). На практике это обычно звуковые колонки разных спецификаций (2.1, 3.1 и т. д.) или стереонаушники.

Рис. 2.44. Акустическая система спецификации 5.1

Как правило, акустическая система представляет собой внешнее устройство. Однако достаточно часто акустическая система встраивается в монитор или, в случае переносного компьютера, в корпус компьютера.

Качество воспроизведения звука напрямую зависит от акустической системы. Поэтому если у вас имеется профессиональная звуковая карта, но используются обычные маломощные колонки, то вы сведете на нет все старания своей дорогой звуковой карты. В таком случае старайтесь выбирать те колонки, которые работают в широком диапазоне или хотя бы имеют сабвуфер.

Как уже упоминалось выше, колонки могут быть ориентированы на разный формат звучания. Для воспроизведения высококачественного звука, чтобы ощутить полную гамму звуков, желательно, конечно, использовать колонки стандарта как минимум 2.1 (две колонки и сабвуфер). В идеале лучше использовать 5.1-систему, которая подразумевает наличие одной центральной, двух тыльных, двух фронтальных колонок и одного сабвуфера.

Многие отдают предпочтение стереонаушникам. Очень часто такой шаг полностью оправдан, поскольку не всегда можно позволить себе включить 50-ваттные колонки даже на половинную мощность. С другой стороны, в природе не существует (да и, пожалуй, не будет существовать) наушников, способных воспроизводить звук спецификации 5.1, не говоря уже о более поздних спецификациях. А это означает, что вы не сможете полностью насладиться звуковыми эффектами, например, качественного фильма или игры. Поэтому очень часто стереонаушники используются в паре с качественной акустической системой. Остается только в зависимости от ситуации переключаться с одного устройства на другое.

При выборе акустической системы в первую очередь необходимо обращать внимание на ее максимальную мощность и диапазон воспроизводимых частот. Чем выше мощность каждого динамика, тем стабильнее будет качество воспроизведения звука. Конечно, это не означает, что, если мощность колонки будет 50 Вт, вы будете использовать ее на полную мощность. Здесь играет роль не громкость звука, а запас мощности: если вам понадобится когда-нибудь включить хотя бы половинную мощность, будьте уверены в том, что динамик не будет разрываться от хрипа.

Что касается диапазона воспроизводимых частот, то чем шире он будет, тем качественнее будет воспроизведение звука. Так, для качественного воспроизведения музыки (не звуков игры, а именно музыкальных произведений, поскольку именно в этом случае проявляются все недостатки акустической системы) вполне достаточно, чтобы суммарная полоса[7] воспроизведения акустической системы лежала в пределах 18 Гц–20 КГц. Но чем шире будет эта полоса, тем выше будет качество звучания акустической системы.

Модем

USB-накопитель

Bluetooth-адаптер

Принтер

Сканер

Веб-камера

TV/FM-тюнер

Графический планшет

Джойстик

Источник бесперебойного питания

Как уже упоминалось ранее, компьютер состоит из устройств, которые по исполнению могут быть как внутренними (материнская плата или процессор), так и внешними (принтер или модем). Подключение внешних устройств совсем не обязательно и происходит лишь по мере необходимости.

На рынке существует большое количество разнообразнейшей внешней периферии разного назначения. Ниже приведено краткое описание некоторых часто используемых устройств, «полезность» которых неоспорима.

Модем

Модем (рис. 3.1) – устройство, служащее для обеспечения связи с другим модемом и последующего обмена информацией между ними. Это позволяет подключить компьютер к другому компьютеру либо через провайдера подключиться к Интернету. Обмен информацией между модемом и компьютером происходит на цифровом уровне, в то время как соединение модемов может осуществляться как по аналоговой, так и по цифровой линии или вообще с использованием радиосвязи. В связи с этим модем снабжается модулятором и демодулятором, которые выполняют аналогово-цифровые и цифро-аналоговые преобразования, что позволяет сделать модем независимым от обеспечиваемого типа связи.

Рис. 3.1. Внешний вид ADSL-модема

Модемы бывают как внутреннего, так и внешнего исполнения. Внутренние модемы представляют собой плату расширения, которая обычно устанавливается в PCI-слот. Внешние модемы – готовое решение, с необходимым набором входов и выходов для подключения телефонной линии (или антенны) и шнура, по которому происходит обмен информации с компьютером.

Скорость современных аналоговых модемов достигает 56 Кбит/с, и это, в принципе, их теоретический предел, что, в первую очередь, связано с техническими особенностями телефонной линии.

Существуют также XDSL/ADSL-модемы (см. рис. 3.1), скорость передачи данных которых достигает 20 Мбит/с и выше. Правда, такие модемы могут функционировать далеко не на всех линиях. Основные требования – наличие цифровой линии и небольшая удаленность от цифровой телефонной станции. Чем больше удаленность – тем ниже скорость передачи данных. В настоящее время все больше пользователей применяют именно ADSL-модемы, поскольку они не только обеспечивают высокую скорость передачи данных, но и позволяют параллельно использовать телефонную линию для обычных телефонных переговоров[8], никак не влияя на ее работу.

Все чаще можно встретить беспроводные модемы, которые для своей работы используют некий диапазон частот. Использование таких модемов имеет свои ограничения, главными из которых являются обязательное наличие недалеко установленного передатчика и отсутствие значительных преград в виде домов, деревьев, мостов и т. д., которые вносят помехи в его работу. Вместе с тем сказывается и достаточно высокая цена такого оборудования.

USB-накопитель

USB-накопители (рис. 3.2) являются представителями внешних переносных устройств, давшими толчок развитию множества устройств мультимедийного характера, самым известным среди которых является MP3-проигрыватель.

Рис. 3.2. Flash-накопитель в виде брелока

Главная особенность такого накопителя – его небольшие размеры. Прибавьте к этому растущий с каждым днем объем переносимой информации (существуют модели с объемом 16 Гбайт), высокую скорость считывания и записи информации (существуют модели, у которых скорость чтения и записи составляют 30 и 18 Мбайт/с соответственно), и вы получите идеальный вариант устройства для переноса данных.

USB-накопитель более удобен в обращении, нежели DVD и тем более CD. Во-первых, современные модели таких накопителей позволяют переносить до 16 Гбайт информации, что почти вдвое превышает объем двухслойного DVD. Во-вторых, они имеют намного более компактные размеры и их спокойно можно подключить к любому существующему компьютеру, у которого имеется хотя бы один USB-порт, а таковой имеется в любом современном компьютере, и в-третьих, USB-накопители гораздо более долговечны, нежели оптические диски. Кроме того, на такой накопитель можно спокойно установить операционную систему и использовать его не только для загрузки ком пьютера и восстановления информации, но и для обычной работы в операционной системе.

USB-накопитель подключается к USB-порту и поддерживает разные его спецификации. Это означает, что чем выше спецификация, тем быстрее будет работать устройство.

Практически все модели USB-накопителей для своей работы не требуют установки драйверов при использовании операционной системы Windows XP или выше. Для более ранних систем может потребоваться установка специального программного обеспечения, которое позволяет видеть такой накопитель как дополнительный жесткий диск.

Bluetooth-адаптер

Технология Bluetooth существует уже достаточно давно и позволяет обмениваться данными между любыми устройствами, которые ее поддерживают. Самое привлекательное в этой технологии то, что устройства могут быть абсолютно разного типа.

Чтобы можно было использовать данную технологию, компьютер должен иметь специальный Bluetooth-контроллер. Такой контроллер, интегрированный в материнскую плату, имеет практически любой переносной компьютер, что связано со спецификой его использования (главная причина – его мобильность).

Что касается персонального компьютера, наличие интегрированного в материнскую плату Bluetooth-контроллера не является стандартным решением, да и найти подобные материнские платы можно крайне редко.

Именно поэтому существует большой выбор внешних Bluetooth-адаптеров, выполненных в виде компактного устройства, подключаемого к свободному USB-порту компьютера.

Внешне Bluetooth-адаптер очень похож на USB-накопитель, однако может иметь меньшие размеры (рис. 3.3).

Рис. 3.3. Bluetooth-адаптер

Наибольшее применение Bluetooth-адаптеры находят при организации обмена данными с мобильными телефонами. Организовать соединение можно также между двумя компьютерами и обмениваться данными со скоростью до 2 Мбайт/с.

Принтер

Принтер – устройство, предназначенное для вывода информации на бумагу определенным способом, характерным для выбранного типа принтера. Все современные принтеры могут выводить как текстовую, так и графическую информацию.

Принтеры бывают четырех типов: матричные, струйные, лазерные и светодиодные. Такое деление основано на используемых технологиях вывода изображения на бумагу.

Для подключения принтера к компьютеру используется либо LPT-, либо USB-порт, причем последний из них более актуален и современен. Существуют также принтеры с беспроводным интерфейсом. Кроме того, существуют модели принтеров, снабженные сетевым адаптером, которые позволяют подключить принтер к локальной сети, не используя для этого компьютер.

Разные модели принтеров позволяют печатать на бумаге разного формата, что однозначно сказывается на их размере и весе. Продвинутые модели могут осуществлять также двустороннюю печать, что помогает экономить бумагу.

Матричный принтер – прародитель современных принтеров, но на сегодняшний день его технические особенности и возможности мало удовлетворяют требованиям пользователей. Тем не менее матричные принтеры еще встречаются в организациях, где выполняется печать разного рода счетов и сводной информации.

Метод, с помощью которого матричный принтер (рис. 3.4) создает знаки на бумаге, в принципе, очень прост. Матричный принтер формирует знаки с помощью группы металлических игл, расположенных в головке принтера.

Рис. 3.4. Матричный принтер

Печатающая головка принтера перемещается по металлической направляющей, расположенной вдоль барабана, на котором зафиксирован лист бумаги. Барабан автоматически прокручивается с помощью шагового двигателя, что и обеспечивает равномерное нанесение отпечатка по всей площади листа.

Печатающие головки современных матричных принтеров содержат 24 иглы. Достоинства этих принтеров определяются, в первую очередь, способностью работать с любой бумагой, а также низкой стоимостью отпечатка с возможностью одновременной печати нескольких копий (используя копировальную бумагу).

В 24-игольчатых принтерах используется технология последовательного расположения игл в два ряда по 12 штук. Вследствие того что иглы в соседних рядах сдвинуты по вертикали, точки на распечатке перекрываются таким образом, что становятся мало различимыми. Данный метод позволяет повысить стандартное качество печати соответствующих шрифтов и графики.

Струйный принтер – наиболее распространенный тип принтера, поскольку совместил в себе качество печати и достаточно низкую стоимость.

Струйные принтеры (рис. 3.5) отличаются от матричных конструкцией и возможностями печати. В струйных принтерах для формирования изображения используются специальные сопла, через которые чернила попадают на бумагу. Сопла находятся на печатающей головке принтера, где обычно установлен резервуар с жидкими чернилами, которые переносятся через эти сопла на бумагу или другой материал носителя. Число сопел зависит от модели принтера и может достигать десятков тысяч. Такое большое количество сопел имеет некоторые преимущества, главное из которых – высокое качество печати и возможность использования незанятых сопел в случае, если некоторые рабочие сопла забиты.

Рис. 3.5. Струйный принтер

Хранение чернил в струйных принтерах осуществляется двумя методами. В первом из них печатающая головка принтера является составной частью картриджа с чернилами. При этом замена чернильного картриджа неизменно связана с заменой головки. Во втором методе для хранения чернил используется отдельный сменный резервуар, который через систему капилляров обеспечивает чернилами печатающую головку принтера. Требования к чернилам очень высоки, а качество изображения напрямую зависит от типа бумаги.

Главным и неоспоримым достоинством струйных принтеров является возможность фотопечати. При этом качество печати настолько высоко, что отличить фотографию, сделанную с помощью струйного принтера, и фотографию, выполненную на специализированном печатающем станке, практически невозможно.

Для печати фотографий применяется специальная фотобумага. При этом используются быстросохнущие чернила, что позволяет значительно уменьшить размер точки, повысив тем самым качество и резкость деталей отпечатка. Мало того, существуют специализированные фотопринтеры, ориентированные именно на печать фотографий определенного формата, например 10 x 15 см. При этом такой принтер даже не обязательно подключать компьютеру, поскольку у него имеется универсальный интерфейс, к которому напрямую можно подключать любые источники, например цифровой фотоаппарат или USB-накопитель.

Лазерный принтер – распространенный тип принтера, основные достоинства которого – высокие качество печати и ресурс печатающего картриджа.

Лазерные принтеры (рис. 3.6) используют технологию фотокопирования, называемую электрофотографической. Суть ее заключается в обеспечении точного позиционирования точки на странице посредством изменения электрического заряда на специальной пленке из фотопроводящего полупроводника.

Рис. 3.6. Лазерный принтер

Важнейший элемент лазерного принтера – вращающийся фотобарабан, с помощью которого производится перенос изображения на бумагу. Фотобарабан представляет собой металлический цилиндр, покрытый тонкой пленкой из фотопроводящего полупроводника (обычно оксида цинка). По поверхности барабана равномерно распределяется статический заряд с помощью тонкой проволоки или сетки, называемой коронирующим проводом. Высокое напряжение, которое подается на этот провод, вызывает возникновение вокруг него светящейся ионизированной области, называемой короной.

Лазер, управляемый микроконтроллером, генерирует тонкий световой луч, который отражается от вращающегося зеркала. Этот луч, попадая на фотобарабан, засвечивает на нем элементарные площадки (точки). В результате фотоэлектрического эффекта в этих точках изменяется электрический заряд. Таким образом, на фотобарабане возникает копия будущего отпечатка.

На следующем этапе с помощью другого барабана, называемого девелопером (developer), на фотобарабан наносится тонер – мельчайшая красящая пыль на основе графита. Под действием статического заряда мелкие частицы тонера легко притягиваются к поверхности барабана в точках, подвергшихся экспозиции, и формируют на нем изображение.

Лист бумаги из падающего лотка с помощью системы валиков перемещается к барабану. Затем лист получает статический заряд, противоположный по знаку заряду засвеченных точек на барабане. При соприкосновении бумаги с барабаном частички тонера с барабана переносятся (притягиваются) на бумагу.

Для фиксации тонера на бумаге лист вновь получает заряд и пропускается между двумя роликами, нагревающими его до температуры около 180–200 °С. После завершения процесса печати барабан приводится в состояние готовности к новому циклу печати: он полностью разряжается и очищается от прилипших частиц тонера. Описанная последовательность действий происходит очень быстро и обеспечивает высокое качество печати.

Качество печати лазерных принтеров высоко, что обеспечивается максимальной точностью лазера. Еще совсем недавно лазерный принтер позволял делать только черно-белые отпечатки. В последнее время все чаще начали встречаться лазерные принтеры, позволяющие печатать полноцветные изображения высокого качества. Однако пока стоимость последних слишком высока, чтобы они получили распространение у простых (домашних) пользователей. Тем не менее подобные принтеры очень часто используются в средних и больших офисах.

Большим преимуществом лазерной печати являются ее скорость (современные лазерные принтеры позволяют печатать 20–40 страниц в минуту), устойчивость отпечатка к выцветанию и достаточно низкая его стоимость. Кроме того, ресурс печати одного картриджа любого лазерного принтера в 10–20 раз выше ресурса картриджа любого струйного принтера.

Светодиодный принтер – принтер, основные достоинства которого – высокая скорость печати и компактные размеры, что позволяет использовать его как в домашних условиях, так и в офисах.

Этот тип принтера (рис. 3.7) практически полностью повторяет принцип печати лазерного принтера, за исключением некоторых особенностей. Так, в лазерных принтерах используется лазер, который с помощью сложной оптической системы выполняет последовательную «прорисовку» изображения на фотобарабане. В светодиодном же принтере используется система из тысяч светодиодов, которые покрывают всю площадь фотобарабана. Это позволяет формировать изображение за один проход, значительно ускоряя печать. При этом каждый светодиод имеет личную фокусирующую линзу, в результате чего достигается еще более высокое качество отпечатка за счет формирования точки меньшего размера (34 мкм против 64 мкм у лазерного принтера).

Рис. 3.7. Светодиодный принтер

Поскольку светодиоды расположены по всей длине фотобарабана, отпадает необходимость установки движущихся механизмов, что заметно увеличивает срок службы принтера.

Светодиодные принтеры могут печатать как черно-белые, так и цветные изображения. При этом размер такого принтера гораздо меньше, нежели у аналогичного лазерного принтера. Тем не менее его размеры превышают размеры соответствующего струйного принтера.

Сканер

Сканер – устройство, предназначенное для перенесения информации в компьютер. В качестве источника информации обычно выступают лист бумаги, страница журнала или книги, кадры фотопленки, то есть все, что имеет болееменее плоскую форму и содержит какое-либо изображение – текст или картинку.

За все время существования сканера сменилось много технологий и способов сканирования. На сегодняшний день наибольшее распространение среди домашних и офисных пользователей получили планшетные сканеры (рис. 3.8).

Рис. 3.8. Планшетный сканер

К планшетным сканерам относятся сканеры, в которых сканирующая головка перемещается вдоль оригинала с помощью шагового двигателя, а оригинал лежит неподвижно на стеклянной подставке.

Сканеры различаются по форм-фактору, разрешению сканирования и типу интерфейса.

Форм-фактор. Определяет максимальный размер сканируемого объекта. Как правило, это стандартный лист формата А4, хотя существуют и специализированные сканеры, позволяющие сканировать объекты с большим размером.

Разрешение сканирования. У большинства сканеров оно колеблется от 100 точек на дюйм до нескольких тысяч. При этом различают оптическое и интерполяционное разрешения. Оптическое разрешение – истинное аппаратное разрешение сканирующей головки. Интерполяционное разрешение – реализация программных алгоритмов, которые позволяют получить разрешение на порядок выше, однако это совсем не означает, что качество сканирования возрастает. По понятным причинам наибольшую ценность имеет оптическое разрешение: чем оно выше, тем выше качество сканирования.

Планшетные сканеры, как правило, имеют разрешение не менее 600 точек на дюйм (dpi), обычно около 1200. У хороших планшетных сканеров эта цифра достигает 2400, 4800 и более.

Разрешение должно соответствовать задачам, для выполнения которых предназначен сканер. Чтобы сканировать фотографии, сохранять их в виде рисунков и потом просматривать на мониторе, вполне достаточно и 600 точек на дюйм. Для распознавания текста больше 600 тоже не нужно. Если вы хотите сканировать изображение, чтобы потом сделать его копию на принтере, то, каково бы ни было разрешение у сканера, все упрется в то разрешение, с которым способен печатать принтер.

Часто разрешение по горизонтали и вертикали неодинаково. Меньшая цифра, как правило, обозначает шаг двигателя, а большая – разрешение сканирующего элемента. Например, 1200 x 600 dpi означает, что датчик способен отсканировать оригинал с разрешением 1200 точек на дюйм, а шаг двигателя, который перемещает этот датчик, ограничен 1/600 дюйма.

Тип интерфейса. Использование параллельного LPT-порта считается уже устаревшим способом подключения. Недостатком такого подключения является низкая скорость передачи данных от сканера к компьютеру, поэтому сканеры с интерфейсом LPT уже почти не выпускаются.

Современный способ подключения – использование высокопроизводительной USB-шины спецификации 2.0. Практически все выпускаемые сейчас сканеры могут подключаться к USB-порту.

Еще один вариант – SCSI-интерфейс. Обычно SCSI-сканеры продаются со своим контроллером (и поэтому стоят дороже, чем USB-сканеры), но иногда можно купить и без него. Последний вариант предпочтительнее в том случае, если у вас уже есть SCSI-контроллер, так как второй вряд ли понадобится. Кроме того, такой вариант дешевле. Если в комплекте идет свой контроллер, то он, наверняка, является упрощенной версией настоящего SCSI-контроллера и подключить к нему что-нибудь кроме сканера (а зачастую сканера только этой модели или, что реже, сканера только этой фирмы) не получится. Поскольку пропускная способность SCSI-шины выше, чем у USB-шины, то время сканирования сокращается.

В последнее время можно также встретить сканеры, подключаемые к FireWire-порту. В таком случае используется либо интегрированный в материнскую плату FireWire-контроллер, либо контроллер, устанавливаемый в качестве внутренней карты расширения.

Когда встает вопрос о приобретении сканера, придерживайтесь одного простого подхода: делайте ставку не на высокое разрешение сканирования, а на высокую его скорость. Кроме того, предпочтительнее использовать USB-сканеры, поскольку они более просты в использовании и настройке.

Веб-камера

Веб-камера – устройство, которое служит для получения «живого» видео с дальнейшей его обработкой. Как правило, она используется для обмена видеоинформацией между программами, к примеру интернет-пейджерами. Тем не менее вы спокойно можете применять ее и для других целей, например для создания альбома снимков или видео для домашнего использования, видеонаблюдения и т. п.

Веб-камеры (рис. 3.9) представляют собой не что иное, как сильно упрощенную версию цифровой видеокамеры. При этом веб-камера имеет прямое подключение к компьютеру, что позволяет получать видео непрерывно.

Рис. 3.9. Веб-камера

Качество видео или снимков зависит от внутренних компонентов устройства и того, каким образом мультимедийные данные, полученные с его помощью, будут использоваться. Так, для получения видео изначально применяются режимы с низким разрешением. Это связано с тем, что, как правило, изображение передается через Интернет, где скорость связи имеет решающее значение. Тем не менее существуют веб-камеры, позволяющие снимать видео со звуком с разрешением 640 x 480 точек при 30 кадрах в секунду и делать снимки с разрешением 1600 x 1280 точек.

При использовании идущей в комплекте с веб-камерой программы вы получаете в свое распоряжение множество фильтров и настроек, которые позволяют увеличивать или уменьшать качество изображения, добавлять эффекты и т. д.

К компьютеру веб-камера подключается, как правило, через USB-порт. Вместе с тем встречаются и беспроводные модели. Расположение камеры может быть любым, для некоторых моделей предусмотрена даже их установка на специальную треногу. Но чаще всего веб-камера устанавливается сверху на монитор с таким расчетом, чтобы лицо пользователя попадало в область ее действия.

TV/FM-тюнер

TV-тюнер – устройство (рис. 3.10), основное предназначение которого – прием телевизионных (часто и спутниковых) передач и отправка полученных мультимедийных данных на компьютер. К нему также можно подключать разные видеоисточники: видеомагнитофон, видеокамеру, цифровой фотоаппарат и т. д. Однако самое большое достоинство TV-тюнера – возможность захвата и сохранения видео, что и вызвало широкое распространение подобных устройств.

Рис. 3.10. TV/FM-тюнер

Обычно в состав современных TV-тюнеров входит и FM-тюнер, который используется для приема программ радиовещания.

TV/FM-тюнеры бывают как внутреннего, так и внешнего исполнения. Модели внешнего исполнения более практичны и удобны, поскольку содержат на корпусе все необходимые элементы управления и разъемы и могут располагаться в любом удобном месте. Кроме того, они комплектуются пультом дистанционного управления.

Внутренние модели TV/FM-тюнеров не уступают по функциональности внешним, но требуют для своего использования свободный PCI– или PCI Express-слот. Однако в связи с более сильными электромагнитными наводками внутри корпуса может страдать качество изображения. Вместе с тем они забирают часть мощности блока питания, что не всегда приемлемо.

TV-тюнеры различаются техническими характеристиками и возможностями аппаратного кодирования и декодирования видео. Кроме того, существуют различные технологии захвата видео.

Графический планшет

Графический планшет (рис. 3.11) – устройство, которое облегчает ввод в компьютер графической информации специфического характера. Он – незаменимый помощник художников, дизайнеров, архитекторов, которые хотят создавать свои творения, используя для этого не мышь, а более приспособленное для этого устройство.

Рис. 3.11. Графический планшет

Отличием графического планшета от мыши является способ создания изображения на рабочем поле графического редактора. Так, для управления мышью вам хватает небольшого по размерам коврика. При этом, дойдя до края коврика, вы спокойно можете поднять мышь, перенести ее в противоположный конец коврика и продолжить движение. В этом случае в процессе переноса курсор будет оставаться на месте.

В случае же с графическим планшетом подобный фокус не пройдет: точка на панели планшета соответствует точке на рабочем поле, поэтому, чтобы провести линию через весь рабочий стол, вам придется сделать это и на панели планшета.

Главное же достоинство графического планшета в том, что его можно использовать в качестве холста, чтобы создавать сложные рисунки, которые вы не сможете создать с помощью мыши, как бы ни старались. При этом, чтобы не отступать от создающегося образа художника, для создания рисунка вы используете специальное перо – и на ходу меняете его цвет, ширину, стиль, стираете погрешности и т. д.

Графический планшет подключается к компьютеру с помощью USB-кабеля или посредством радиосвязи. Главное различие между моделями – формат панели, используемый для создания изображения.

Джойстик

Джойстик – устройство, которое облегчает управление действиями персонажа в компьютерных играх.

Существует множество компьютерных игр, которые не позволяют полностью насладиться ими, используя для управления клавиатуру и мышь. Тогда на помощь приходит джойстик, который можно настроить под конкретную обстановку и который имеет гораздо более высокую чувствительность ко всем движениям пользователя.

На сегодняшний день разработано большое количество джойстиков, ориентированных на разные типы игр. К примеру, чтобы играть в «стрелялки», используется джойстик в форме рукоятки, чтобы играть в авиасимуляторы – в форме руля (рис. 3.12) и т. д.

Рис. 3.12. Джойстик типа «руль»

Как правило, джойстик, кроме механического устройства управления движением, снабжается рядом дополнительных кнопок, которые можно программировать в зависимости от потребностей игры.

Подключаются джойстики к компьютеру посредством USB-порта или беспроводного подключения. Старые модели джойстиков также могут подключаться к COM-порту.

Источник бесперебойного питания

Блок бесперебойного питания предназначен для обеспечения стабильного бесперебойного питания, что является необходимым условием для нормальной работы компьютера и периферии. Стабильность питания, выдаваемого блоком бесперебойного питания, достигается путем использования аккумуляторных батарей необходимой мощности и наличием электронных схем стабилизации напряжения.

Блоки бесперебойного питания имеют разную мощность, которая зависит от мощности и количества батарей, установленный внутри них. Чаще всего в домашних условиях встречаются блоки мощностью 250–480 Вт, чего вполне достаточно для питания как компьютера с монитором, так и дополнительной периферии – принтера, сканера и т. д. Для питания серверов, как правило, используются блоки бесперебойного питания мощностью от 1 КВт.

Естественно, блок бесперебойного питания не предназначен для питания компьютера, когда отсутствует электричество. Главное его предназначение – сглаживание скачков электричества и непродолжительное питание компьютера в случае отключения электричества.

Внешне блок бесперебойного питания (рис. 3.13) выглядит как прямоугольная коробка с определенными размерами, которые определяются его мощностью. На передней части корпуса, как правило, расположены выключатель и система индикаторов, показывающих текущий режим работы блока. Часто современные блоки бесперебойного питания снабжаются дополнительными LCD-панелями, которые отображают текущее состояние устройства и производимые им действия.

Рис. 3.13. Блок бесперебойного питания (UPS)

Главным различием блоков бесперебойного питания является их тип. На сегодняшний день существует три типа блоков бесперебойного питания.

• Off-Line. Блоки бесперебойного питания этого вида являются самыми дешевыми, что и обуславливает их широкое распространение. Принцип действия такого блока питания очень простой. В нормальном состоянии, когда присутствует переменное напряжение в электрической сети, блок питания обеспечивает лишь стабильность напряжения и заряд аккумуляторной батареи. Когда пропадает внешнее напряжение или появляются скачки электроэнергии, блок питания переключает управление на аккумуляторную батарею. При этом на вход подключенных устройств подается преобразованное в переменное напряжение постоянное напряжение батареи. Переключение в режим питания от батареи занимает определенное время, которое, теоретически, не должно повлиять на работу подключенных устройств. На практике же множество дешевой техники, в силу отсутствия необходимых качеств встроенного блока питания, может дать сбой. Этого типа блоки бесперебойного питания не рекомендуется применять для питания серьезной техники, такой как серверы баз данных и подобных.

• Line-Interactive. Данный тип блоков бесперебойного питания является более качественным, нежели описанный выше. Благодаря наличию специального трансформатора управляющая схема блока позволяет более эффективно обеспечивать стабилизацию напряжения, вовремя отслеживая нежелательные его скачки в разные стороны. В результате экономится емкость аккумуляторных батарей, которые используются лишь в моменты полного отсутствия электроэнергии.

• On-Line. Наиболее качественный вид блоков бесперебойного питания, который характеризуется полной защитой подключенных устройств. Благодаря специальной схеме подключения блок бесперебойного питания мгновенно переходит на питание от аккумуляторной батареи в случае исчезновения тока в сети, что создает впечатление именно бесперебойного питания. Само собой, этот факт однозначно отражается на цене устройства.

Что такое BIOS и как она работает

Параметры AMIBIOS

Параметры PhoenixBIOS

Что такое BIOS и как она работает

BIOS (Basic Input/Output System, базовая система ввода/вывода) – это первое, с чем сталкивается компьютер после включения. Мало того, BIOS можно смело назвать первым программным обеспечением, выполняемым компьютером, поскольку BIOS – не что иное, как набор специальных подпрограмм, которые изначально хранятся на компьютере, даже если в нем отсутствуют какие-либо стационарные средства хранения данных.

Итак, BIOS – специализированная компьютерная программа, которая хранится в специальной микросхеме памяти (рис. 4.1), носящей общее название ROM (Read Only Memory) – постоянное запоминающее устройство.

Рис. 4.1. Микросхема BIOS

Кроме самих подпрограмм базовой системы в ней также хранятся настройки одной из главных подпрограмм BIOS – BIOS Setup. C помощью BIOS Setup пользователь может менять параметры устройств и загрузки компьютера. Часто можно встретить выражение CMOS-память, которое также обозначает микросхему BIOS.

Обычно на материнской плате находится только одна микросхема BIOS, хотя в последнее время все чаще можно встретить BIOS в дублирующемся варианте, которая носит название Dual BIOS (как раз такая микросхема и изображена на рис. 4.1). В этом случае вторая микросхема служит страховкой и используется, если основная BIOS по какой-либо причине неисправна.

Таким образом, BIOS – некий буфер между операционной системой и набором устройств, установленных в компьютере. Это означает, что она должна выполнить некие действия, позволяющие правильно определить эти устройства, убедиться в их работоспособности, задать им начальные параметры и начать загрузку операционной системы.

Работу BIOS можно разделить на последовательные этапы.

Запуск программы самотестирования. Сразу же после включения компьютера начинает свою работу одна из главных подпрограмм BIOS – POST (Poweron self-test; самотестирование при включении). Она выполняет начальное тестирование всех компонентов компьютера. Если в процессе тестирования ошибок не обнаружено, начинается выполнение следующей подпрограммы BIOS. Если обнаружен какой-либо конфликт, POST сразу же сообщает об этом пользователю тремя способами: звуковыми сообщениями, текстовыми сообщениями и двоичными кодами в специальный программный порт.

Запуск BIOS Setup. При необходимости пользователь может зайти в подпрограмму настройки BIOS, чтобы изменить какие-либо из параметров. Если BIOS реагирует на нажатие некоторых клавиш или их сочетаний (например, нажатие клавиши Delete или Alt+F2[9]), то после его выполнения происходит запуск подпрограммы BIOS Setup, которая позволяет изменять множество параметров инициализации устройств и загрузки операционной системы.

Обновление данных CMOS-памяти. Независимо от того запускал пользователь подпрограмму BIOS Setup или нет, еще одна подпрограмма сравнивает текущую конфигурацию BIOS с конфигурацией, сохраненной в CMOS-памяти ранее, и, если найдены различия, обновляет содержимое этой памяти.

Инициализация устройств и системных компонентов. Это одно из самых важных действий, выполняемых BIOS. От того, как BIOS настроит устройства, зависят быстродействие и стабильность всей системы. Для инициализации используются данные, указанные пользователем с помощью BIOS Setup. На данном этапе все зависит от этих параметров. Если они слишком «агрессивны», определенные устройства могут отказаться работать и компьютер «зависнет».

Начальная загрузка операционной системы. Передача управления загрузчику операционной системы происходит, если все предыдущие этапы выполнились без ошибок. В этом случае очередная подпрограмма BIOS производит поиск загрузочных данных, которые могут располагаться на устройствах, последовательность доступа к которым указывается пользователем в BIOS Setup. Если соответствующая загрузочная информация найдена, начинает загружаться операционная система. Именно она в дальнейшем отвечает за работу компьютера. В противном случае BIOS выдает сообщение о том, что загрузка операционной системы невозможна и требуется вмешательство пользователя.

Наибольший объем CMOS-памяти отводится под хранение параметров BIOS Setup, которые пользователь может менять по своему усмотрению с целью настроить компьютер на требуемый режим работы.

Все параметры BIOS Setup разбиты на группы, количество и функциональность которых зависят от производителя BIOS. В связи с этим следует заметить, что BIOS бывают разные. Однако что касается персональных компьютеров, наибольшее распространение получили AMIBIOS и PhoenixBIOS. Очень часто их параметры носят одинаковые или схожие названия, что облегчает понимание принимаемых ими значений даже в том случае, если приходится работать с незнакомой BIOS.

Ниже вы сможете познакомиться с параметрами упомянутых BIOS. Это поможет понять их возможности в плане настройки параметров устройств и системных компонентов. Впоследствии эти знания будут полезны при настройке BIOS на максимальное быстродействие или стабильную работу системы.

Параметры AMIBIOS

В этом разделе дано описание BIOS версии 2.53, которая используется на материнской плате с распространенным чипсетом Intel 945G от производителя ASUSTeK Computer Inc.

BIOS Setup состоит из пяти разделов (Main, Advanced, Power, Boot и Exit), которые, в свою очередь, содержат группы и подгруппы.

Ниже приведено описание всех параметров и групп, которые находятся в разделе Main.

System Time. Данный параметр отображает текущее системное время и может быть в любой момент изменен пользователем. Однако, как показывает практика, чаще всего изменение системного времени происходит с помощью средств операционной системы, а не BIOS, что принципиального значения не имеет.

Конец ознакомительного фрагмента.