47021 (608030), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Первый полностью герметизированный (для защиты от пыли) накопитель информации на магнитных дисках, созданный фирмой IBM, включал 2 диска диаметром 14 дюймов, на каждый из которых записывалось 30 Мбайт. Соответственно его обозначили 30/30. Так же обозначалась популярная винтовка образца 1888 года фирмы Winchester (винчестер). Поэтому, наверное, герметичные дисководы обрели такое название.
Для первых персональных компьютеров разработали винчестеры диаметром 5,25", затем для портативных компьютеров - 3,5"; а в ноутбуки уже ставят накопители диаметром 2,5" и даже 1,8". Винчестеры размером 5,25" теперь не используются даже в настольных компьютерах, чаще устанавливаются 3.5" (рис. 1-4). Устройства управления винчестерами - контроллеры - раньше размещались на отдельных печатных платах. Теперь почти все нужные схемы встраивают в корпус винчестера - Integrated Drive Eiectronic (IDE), а немногие оставшиеся компоненты обычно включены в motherboard (или на плате расширения, называемой MultiCard) и подключаются через плоский специальный многожильный кабель.
Недостатком контроллера является сравнительно низкая скорость передачи информации и возможность подключения всего 2 устройств. Позднее был разработан усовершенствованный (enhanced) вариант контроллера - EIDE, специально для размещения на motherboard (без платы расширения). Для малогабаритных компьютеров бал разработаны SCSI - контроллеры (Small Computer System Interface - системный интерфейс малых компьютеров), которые затем стали устанавливать и в настольные модели. Стандарт на этот тип контроллеров постоянно совершенствуется. Теперь, стандарт UDMA-100 (UltraDirectMemoryAccess) или UltraATA-100 (AT Attachment – «подключение к компьютерам типа AT» - это официальное название интерфейса IDE) поддерживает скорость обмена информацией до 80 - 100 Мбайт в секунду.
Для размещения информации на диск, он должен быть разбит на дорожки и сектора стандартного размера - формата. Различается два вида форматирования дисков: физическое (LLF - Low Level Formatting - форматирование низкого уровня) и логическое (HLF - High Level Formatting - форматирование высокого уровня). Кроме того, между этими этапами форматирования существует еще один этап - разбиение диска на разделы (Partitions). При организации нескольких разделов каждый из них может быть использован для работы под управлением своей операционной системы или для одной операционной системы представлять отдельный том (Volume) или логический диск (Logical Drive), которому DOS присваивает собственное буквенное обозначение.
В процессе форматирования низкого уровня дорожки разбиваются на определенное количество секторов. Информационная длина сектора - стандартная 512 байт, количество же секторов на дорожке (соответственно, физическая длина сектора) может быть постоянным или переменным (в зависимости от радиуса дорожки). В большинстве IDE- и SCSI-накопителей используется зонная запись, при которой на внешних дорожках размещается больше секторов, чем на внутренних. Объем записываемой информации при этом существенно возрастает.
В компьютере со всеми устройствами, прежде всего, взаимодействует BIOS - Basic Input/Output System (базовая система ввода/вывода). Для стандартной BIOS максимальное количество цилиндров составляет 1024, максимальное количество головок - 16 и максимальное количество секторов - 63. Если диск разбит с количеством цилиндров большим 1024, то можно перейти к, так называемой, логической адресации блоков (LBA), когда количество цилиндров уменьшается вдвое, а количество головок, соответственно, в 2 раза возрастает.
Для 32-разрядной файловой системы FAT-32, используемой в операционных системах: Windows NT, Windows 95, Windows 95 OSR2, Windows 98, Windows 2000, Windows МЕ, длина имен файлов может быть до 256 символов, максимальный размер тома - 8 Гбайт, при этом размер кластера был принят 4 Кбайт. Для операционных систем класса Windows NT, в том числе последних: Windows 2000 и Windows ХР, более целесообразно использовать их собственную структуру NTFS, обладающую рядом преимуществ по сравнению с FAT-32, в частности имеющую меньший размер кластера (равный сектору, если это возможно).
В 2003 году появились первые экземпляры контроллеров Serial ATA на популярных материнских платах. Прежде всего, кабель у нового интерфейса принципиально отличается от прежнего плоского и широкого (40- или 80-жильного), у него количество сигнальных проводов сокращено до четырех (есть дополнительная «земля»), и до метра увеличена допустимая длина. Это способствует более компактной упаковке и лучшим условиям охлаждения внутри корпуса компьютера, удешевляет конструкцию. Тут компактные семиконтактные разъемы соединяются узким уплощенным кабелем шириной примерно 8 мм и толщиной около 2 мм. Внутри кабеля Serial ATA находятся две пары сигнальных проводов (одна пара на прием, другая - на передачу), отделенных тремя жилами общего провода («земли»). На разъеме, расположенном на дисках и материнских платах, три «земляных» контакта выступают чуть дальше сигнальных контактов, чтобы облегчить «горячее» подключение (рис. 1-5).
Еще одно преимущество Serial ATA - большая полоса пропускания, нежели у Parallel ATA. Первая версия интерфейса Serial ATA обладает пропускной способностью до 1,5 Гбит/с (это около 150 Мбайт/с для полезных данных против 100-130 Мбайт/с у параллельного интерфейса). Однако в дальнейшем второе и третье поколение Serial ATA увеличат скорость до 3 и 6 Гбит/с соответственно.
Запас скорости интерфейса сейчас кажется очень большим. Действительно, нынешние IDE-винчестеры со скоростью чтения полезных данных до 50 Мбайт/с, практически насытили интерфейс UltraATA/100. Потому что два таких диска на одном IDE-шлейфе уже не могут сосуществовать без теоретической потери скорости, поскольку реально UltraATA/100 дает примерно 90 Мбайт/с потоковой пропускной способности, а это близко к пределу интерфейса UltraATA/133. В то же время, добираться до 150 Мбайт/с одиночным диском придется еще очень долго, лет пять, а то и больше, то есть даже первой версии Serial ATA обеспечена долгая жизнь.
1.5. Накопители на гибких магнитных дисках
Гибкий (floppy) диск (дискета) - круг лавсановой пленки с магнитным покрытием, помещенный в защитный конверт еще недавно был единственным сменным носителем информации в компьютере, ведь первые PC (до РС ХТ) других дисков не имели. Первые дискеты для РС были размера 5,25", портативные РС потребовали формата 3,5", однако позднее они стали применяться на всех компьютерах, и вытеснили дискеты 5,25".
Емкость первых 5,25" дискет для РС была не велика, сначала 360 Кбайт, а затем 1200 Кбайт. Первые дискеты 3,5" сразу были большей емкости, сначала 720 Кбайт, а затем 1440 Кбайт. Позднее был разработан стандарт на 3,5" дискеты емкостью 2880 Кбайт, но они получили меньшее распространение, тем более что появились разработанные по новой технологии дискеты сразу почти в 100 раз большей емкости.
Информация на дискету записывается с двух сторон, с каждой из которых располагается 80 дорожек. Головки на верхней и нижней сторонах дискеты смещены друг относительно друга, чтобы они не мешали подтягивать (для уменьшения зазора) поверхность дискеты к головкам за счет аэродинамических эффектов при вращении носителя. Также в зависимости от формата каждая сторона разбивается на определенное количество секторов.
В дисководах (рис. 1-6) для гибких дисков (дискет) головки записи/чтения при его работе непосредственно касаются поверхности дискеты, поэтому скорость вращения значительно ниже (300 или 360 оборотов в минуту) и дискеты быстрее выходят из строя. Для уменьшения трения дискеты покрывают защитным слоем тефлона (фр. тефаль) - материала с очень низким коэффициентом трения. Они дороже раза в полтора, но зато служат гораздо дольше.
1.6. Оптические диски
В эту группу объединены носители, которые для считывания информации используется чисто оптический принцип, когда 1 или 0 распознаются по различной фазе отраженного лазерного луча от поверхности с различным состоянием, созданным при записи данных.
WORM - накопители (Write Once Read Many - одна запись много считываний) представляют собой диск, помещенный обычно в прочный картридж 5,25", по конструкции подобный дискете 3,5" . Запись информации сводится к тому, что на светлой поверхности диска там, где это нужно, выжигаются лазерным лучом микроскопические темные пятнышки. Емкость накопителя составляет от 650 Мбайт до 1,3 Гбайт.
Для записи поверхность магнитооптического диска прогревают лазерным лучом до температуры легкого перемагничивания (точки Кюри). Обычно сначала при постоянном нагреве намагничивают записываемый участок в одном направлении, а потом импульсным нагревом перемагничивают нужные точки. Это долго, требуется два оборота диска. Новейшие устройства способны создавать быстропеременное магнитное поле нужной силы и записывают за один оборот. Так что и по скорости записи магнитооптика догоняет винчестер. При этом, как и винчестер позволяют многократно перезаписывать информацию и подобно дискете заменять носитель. Такое сочетание свойств объясняет большую популярность МО в мире.
В конце 70-х годов компания Philips выпустила первые компакт-диски (CD - Compact-Disk). Вначале они предназначались для 14-разрядной звуковой записи продолжительностью звучания 60 минут. Диаметр тех дисков был несколько меньше диаметра современных компакт-дисков, который равен 12 см (4,75 дюйма). Вскоре Philips обменялась патентами с Sony, в результате чего был издан совместный стандарт. Стандарт определял характеристики аудиодисков (CD-DA - Compact-Disk Digital Audio - компакт-диск для цифровой аудиозаписи). Запись звука стала 16-разрядной, а продолжительность звучания не менее 72 минут (говорят, что длительность определялась возможностью записи на один диск Девятой симфонии Бетховена). При непрерывном чтении и воспроизведении музыки для этого оказалось достаточно скорости чтения 150 Кбайт/с. Теперь приводы CD-ROM работают с существенно большей кратностью чтения до 56Х (рис. 1-7).
Впоследствии были выпущены стандарты для других типов компакт-дисков. Компании Philips и Sony в декабре 1994 года объявили, что разработан проект стандарта, названного MMCD (MultiMedia Compact Disk). Диск с однослойной записью мог иметь емкость 3,7 Гбайт. При помощи компании ЗМ была разработана технология 2-cлoйной записи для проекта MMCD. В этом случае емкость диска удваивалась. Такие параметры уже могли обеспечить проигрывание цифрового видео в формате MPEG-2 (Motion Picture Experts Group) в течение 135 и 270 минут соответственно.
Параллельно, другой альянс - 'Toshiba-Time Warner - при поддержке Matsushita, Thomson, Hitachi, Pioneer, МСА и MGM/UA разработал свой вариант компакт-диска повышенной емкости - SD (Super Density). Проект SD был анонсирован в январе 1995 года. Согласно этому предложению, диск был, как бы склеен из двух одинаковых пластинок. В зависимости от количества слоев и используемых сторон емкость диска могла составлять 5, 9, 10 и 18 Гбайт.
Для объединения этих разработок был представлен новый стандарт- DVD. Тогда эта аббревиатура расшифровывалась как Digital Video Disk - цифровой видеодиск.
Окончательный вариант DVD представляет собой два склеенных диска диаметром 12 сантиметров. Толщина каждого диска - 0,6 мм, общая толщина - 1,2 мм, как у обычных CD. Каждая из пластинок представляет собой сторону DVD-диска. Технология позволяет записывать на каждой из сторон два слоя данных. Таким образом, в зависимости от количества задействованных сторон и слоев, информационная емкость DVD-диска сможет составлять от 1 слоя, 1 стороны - 4,7 Гбайт до 2 слоев, 2 сторон (DLDS) - 17,0 Гбайт. Эти диски получили многоцелевое назначение и стали расшифровываться как DVD (Digital Versatile Disk - цифровой многоцелевой диск).
1.7. Блоки расширения
Блоки (платы) расширения или карты (Card), как их иногда называют, могут использоваться для обслуживания устройств, подключаемых к IBM PC. Они могут использоваться для подключения дополнительных устройств (адаптеров дисплея, контроллера дисков и т.п.). Если оборудование умещается на одной плате, то его можно разместить внутри корпуса системного блока. Если же оно не помещается в корпус, например, в случае с монитором, то внутри размещается только плата управления или согласования, соединяющаяся с оборудованием с помощью кабеля, который можно подключить через соединитель (Connector), расположенный на задней стенке корпуса (точнее, соединитель располагается обычно непосредственно на торце платы). Каждой плате расширения, устанавливаемой в слот (Slot) на материнской плате, соответствует специальное отверстие в задней стенке корпуса, закрытое заглушкой, если оно не используется. При установке платы ее торец вместо заглушки становится элементом задней стенки компьютера.
Необходимо отметить, что соотношение между оборудованием, размещаемым на материнской плате и устанавливаемым дополнительно в слоты, постепенно изменяется, с одной стороны, в пользу размещения оборудования на плате, а, с другой стороны, в пользу передачи реализации этих функций процессору. Так в ММХ - компьютерах обработку звука, фото - и видео - изображений, а также телекоммуникации - все это почти полностью взял на себя процессор, поэтому функции дополнительных устройств существенно упростились.
Для воспроизводства качественного звука уже довольно давно появились звуковые платы (SoundCard), преобразующие цифровой код в нормальный звуковой сигнал для обычных акустических колонок (Speaker). Впрочем, колонки чаще используют специальные, очень малогабаритные, чтобы держать их рядом с компьютером. А неизбежные при таких размерах дефекты звучания компенсируют цифровой коррекцией сигнала.
Первой приобрела популярность, достаточную для массового выпуска, плата Sound Blaster. Сегодня почти все звуковые платы обеспечивают совместимость с нею (рис. 1-8). Современные звуковые платы могут не просто воспроизвести объемный звук, но и объемный управляемый в зависимости от изображения на экране.
В персональных компьютерах видео платы (VideoCard), прежде всего, предназначались для согласования с монитором (видеоадаптеры), затем вывода на экран графики понадобились ускорители (видео акселераторы).
РС начинают загрузку с режима VGA - Video Graphic Array (640x480 пикселей - picture element, pixel). Режим SuperVGA, формат 800 х 600 пикселей нужен, чтобы при оформлении одиночного документа было доступно все богатство шрифтов системы Windows. Для верстки журналов и газет требуется, хотя бы 1024 х 768, а лучше - 1280 х 1024 пикселей. Иначе не разглядишь, как стыкуются отдельные фрагменты. Рисование идет быстро на экране с разрешением 1280 х 1024 - 1600 х 1200, с меньшим форматом придется постоянно переключаться на крупномасштабный просмотр фрагментов и т.д.
Если умножить шаг (расстояние между центрами пикселей) на требуемое число пикселей в строке, а затем помножить на 1,25 (отношение длины диагонали экрана к длине его строки), то получится длина в миллиметрах диагонали нужного монитора. (В дюймах - поделите на 25,4). Так, что для современных персональных компьютеров требуется монитор с размером по диагонали не менее 15 (лучше 17) дюймов (рис. 1-9).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
