Структура персонального компьютера

Характерной особенностью дисковых накопителей является метод  записи информации на носителе. Этот метод  определяет плотность расположения данных на магнитном диске и в  связи с этим оказывает существенное влияние на максимально возможный  объем хранимой информации. Кроме  того, метод записи связан и с  достоверностью хранимых данных, со скоростью  обмена между УУ и накопителем, со сложностью УУ и так далее. В НГМД используются преимущественно два  метода записи – с частотной модуляцией ЧМ (от англ. FM – frequency modulation), и с модифици ро ванной частотной модуляцией МЧМ (MFM). В УУ данные обрабатываются в двоичном виде и передаются в НГМД последовательным кодом (как последовательность нулей и единиц). Кодирование по методу ЧМ выполняется путем подачи дополнительного импульса для каждой единицы и от сутствие такого импульса для каждого нуля исходного дво ичного ряда. Таким образом формируются так называемые импульсы данных. Кроме них в последовательность ЧМ-кодирования включаются и синхронизирующие импульсы, соответствующие тактовой частоте двоичного ряда. Эти импульсы предназначены для синхронизации логических схем НГМД тактовой частой УУ. Для уменьшения числа синхронизирующих импульсов при методе МЧМ для синхронизации используются сами импульсы данных. Генерирование дополнительных синхроимпульсов производится только в случаях нескольких последовательных нулей, когда импульсы данных отсутствуют. Итак, кодирование методом МЧМ состоит из следующих операций: передачи импульса данных для каждой единицы двоичной записываемой последовательности; передача синхроимпульса для каждого второго и следующего нуля в группе последовательно записанных в двоичном ряду нулей. Полученная в результате последовательность объединяет импульсы данных и синхроимпульсы, но общее число импульсов двукратно уменьшается по сравнению с методом ЧМ. Следовательно, при одинаковой плотности записи метод МЧМ позволяет получить в два раза больший, чем при методе ЧМ, объем хранимой на диске информации. В связи с этим в большинстве НГМД, используемых в профессиональных компьютерах, применяется кодирование по методу МЧМ.

Другой характерной  особенностью НГМД является плотность  записи на дискете. В зависимости  от направления, по которому рассматривается  плотность, различают поперечную и  продольную плотность записи. Поперечная плотность измеряется числом дорожек  на единицу длины в направлении  радиуса дискеты, а продольная плотность  – числом битов информации на единицу  длины вдоль окружности дорожки. Плотность записи определяется преимущественно  качеством магнитного покрытия и  параметрами считывающе-записывающей головки. 

б) Накопители на жестких магнитных дисках

Устройство с  несменным носителем – это  накопители на жестких магнитных  дисках (НЖМД). В отличие от накопителей  на гибких магнитных дисках для них  обычно не предусматривается изъятия  носителя из устройства и замены его  аналогичным – винчестер герметически закрыт в корпусе устройства, и  весь НЖМД обычно монтируется однократно при сборке компьютера. Винчестер  вращается непрерывно после включения  питания устройства. Поскольку объем  информации, хранимой одним устройством  этого вида, весьма значителен (более 300 Мбайт), то оно используется совместно  всеми пользователями компьютера.

Винчестер вместе с магнитными головками герметически закрыт в металлическом корпусе, изолирующем их от нежелательных  воздействий окружающей среды. Благодаря  этому существенно снижается  вероятность погрешности записи вследствие загрязнения головок  или порчи поверхности жесткого диска. В НЖМД магнитные головки  осуществляют считывание и запись информации, не соприкасаясь с поверхностями  носителя. Это так называемые плавающие  головки, которые во время вращения диска удерживаются на небольшом  расстоянии от поверхности подъемной  силой, образуемой воздушным потоком  между головкой и поверхностью диска. Бесконтактная запись позволяет  достигать высокой скорости вращения носителя и предотвращает износ  головок. В свою очередь, большая  частота оборотов диска позволяет  значительно увеличить скорость записи и считывания НЖМД, что уменьшает  общее время доступа к этому  виду памяти.

2. Дополнительные  периферийные устройства

     Графопостроитель

Графопостроитель (плоттер) – устройство для вывода графической информации на бумагу. Для обслуживания плоттеров используется специальное программное обеспечение, с помощью которого можно с  высокой скоростью чертить графические  изображения различного формата.

Графопостроители  – это механические устройства, в которых закреплено специальное  перо. Чтобы нарисовать график или  символ, перо передвигается по бумаге. Перо (практически оно представляет собой скорее ручку) может быть заполнено  цветной пастой или чернилами. Многоперьевые  графопостроители могут по команде  менять рисующее перо, что позволяет  выполнять многоцветные изображения.

Плоттеры бывают нескольких типов. В устройствах  первого типа бумага или пленка неподвижно закреплена на плоской поверхности, а перо может перемещаться в двух измерениях. Графопостроители второго  типа устроены так, что перо движется в одном измерении, но перемещается и бумага.  Плоттеры бывают барабанного  типа, то есть они работают с рулоном  бумаги.

Графопостроители  получают от компьютера последовательность команд, управляющую процессом рисования. Конечно, для этого необходимо соответствующее  программное и аппаратное обеспечение. Аппаратные средства включают интерфейс  и кабель связи. Программное же обеспечение  должно быть способно генерировать последовательность управляющих кодов, которая передается графопостроителю. Большинство графопостроителей  имеют встроенную таблицу кодировки, в соответствии с которой эти  коды преобразуются в элементарные движения пера. Иначе говоря, команды  графопостроителю компьютер отдает на специальном языке. Никакого специального стандарта на командный язык графопостроителей  нет. 

Мышь

Мышь – это  манипулятор для ввода информации в компьютер. Мышь представляет собой  небольшую коробочку с двумя  или тремя клавишами, легко уменьшающуюся  в ладони. Вместе с проводом для  подключения к компьютеру это  устройство действительно напоминает мышь с хвостом.

Мышь позволяет  передвигать курсор в нужное место  экрана путем перемещения мыши по столу мыши по столу или ругой  поверхности и фиксировать выбор  нажатием одной из кнопок на своей  поверхности. Как и в других случаях, программное обеспечение должно оказаться способным распознать наличие аппаратного средства, то есть мыши, и воспринять управляющие  сигналы. К счастью, большинство  программ, которые "понимают" управление курсором с клавиатуры, могут использовать мышь после подключения небольшой  дополнительной программы, представляющей компьютеру информацию о перемещении  мыши в виде эквивалентной последовательности кодов, генерируемых при нажатии  клавиши управления курсором.

Существуют два  основных варианта конструкции мыши: механический и оптический. Механическое устройство использует свободно вращающийся  шарик, который располагается на "дне" мыши. Шарик в результате трения поворачивается, когда мышь двигают по плоской поверхности. Схемы мыши воспринимают это, подсчитывают число оборотов и передают информацию компьютеру. Оптическую мышь двигают по специальной отражающей панели. Луч света, испускаемой мышью, отражается от равномерно нанесенных на панель штрихов. При этом сенсор, расположенный внутри мыши определяет пройденное расстояние и направление перемещения и посылает эту информацию компьютеру.

На поверхности  мыши может находится две или  три кнопки. Как они используются – зависит от программного обеспечения.

Некоторые прикладные программы рассчитаны только на работу с мышью, но большинство программ использующих мышь, допускают замену мыши командами, вводимыми с клавиатуры. Однако часто при такой замене работа с программой весьма затруднительна.

     Модем

Модем – устройство для обмена информацией с другими  компьютерами через телефонную сеть. По конструктивному исполнению модемы бывают встроенными (вставляемыми в  системный блок ПК) или внешними (подключаемыми через коммуникационный порт). Модемы отличаются друг от друга  максимальной скоростью передачи данных (1200, 2400, 9600 бод и так далее, 1 бод = бит в секунду), а также тем, поддерживают ли они средства исправления  ошибок (стандарты V42bis или MNP-5). Для устойчивой работы на отечественных телефонных линиях импортные модемы должны быть соответствующим образом адаптированы.

     Факс-модем 

Факс-модем –  устройство сочетающее возможности  модема, и средства для обмена факсимильными  изображениями с другими факс-модемами и обычными телефаксными аппаратами.

     Сканер

Сканер –  устройство для считывания графической  и текстовой информации в компьютер. Сканеры могут вводит в компьютер  рисунки. С помощью специального программного обеспечения компьютер  может распознать символы во введенной  через сканер картинке, это позволяет  быстро вводить напечатанный (а иногда и рукописный) текст в компьютер. Сканеры бывают настольные (они обрабатывают весь лист бумаги целиком) и ручные (ими надо проводить над нужными  картинками или текстом), черно-белые  и цветные (воспринимающие цвета). Сканеры  различаются друг от друга разрешающей  способностью, количеством воспринимаемых цветов или оттенков серого цвета. При  систематическом использовании (например в издательских системах) необходим  настольный сканер, хотя он дороже. Для  подготовки цветных изданий требуется, естественно, цветной сканер.

     Аудиоплата

Аудиоплата дает возможность исполнять музыку и  воспроизводить звуки с помощью  компьютера. Вместе с аудиоплатой  обычно поставляются звуковые колонки, а часто и микрофон. Аудиоплата представляет средства записи, воспроизведения  и редактирования музыки и речевых  сообщений.

Многие программы, в особенности игровые, используют аудиоплаты для вывода музыкального сопровождения, звуковых, в том числе  речевых, эффектов.

     Устройство  для чтения компакт-дисков

Устройство для  чтения компакт-дисков позволяет читать данные со специальных компакт-дисков (CD-ROM). Эти компакт-диски более надежны и могут хранить значительно больше информации, чем дискеты, поэтому в настоящее время на западе многие крупные программные комплексы, базы данных, мультимедиа-программы распространяются на компакт-дисках.

     Трекбол

Трекбол – манипулятор  в форме шара на подставке. используется для замены мыши, особенно часто  в портативных компьютерах.

     Графический планшет

Графический планшет  – устройство для ввода контурных  изображений (диджитайзер). Используется, как правило, в системах автоматического  проектирования (САПР) для ввода  чертежей в компьютер.

     Адаптеры  каналов связи

Адаптеры каналов  связи предназначены для осуществления  обмена информацией между профессиональными  компьютерами, как расположенными в  непосредственной близости друг от друга, та и удаленными на большое расстояние. Кроме того, с их помощью осуществляется связь отдельных  профессиональных компьютеров с другими малыми и большими ЭВМ. Типичным примером в  этом случае является использование  профессионального компьютера в  качестве "интеллектуального" терминала, через который осуществляется доступ к различным видам сетей ЭВМ.

Используются  два вида адаптеров каналов связи  – асинхронные и синхронные.

Асинхронный адаптер  оказывается подключенным к системной  шине компьютера, когда на нем установлен разъем подсоединения к передающей среде.

Асинхронный адаптер  выполняет все функции по осуществлению  связи, передачи нужного символа  с соответствующей скоростью, формирование стартового и стопового битов, контроля, а также обнаружения стартового бита при приеме, распознавания принятого  символа и представления его  соответствующей обслуживающей  программе и так далее.

Асинхронный адаптер  может использоваться как для  локальной, так и для дистанционной  связи. При локальной связи через  такой адаптер к профессиональному  компьютеру могут подключаться различные  периферийные устройства, имеющие средства поддержки асинхронного режима (например принтер или терминал).

Непосредственная  связь через интерфейс в асинхронном  режиме представляет собой простейший способ связи двух ПК между собой. При использовании модемов в  таком режиме могут связываться  и компьютеры, находящиеся на расстоянии сотен километров друг от друга. При  этом связь может быть организована по выделенной линии (некоммутируемая связь), так и с использованием средств существующей телефонной сети (коммутируемая связь). Использование телефонной сети позволяет связывать между собой большое число компьютеров, из которых в каждый момент связаны между собой только два.