Шпаргалка по "Программированию и компьютеру"

     Главным “ мозговым центром ” любой видеокарты является специальный графический чип (микросхема), который объединяет в себе “ подразделения ”, ответственные за работу с обычной ( двухмерной ), и игровой (трехмерной ) графикой

     Поддерживают только необходимый минимум спецэффектов. Все современные графические платы оснащены как минимум 64 Мб памяти, но дополнительные Мб всегда могут использоваться для создания трехмерной графики.

      Типы памяти, используемой на видеокартах, ничем не отличается от модификаций обычной ОП. На самых недорогих моделях используется память DDR CDRAM, более современные модели оснащены быстрой памятью DDR-2. Иногда память и графический чип на видеокартах работают на разной частоте, а иногда на одной, но чем быстрее , тем лучше.

      Видеовыход – самый распространенный “ довесок ” к видеокарте. Он позволяет вывести изображение с компьютера не только на монитор но и например на экран телевизора.

Порт Fire Wire чаще всего используется для ввода видео изображения с цифровых камер.

Все чаще производители видеокарт “ высшего класса ” встраивают специальные чипы – процессоры, отвечающие за обработку видеопотока в формате DVD. Без такого чипа становится невозможным просмотр видеофильмов в этом формате. И поэтому выбор видеокарты, оснащенной DVD –чипом неплохой задел на будущее.

26 Видеопамять (или видеобуфер)                          используется для периодического повторения видеоинформации на экране. Видеопамять часть оперативной памяти ПК, находящаяся на плате видеоадаптера. Эта память расположена в физическом пространстве процессора, где для нее зарезервирована, как правило, фиксированная область адресов значительного объема.                                                                   1. Архитектура объединенной памяти. Архитектура объединенной памяти (UMA) объединяет видеопамять с системной основной памятью ПК. В этой архитектуре дисплею выделяется необходимый для текущего режима объем памяти.               2. Реализация видеопамяти. В традиционных видеоадаптерах в качестве видеопамяти используются обычные микросхемы DRAM.          В современных высокоскоростных видеоадаптерах применяются двухвходовые микросхемы VRAM. Они позволяют выполнять запись и чтение одновременно, что существенно увеличивает скорость передачи данных.
В ряде случаев видеопамять реализуется на двух блоках DRAM, работающих в режиме чередования (interlieving). Это позволяет пересылать данные из одного блока на экран, а во второй-записывать данные с локальной (системной) шины. Скорость передачи данных достигает до 160 Мбайт/с.27 Звуковая карта.                                                                   Современные звуковые платы обеспечивают: качественные запись и воспроизведение 16-разрядных стереофонических звуковых выборок с частотой до 44,1 кГц;              воспроизведение файлов MIDI;                            Платы обеспечивают совместимость с платой Sound Blaster фирмы Creative Labs стандартом де-факто для звуковых плат, используемых для большинства игровых программ, ориентированных на среду DOS.             1. Компоненты платы              цифровой процессор сигналов (DSP)       MIDI-порт,           микросхема синтеза по таблице волн (звуков формата MIDI), входной разъем для аналогового сигнала от накопителя CD-ROM или аналогичного источника сигнала,           выходной разъем для подключения динамиков со встроенными усилителями или наушниками,          разъем микрофона,         регулируемый выход для подключения колонок без встроенных усилителей,           усилитель мощности (не менее 5 Вт на канал с хорошим качеством звука для индивидуального применения),           аналоговый аудиоразъем, соединяемый кабелем с аналоговым разъемом встроенного CD-ROM для проигрования аудио компакт-диска.           Интерфейс E-IDE (реже SCSI) накопителя CD-ROM обеспечивает его непосредственное подключение к стандартному интерфейсу на системной плате ПК. 2. Совместимость              Звуковые платы обеспечивают совместимость со стандартами :.               MIDI для обеспечения адектатного звучания музыкальных инструментов при воспроизведении файлов формата MIDI,платы Sound Blaster для большинства игровых программ.                                                                           Звуковые платы со связными функциямиЗвуковые платы со связными функциями относятся к новому классу дополнительных плат ПК, реализующих наряду с основными телефонные функции. Они придают новый смысл понятию аудиосредства ПК для бизнеса. Программные средства поддержки этих плат обеспечивают создание на базе ПК автоматизированных информационных служб. Они отвечают на факс-сообщения и передают заранее записанную речевую информацию, таким образом осуществляя фактически функции “горячей линии” технических подразделений компаний.              Основные функциональные возможности           К базовым из дополнительных функций относятся: простота использования и установки и качество звука в режимах приема и передачи факсов,                      простота приема данных, речевой почты, телефонного звонка, и ответа на телефонный звонок,                  качество работы в фоновом режиме, когда пользователь работает с прикладной программой Windows.          Речевая почта хранится в специальном 4-разрядном формате со сжатием, а записывается с частотой 4...5 Кбит/c. Факс-сообщения хранятся в специальном формате. Некоторые из плат выполняют функции факс-модемов со скоростями 14,4 или 19,2 Кбит/c.                                                                                                                                Прикладные программы поддержки подобных плат имеют интуитивно понятный интерфейс, аналогичный настоящему телефонному аппарату с динамиком и автоответчиком.                                                           

28 29 30 HDD Физический и логический объем накопителей. Носители жестких дисков, в отличие от гибких, имеют постоянное число дорожек и секторов, изменить которое невозможно. Эти числа определяются типом модели и производителем устройства. Поэтому, физический объем жестких дисков определен изначально и состоит из объема, занятого служебной информацией (разметка диска на дорожки и сектора) и объема, доступного пользовательским данным. Физический объем жесткого диска, также, зависит от типа интерфейса, метода кодирования данных, используемого физического формата и др                                                                                                                                                                                    ПЛАТТЕР - обычно изготовлен из алюминия. Некоторые производители жестких дисков переходят на выпуск платтеров на стеклянно основе, добиваясь более высокой плотности хранения данных и быстродействия.

ВАЛ ДВИГАТЕЛЯ - чем выше скорость вращения вала двигателя, тем меньше времени тратиться на ожидание поворота диска в нужное положение.

ДОРОЖКА - наибольшим быстродействием обладают дисководы с переменной областью записи, в которых данные размещаются на внешних дорожках достаточно плотно. При этом скорость доступа к данным на внешних дорожках 2-4 раза выше.

ЦИЛИНДР - совокупность данных на всех поверхностях диске, хранящихся на дорожках с одинаковыми номерами                                   ГОЛОВКИ ЧТЕНИЯ/ЗАПИСИ - перемещаются вдоль поверхности платтера. Чем ближе к поверхности диска находиться головка при этом не касаясь ее, тем выше допустимая плотность записи данных.

МИКРОПРОЦЕССОР - микропроцессор управляет работой диска, а в ПЗУ находится соответствующие встроенные программы. Быстродействие дисковода в значительной степени определяется эффективностью работы этого ПЗУ.

СППЗУ - в дисководах SCSI стираемое программируемое ПЗУ применяется для хранения параметров, используемых при выполнении алгоритма кэширования, при форматировании, восстановлении при ошибках и другие параметры.

КЭШ-БУФЕР - все дисководы имеют внутренний буфер для временного хранения посылаемых или принимаемых данных. Для повышения быстродействия дисковод считывает в этот буфер данные до того как они понадобятся пользователю и принимает в него данные до момента позиционирования головки для записи информации.

31 Интерфейс IDE   разрабатывался как недорогая и производительная альтернатива

высокоскоростным интерфейсам ESDI и SCSI. Интерфейс, предназначен для

подключения двух дисковых устройств. Отличительной особенностью дисковых

устройств, работающих с интерфейсом IDE состоит в том, что собственно контроллер

дискового накопителя располагается на плате самого накопителя вместе со встроенным

внутренним кэш-буфером. Такая конструкция существенно упрощает устройство самой

интерфейсной карты и дает возможность размещать ее не только на отдельной плате

адаптера, вставляемой в разъем системной шины, но и интегрировать непосредственно

на материнской плате компьютера. Интерфейс характеризуется чрезвычайной

простотой, высоким быстродействием, малыми размерами и относительной

дешевизной.

   Сегодня на смену интерфейсу IDE пришло детище фирмы Western Digital -

Enhanced IDE, или сокращенно EIDE. Сейчас это лучший вариант для подавляющего

большинства настольных систем. Жесткие диски EIDE заметно дешевле аналогичных по

емкости SCSI-дисков и в однопользовательских системах не уступают им по

производительности, а большинство материнских плат имеют интегрированный

двухканальный контроллер для подключения четырех устройств.

32  Serial ATA - новый последовательный интерфейс подключения накопителей, разработанный как замена параллельному ATA. Он будет поддерживать все накопители, включая жесткие диски, оптические приводы, флоппи-дисководы и другие подобные устройства при подключении их к системным платам. Максимальная длина кабеля (состоящего из 7 жил: две дифференциальные пары для передачи/приема и три общих (заземляющих) провода) составляет 1 метр, а пиковая пропускная способность интерфейса - 150 Мбайт/с. На сегодняшний момент многие наборы микросхем уже оснащены встроенным контроллером Serial ATA

33 Интеллект. многофун-ый интерфейс SCSI был разработан еще в конце 70-х годов в качестве устройства сопряжения компьютера и

интеллектуального контроллера дискового накопителя. Интерфейс SCSI является

универсальным и определяет шину данных между центральным процессором и

несколькими внешними устройствами, имеющими свой контроллер. Помимо

электрических и физических параметров, определяются также команды, при помощи

которых, устройства, подключенные к шине осуществляют связь между собой.

Интерфейс SCSI не определяет детально процессы на обеих сторонах шины и является

интерфейсом в чистом виде. Интерфейс SCSI поддерживает значительно более

широкую гамму периферийных устройств и стандартизован ANSI (X3.131-1986) .

   Сегодня применяются в основном два стандарта - SCSI-2 и Ultra SCSI. В режиме

Fast SCSI-2 скорость передачи данных доходит до 10 мегабайт в секунду при

использовании 8-разрядной шины и до 20 мегабайт при 16-разрядной шине Fast Wide

SCSI-2. Появившийся позднее стандарт Ultra SCSI отличается еще большей

производительностью - 20 мегабайт в секунду для 8-разрядной шины и 40 мегабайт для

16-разрядной. В новейшем SCSI-3 увеличен набор команд, но быстродействие осталось

на том же уровне. Все применяющиеся сегодня стандарты совместимы с предыдущими

версиями "сверху - вниз", то есть к адаптерам SCSI-2 и Ultra SCSI можно подключить

старые SCSI-устройства. Интерфейс SCSI-Wide, SCSI-2, SCSI-3 - стандарты

модификации интерфейса SCSI, разработаны комитетом ANSI. Общая концепция

усовершенствований направлена на увеличение ширины шины до 32-х, с увеличением

длинны соединительного кабеля и максимальной скорости передачи данных с

сохранением совместимости с SCSI. Это наиболее гибкий и стандартизованный тип

интерфейсов, применяющийся для подключения 7 и более периферийных устройств,

снабженных контроллером интерфейса SCSI. Интерфейс SCSI остается достаточно

дорогим и самым высокопроизводительным из семейства интерфейсов периферийных

устройств персональных компьютеров, а для подключения накопителя с интерфейсом

SCSI необходимо дополнительно устанавливать адаптер, т.к. немногие материнские

платы имеют интегрированный адаптер SCSI.

34 Время доступаHDD скорость вращ, размер кэша На ЖД данные хранятся на магн.пов-ти диска. Инфа запис-тся и снимается с пом.магн.головок (все почти как в магнитофоне). Внутри ЖД м/б установлено неск.пластин (дисков). Двигатель, вращающий диск, вкл-ся при подаче питания на диск и остается включенным до снятия питания. Двиг-ль вращ-ся с пост.скоростью, измеряемой в об/мин. Данные организованы на диске в цилиндрах, дорожках и секторах. Цилиндры - концентрическе дорожки на дисках, расположенные одна над другой. Дорожка затем разделяется на сектора. Диск имеет магн.слой на кажд.своей стороне. Каждая пара головок одета как бы на "вилку", обхватывающую каждый диск. Эта "вилка" перемещ-ся над пов-тью диска с пом.отдельного серводвигателя. Все ЖД имеют резервные сектора, к-ые исп-ся его схемой управления, если на диске обнаружены дефектные сектора. ЖД имеют преимущества перед гибк.дисками по 2-м осн.параметрам: объем ЖД существенно выше и колеблется от неск.сотен МБ до неск.десятков ГБ, а скорость обмена инфой в 10 раз больше. Д/обращения к ЖД исп-ся имя, заданное латинской буквой С:. В случае, если установлен 2-й ЖД, ему присваивается след.буква лат.алфавита D:. Скорость вращения диска - совр.ЖД имеют от4500до7200об/м. Чем ↑ск.вращ., тем ↑ск.обмена данными. Следует учесть, что при ↑ск.вращ. ↑ t корпуса ЖД и диски со ск.7200об/мин требуют доп.охлаждения внеш.вентилятором собственно диска. Вентилятора блока питания для этого недостаточно. Совр.ЖД имеют разл. кол-во секторов на дорожке в зав-ти от того, внеш. это дорожка или внутр. Внеш.дорожка длиннее и на ней м/разместить больше секторов, чем на более короткой внутр.дорожке. Данные на чистый диск нач-ют записываться также с внеш.дорожки.

Размер кеш-буфера контроллера (internal cash size). Встроенный в накопитель буфер выполняет функцию упреждающего кэширования и призван сгладить громадную разницу в быстродействии между дисковой и оперативной памятью компьютера. Выпускаются накопители с 128, 256 и 512 килобайтным буфером. Чем больше объем буфера, тем потенциально выше производительность при произвольном "длинном" чтении/записи. Также, более емкий буфер обеспечивает рост производительности дисковой подсистемы, во-первых, при работе с объемными упорядоченными (записанными на диски последовательно) данными, а во-вторых - при одновременном обращении к диску множества приложений или пользователей, как это происходит в многозадачных сетевых ОС.

35. Технология RAID Классификация (ДИСКОВЫЙ МАССИВ RAID - Redundant Array of Inexpensive/Independent Disks) была впервые разработана в 1987 году сотрудниками Калифорнийского университета в Беркли. Ее основная цель - обеспечение надежности хранения данных в дисковой памяти ПК. Каковы основные признаки технологии RAID?
Во-первых, она предполагает использование наборов (два и более) дисков HDD, доступных пользователям как один логический диск. Во-вторых, данные распределяются по набору дисков определенным способом, соответствующим одному из уровней RAID. Необходимо также понимать, что на случай неисправностей (отказов) дисков массив содержит дополнительную (избыточную) емкость, обеспечивающую возможность восстановления данных. Технология имеет набор спецификаций устройств хранения данных, связанных с «Уровнями RAID», определяющими способы распределения на дисковом массиве, их резервирования и восстановления.
Несмотря на общее название, архитектура RAID имеет существенные различия, определяющие различные способы объединения нескольких жестких дисков в единую систему так, чтобы она функционировала как один диск. Изначально было определено шесть уровней RAID, позднее появились дополнительные смешанные уровни (всего определено восемь уровней). Примером реализации данной технологии является конструкция накопителей с так называемыми зеркальными дисками.
В зависимости от того, как осуществляется управление, массивы RAID делятся на две категории - с программным и аппаратным контролем. Последние, в свою очередь, различаются расположением управляющего аппаратного обеспечения: это либо отдельный хост-контроллер, либо встроенный (такую конфигурацию иногда называют «SCSI-to-SCSI», IDE RAID). В последнее время получили распространение интегрированные на системной плате E-IDE/ATAPI контроллеры RAID (правда, использующие не все из ниже перечисленных уровней «раидизации»).

1. RAID-0 (расслоение). + производительность, объем, - низкий уровень защиты, отсутствие избыточности. 2.RAID-1 (зеркалирование). + избыточность, - стоимость.  3.RAID-2 (в контроллер добавили микросхему SMART). 4.RAID-3 (синхронный доступ + диск четности). +минимальная задержка запросов, - нельзя совмещать несколько операций. 5.RAID-4 (независимый доступ + диск четности). + совмещение нескольких запросов, - наличие диска четности.  6.RAID-5 (независимый доступ + распределенная четность). Технология параллелизма. +отсутствие диска четности, несколько операций в/в, - задержка записи.  7.RAID-6 (независимый доступ + двойная четность). + Одномерная избыточность и двумерная избыточность, совмещение др.массивов.  стоимость, сложная логическая организация.

                                                                                                                                                                                                                                                                                               _8   RAID уровня 0, (расслоение) строго 36 37 38   RAID уровня 0, (расслоение) не является избыточным массивом и соответственно не обеспечивает надежности хранения данных. Тем не менее данный уровень находит широкое применение в случаях, когда необходимо обеспечить высокую производительность дисковой подсистемы. Особенно популярен этот уровень в рабочих станциях. При создании RAID-массива уровня 0 информация разбивается на блоки, которые записываются на отдельные диски, то есть создается система с параллельным доступом (если, конечно, размер блока это позволяет). Благодаря возможности одновременного ввода-вывода с нескольких дисков RAID 0 обеспечивает максимальную скорость передачи данных и максимальную эффективность использования дискового пространства, поскольку не требуется места для хранения контрольных сумм. Реализация этого уровня очень проста. В основном RAID 0 применяется в тех областях, где требуется быстрая передача большого объема данных.                                                                                               RAID уровня 1(зеркалирование) — это массив дисков со 100-процентной избыточностью. То есть данные при этом просто полностью дублируются (зеркалируются), за счет чего достигается очень высокий уровень надежности (как, впрочем, и стоимости). Отметим, что для реализации уровня 1 не требуется предварительно разбивать диски и данные на блоки. В простейшем случае два диска содержат одинаковую информацию и являются одним логическим диском. При выходе из строя одного диска его функции выполняет другой (что абсолютно прозрачно для пользователя). Кроме того, этот уровень удваивает скорость считывания информации, так как эта операция может выполняться одновременно с двух дисков. Такая схема хранения информации используется в основном в тех случаях, когда цена безопасности данных намного выше стоимости реализации системы хранения.                                    RAID уровня 2 — (в контроллер добавили микросхему SMART технологии) это схема резервирования данных с использованием кода Хэмминга (для коррекции ошибок). Записываемые данные формируются не на основе блочной структуры, как в RAID 0, а на основе слов, причем размер слова равен количеству дисков для записи данных в массиве. Если, к примеру, в массиве имеется четыре диска для записи данных, то размер слова равен четырем дискам. Каждый отдельный бит слова записывается на отдельный диск массива.                              RAID уровня 3 — это отказоустойчивый массив с параллельным вводом-выводом и одним дополнительным диском, на который записывается контрольная информация. При записи поток данных разбивается на блоки на уровне байт (хотя возможно и на уровне бит) и записывается одновременно на все диски массива, кроме выделенного для хранения контрольной информации. Для вычисления контрольной информации (называемой также контрольной суммой) используется операция «исключающего ИЛИ» (XOR), применяемая к записываемым блокам данных. При выходе из строя любого диска данные на нем можно восстановить по контрольным данным и данным, оставшимся на исправных дисках. RAID уровня 3 имеет намного меньшую избыточность, чем RAID 2. Благодаря разбиению данных на блоки RAID 3 имеет высокую производительность. При считывании информации не производится обращение к диску с контрольными суммами (в случае отсутствия сбоя), что происходит всякий раз при операции записи. Поскольку при каждой операции ввода-вывода производится обращение практически ко всем дискам массива, одновременная обработка нескольких запросов невозможна. Данный уровень подходит для приложений с файлами большого объема и малой частотой обращений. Кроме того, к достоинствам RAID 3 относятся незначительное снижение производительности при сбое и быстрое восстановление информации.                                                                              RAID уровня 4 — это отказоустойчивый массив независимых дисков с одним диском для хранения контрольных сумм. RAID 4 во многом схож с RAID 3, но отличается от последнего прежде всего значительно большим размером блока записываемых данных (большим, чем размер записываемых данных). В этом и есть главное различие между RAID 3 и RAID 4. После записи группы блоков вычисляется контрольная сумма (точно так же, как и в случае RAID 3), которая записывается на выделенный для этого диск. Благодаря большему, чем у RAID 3, размеру блока возможно одновременное выполнение нескольких операций чтения (схема независимого доступа). RAID 4 повышает производительность передачи файлов малого объема (за счет распараллеливания операции считывания).                                                      RAID уровня 5 — это отказоустойчивый массив независимых дисков с распределенным хранением контрольных сумм. Блоки данных и контрольные суммы, которые рассчитываются точно так же, как и в RAID 3, циклически записываются на все диски массива, то есть отсутствует выделенный диск для хранения информации о контрольных суммах. В случае RAID 5 все диски массива имеют одинаковый размер, однако общая емкость дисковой подсистемы, доступной для записи, становится меньше ровно на один диск. Например, если пять дисков имеют размер 10 Гбайт, то фактический размер массива составляет 40 Гбайт, так как 10 Гбайт отводится на контрольную информацию. RAID 5, так же как и RAID 4, имеет архитектуру независимого доступа, то есть в отличие от RAID 3 здесь предусмотрен большой размер логических блоков для хранения информации. Поэтому, как и в случае с RAID 4, основной выигрыш такой массив обеспечивает при одновременной обработке нескольких запросов.                                                        RAID 6 — это отказоустойчивый массив независимых дисков с распределением контрольных сумм, вычисленных двумя независимыми способами.Только в нем используется не одна, а две независимые схемы контроля четности, что позволяет сохранять работоспособность системы при одновременном выходе из строя двух накопителей хар-ся низким коэф. Исп. Дис-ва простр: он составляет всего 60%,