Архитектура
PC.Ну хватит истории, поговорим о сути дела. Что же такое архитектура
PC и из чего она состоит? В минимальной комплектации настольный ПК состоит из трех конструктивных компонентов – системного блока, монитора(дисплея) и клавиатуры. Общение с ПК протекает при посредстве устройств ввода-вывода. Дисплей и клавиатура имеют статус стандартных устройств ввода-вывода. Ввод производится с клавиатуры, система выводит свои сообщения на дисплей (графический и текстовый режим). Так же существует множество других устройств ввода-вывода, которые называются периферийными: мышь и джойстик, принтер и сканер, модем или факс-модем и т.д..Системный блок современного ПК, как минимум, содержит: микропроцессор, оперативную память, постоянную(или полупостоянную) память, адаптеры и контроллеры, жесткий диск, блок питания, все эти комплектующие объединяет материнская плата. Давайте рассмотрим пример архитектуры, а потом каждую деталь отдельно:
Архитектура систем на базе Pentium 4
Практическая реализация потенциальных возможностей процессора Pentium 4 обеспечивается при использовании набора специализированных микросхем, необходимых для построения на его основе цифровых систем различного назначения. Для реализации систем на базе Pentium 4 компания Intel выпускает набор микросхем Chipset 850, в который входят:
Типовая архитектура систем, реализованных на базе процессора Pentium 4 с использованием набора Chipset 850, показана на рис. 9. Основной особенностью этой архитектуры является использование новой системной шины FSB, обеспечивающей обмен со скоростью 3,2 Гбайт/c, что соответствует частоте передачи данных 400 МГц. Такая скорость реализуется путём применения нового типа сверхбыстродействующей двухканальной памяти RDRAM и контроллера-концентратора MCH, обеспечивающего 4 канала обмена с памятью этого типа.
Рис. 9. Типовая архитектура систем на базе Pentium 4
Контроллер MCH выполняет обмен с оперативной памятью типа Direct RAMBUS ёмкостью от 128 Мбайт (минимально допустимый объём) до 2 Гбайт с помощью сдвоенных каналов. Память реализуется на основе микросхем быстродействующей двухканальной RDRAM-памяти типа PC800 или PC600, выпускаемых компанией RAMBUS. Таким образом общий доступ к оперативной памяти осуществляется с использованием четырёх каналов обмена. При тактовой частоте канала 100 МГц обеспечивается общая частота обмена, эквивалентная 400 МГц, что в 3 раза выше, чем для наиболее быстродействующих современных системных плат, работающих на частоте 133 МГц.
При использовании в системах микросхем памяти типа RDRAM могут возникнуть проблемы, которые связаны с их высокой стоимостью и определёнными сложностями их поставки. Поэтому в настоящее время разрабатываются варианты применения других типов быстродействующих микросхем динамической памяти, выпускаемых компаниями NEC, Toshiba, Samsung, Hyndai, Infineon.
К контроллеру MCH подключается также универсальный разъём AGP4X, используемый для связи с графическим адаптером при скорости передачи данных более 1 Гбайт/с.
Контроллер ICH2 служит для подключения различных внешних устройств с использованием интерфейса ULTRA ATA/66/100. Этот интерфейс реализует обмен с жёстким диском со скоростью 66 или 100 Мбайт/c. ICH2 также обеспечивает прямой доступ внешних устройств к памяти со скоростью 33 Мбайт/с при помощи интерфейса ULTRA DMA/33. Контроллер служит для подключения последовательных портов с шиной USB, связи с локальной сетью Ethernet и параллельного обмена по шине PCI. Обеспечивается возможность реализации каналов для передачи аудиоданных.
Для создания систем на базе Pentim 4 компания Intel выпускает системные (“материнские”) платы типа D850GB. На плате размером 30,5ґ24,4 см2 монтируется микропроцессор и другие необходимые микросхемы, имеются 4 разъёма для включения RIMM-модулей памяти RDRAM. На плате размещаются также флэш-память ёмкостью 4 Мбит, хранящая систему ввода/вывода BIOS, 5 слотов шины PCI и 2 контроллера последовательной шины USB, обслуживающих 4 USB-порта. Кроме того, имеются порты для подключения клавиатуры и мыши, 2 интерфейса для подключения жёстких дисков и один для гибких дисков, один последовательный (COM) и один параллельный (LPT) порты.
Ведущие производители персональных компьютеров: Compaq, Dell, IBM, Hewlett-Packard, Acer, Siemens, Fujitsu, Toshiba, NEC и ряд других — начали поставку новых моделей компьютеров на основе процессоров Pentium 4. Предполагается, что средняя стоимость этих компьютеров в конце I полугодия 2001 года снизится до уровня 1600 долларов.
Материнская плата (
motherboard) – основа компьютера, плата, содержащая основные узлы и разъемы расширения для установки дочерних плат. На ней находятся основные электронные элементы: процессор, память, BIOS, набор микросхем и др.
На материнской плате расположены:
Тип и характеристики различных элементов и устройств материнской платы, как правило, определяется типом и архитектурой центрального процессора (материнские платы на базе процессоров фирм Intel, AMD, Cyrix и др.). Как правило, именно центральный процессор или процессоры, их семейство, тип, архитектура и исполнение определяют тот или иной вариант архитектурного исполнения материнской платы.
По числу процессоров, составляющих центральный процессор, различают однопроцессорные и многопроцессорные (мультипроцессорные) материнские платы. Большинство персональных компьютеров являются однопроцессорными системами и комплектуются однопроцессорными материнскими платами. Настройка материнской платы на конкретные электронные компоненты осуществляется с помощью перемычек (jumpers). В частности, этими перемычками устанавливается настройка на конкретную модель процессора – регулируются тактовая частота и напряжение питания.
Материнская плата крепится к шасси корпуса системного блока, как правило, двумя винтами с изолирующими пластмассовыми креплениями.
Современные материнские платы соответствуют требованиям программы Energy Star. Это энергосберегающая программа, введенная американским Агенством защиты окружающей среды (EPA – Environment Protection Agency). Согласно этим требованиям, плату относят к разряду "зеленых" (green motherboard), если ее энергопотребление в режиме холостого хода не более 30 Вт.
Конфигурация:
В общем случае процессор включает в себя: арифметически-логическое устройство, которое производит арифметические и логические операции над данными; регистры, в которых хранятся данные, счетчики, адреса команд и данных; внешние интерфейсы для связи с остальными устройствами компьютера. Основными характеристиками центральных процессоров являются: тип архитектуры или серия, система поддерживаемых команд и адресации, разрядность (бит), тактовая частота (МГц).
Тип архитектуры, как правило, определяется фирмой производителем оборудования. С типом архитектуры тесно связан набор поддерживаемых команд или инструкций, и их расширений. Эти два параметра, в основном, определяют качественный уровень возможностей персонального компьютера и в большой степени уровень его производительности.
Разрядность центрального процессора определяет его поколение и принципиально влияет на скорость передачи информации между другими устройствами и процессором. Обычно используются следующие типы данных: бит (один разряд), полубайт (4 бита), байт (8 бит), слово (16 бит), двойное слово (32 бита). Первые процессоры серии Intel x86 имели разрядность 8 бит и могли передавать и принимать информацию по одному байту. Современные микро-процессоры персональных компьютеров IBM-PC имеют разрядность
32 бита для передачи информации внешним устройствам и 64 бита – для внутренних операций с информацией. Сейчас уже вовсю используются процессоры с 64-битными адресными регистрами, такие как AMD и Intel Itanium, Xeon.
Для размещения процессора Pentium на материнской плате используется специальное гнездо, называемое Socket. Оно обеспечивает правильность установки процессора (обратите внимание на левый верхний угол гнезда) и легкое закрепление с помощью специального рычажка.
В компьютерах с процессором 80286, 80386DX функции сопроцессора выполняла отдельная микросхема 80287, 80387, устанавливаемая в специальное гнездо на материнской плате. Начиная с 486DX сопроцессор интегрирован на кристалл основного процессора.
Математический сопроцессор необходим при работе с 3-мерной графикой, издательскими пакетами, электронными таблицами, пакетами САПР, математическими программами и т. п. При использовании баз данных или обычных текстовых редакторов, при работе с сетевыми операционными системами использование сопроцессора не дает ощутимых результатов. По данным обзоров, только треть владельцев персональных компьютеров эффективно использует математические сопроцессоры.
cache memory) – предназначена для согласования скорости работы сравнительно медленных устройств (динамическая память, накопители) с относительно быстрым процессором.
У современного процессора, работающего с умножением тактовой частоты, скорость работы внутренних блоков в 2 и более раз выше скорости остальной системы. Математический сопроцессор, устройство управления памятью, арифметико-логическое устройство работают на умноженной частоте, системная и внешняя память, вспомогательные микросхемы — на обычной частоте. Использование кэш-памяти позволяет избежать циклов ожидания в работе процессора, которые снижают производительность всей системы.
Кэш-память используется для временного хранения часто повторяющихся в программе инструкций и переходов с целью снижения частоты обращения к оперативной памяти. При обмене данными адреса, которые могут вскоре понадобиться процессору для обработки, обычно лежат рядом с обрабатываемыми в данный момент. Кэш-контроллер разместит весь блок данных в статической кэш-памяти. Начиная с i486 на системной плате устанавливается внешняя кэш-память (кэш-память 2 уровня).
Тактовый генератор
Генератор тактовой частоты вырабатывает специальные импульсы, синхронизирующие работу логических элементов компьютера. Главный элемент генератора – кристалл кварца. Частота тактовых импульсов определяет скорость работы процессора.
Контроллер прерываний
В одно и то же время процессор может обслуживать только одно событие. Контроллер прерываний формирует очередь на обработку этих событий в соответствии с их важностью (приоритетом). Он имеет 16 линий для сигналов прерываний IRQ0-IRQ15. Наивысший приоритет имеет линия запроса прерывания IRQ0, наименьший - IRQ7. Линии прерывания IRQ8-IRQ15 имеют приоритет ниже, чем IRQ1, но выше, чем IRQ3. Это объясняется тем, что вторая часть контроллера (IRQ8-IRQ15) присоединена к входу IRQ2 первой части. Каждая линия запроса прерывания обслуживает только одно из имеющихся в компьютере устройств. Это обеспечивает исключение аппаратных конфликтов и грамотное разделение системных ресурсов. Распределение номеров прерываний по устройствам представлено в таблице.
Режим прямого доступа в память (DMA - Direct Memory Access) предполагает, что периферийное устройство связано с памятью непосредственно, минуя внутренние регистры процессора. Для организации прямого доступа в память используется 7-канальный контроллер прямого доступа. Канал 0 предназначен для регенерации динамической памяти. Канал 2 задействован для обмена с приводом флоппи-диска, его использует контроллер FDD. Через канал 3 работает параллельный порт LPT1. Канал 4 используется самим контроллером DMA. Каналы 1 и 5-7 не задействованы и могут использоваться периферийными устройствами, имеющими возможность прямого доступа к памяти. Так, например, звуковой адаптер обычно настраивается на работу через 1 и 5 каналы. Передача данных через 1-4 каналы осуществляется побайтно, а для каналов 5-7 16-разрядными словами.
В современных компьютерах не используются отдельные чипы описанных выше контроллеров, их функции интегрированы в сверхбольшие микросхемы, занимающиеся обслуживанием основных функциональных узлов компьютера - набор микросхем (Chipset). На материнской плате это обычно 1-2 микросхемы. Наиболее известные производители: Intel, Headland Technology, Chips&Technologies, VLSI, UMC, OPTi, PC Chips, SiS, Symphony. В состав набора входит периферийный контроллер, содержащий два контроллера прерываний(IRQ0-7 и IRQ8-15), два контроллера DMA (каналы 0-3 и 4-7), таймер, часы реального времени, около 100 байт CMOS RAM. Современный набор поддерживает спецификацию шины PCI, синхронную и асинхронную кэш-память, EDO и FPM DRAM, AGP, имеет встроенный контроллер для Enhanced IDE устройств.
Системная шина
- предназначена для передачи информации между процессором и остальными электронными компонентами компьютера.По системной шине осуществляется адресация устройств и происходит обмен специальными служебными сигналами. Упрощенно системную шину можно представить как совокупность сигнальных линий, объединенных но назначению (данные, адреса, управление).
Системная шина представляет собой набор проводников электрических сигналов и систему протоколов соединения устройств при помощи этих проводников. Тип и характеристики протоколов передачи информации по системной шине определяют скорость передачи информации между отдельными устройствами материнской платы. Системные шины персональных компьютеров стандартизируются как по числу контактов и разрядности (числу проводников, используемых для одновременной передачи данных), так и по протоколам общения устройств через проводники. Системная шина соединяет все устройства компьютера в
единое целое и обеспечивает их взаимодействие, взаимоуправление и работу с центральным процессором.В персональных компьютерах используются системные шины стандартов ISA, EISA, VLB и PSI. В наше время теперь используют только шину
PCI, конечно еще можно встретить ISA, но она слишком медленная в сравнении с PCI, поэтому её больше не выпускаю.
Порт называется последовательным, когда информационные биты передаются последовательно один за другим; параллельным, когда несколько бит данных передаются одновременно, параллельно.
Последовательный порт
Последовательный порт (COM) используется для подключения удаленного принтера, мыши, внешнего модема и др. MS-DOS поддерживает до 4 последовательных портов с логическими именами COM1...COM4. Последовательный интерфейс передает данные последовательно по одному биту, с синхронизацией, основанной на паритете, четности и стоповых битах. Для передачи и приема в них используется два канала (один для передачи и один для приема) и несколько дополнительных сигнальных линий. Для подключения используется 9-контактный разъем DB-9 или 25-контактный DB-25. Максимальная длина кабеля - 30м.
Параллельный порт
При использовании матричного принтера скорость передачи данных не превышает 300 Кбайт/с. Для современных печатающих систем разработаны модификации скоростных интерфейсов EPP (Enhanced Parallel Port) и ECP (Extended Capabilities Port), обеспечивающие передачу данных до 2...5 Мбайт/с и двухстороннюю передачу.
Инфракрасный порт
Инфракрасный порт используется для связи портативных компьютеров с настольными, для подключения лазерных принтеров. Устройство порта включает светодиод, работающий в инфракрасном диапазоне, и фотоэлемент, принимающий и преобразующий свет в электрические сигналы. Технология предложена фирмой Hewlett
Packard в 1994г.Преимущества порта - низкая цена и невысокое энергопотребление. Скорость передачи данных - до 115200 бит/с, расстояние - до 1 м, угол излучения - 30 градусов.
Игровой порт используется для подключения джойстика. Он обычно расположен на звуковой карте, либо на многофункциональной плате ввода-вывода (Multi I/O Card). Адаптер принимает до 4 цифровых входов типа "ON-OFF" и до четырех аналоговых входов (изменение параметров).
В наше время почти все эти порты заменяет один порт, называется он
USB.Шина USB - это не только 12 мегабит в секунду, но и 2.5 Ватта электрической мощности, которую можно использовать для питания простых электроприборов, как, например, настольный вентилятор или фонарик.
Элементы динамической памяти выполенны в виде модулей SIMM (Single-In-line Memory Module) и DIMM (Dual-In-line Memory Module). В отличие от SIMM, у модулей DIMM контакты на противоположных сторонах платы электрически не связаны между собой, практически вдвое увеличено количество выводов. DIMM - это двухсторонний модуль.
DDR
Аббревиатура DDR означает Double Data Rate - память с удвоенной скоростью обмена данными. Другое обозначение этого типа памяти - SDRAM II (т. е. SDRAM второго поколения). По принципам работы она похожа на SDRAM, но, в отличие от нее, может принимать и передавать данные на обоих фронтах тактовых импульсов. Это удваивает скорость передачи данных. Кроме того, в DDR RAM используется протокол DLL (Delay Locked Loop), позволяющий сдвинуть во времени интервал действительного значения выходных данных. Таким образом сокращаются простои системной шины при считывании данных на нее из нескольких модулей памяти.
Кроме того, новые модули имеют следующие скоростные параметры:
А южнокорейская компания Hynix Semiconductor объявила о создании самых быстрых в мире чипов памяти стандарта DDR SDRAM. Новые чипы смогут работать на тактовой частоте 550 МГц. Новый тип памяти Hynix освоила спустя восемь месяцев после выпуска первых чипов DDR SDRAM с рабочей частотой 500 МГц.
Новые чипы будут выпускаться на заводах Hynix с применением 0,11-микронной технологии. Основной сферой применения новой памяти должны стать мощные графические адаптеры, предназначенные для персональных компьютеров. Целевой аудиторией этих карт являются, конечно же, поклонники трехмерных компьютерных игр. Казалось бы куда больше, но на очередном весеннем форуме Intel для разработчиков, проходившем с 17 по 19 февраля 2004 года в калифорнийском городе Сан-Франциско, компания
Micron представила первый серийный модуль регистровой оперативной памяти DDR2 RDIMM объемом 4 гигабайта. Новый 240-контактный модуль PC2-4300 состоит из 36 гигабитных микросхем DDR2 в корпусировке FBGA.Модуль предназначен для использования в серверах и рабочих станциях. По словам исполнительного директора подразделения Micron по вычислительным системам Терри Ли, благодаря четырехгигабайтным модулям DDR2 RDIMM у производителей компьютерной техники появилась возможность разместить в четырех слотах до 16 Гбайт регистровой оперативной памяти самого современного типа.
Оперативную память персонального компьютера делят на банки. Банк определяет наименьшее количество памяти, которое может быть адресовано процессором за один раз и соответствует разрядности шины данных этого процессора. Для i486 (32-разрядный процессор) банк состоит из 4 разъемов для 30-контактных SIMM или из одного разъема для 72-контактного SIMM. Для процессора Pentium (64-разрядный) банк состоит из 2 разъемов для 72-контактных SIMM или из одного
разъема для DIMM. Заполнение банков всегда начинается с банка 0. Каждый банк должен быть либо полностью заполненным, либо пустым. В каждом банке используются элементы одной емкости и быстродействия.На материнской плате современного компьютера для установки модулей памяти предусмотрены специальные разъемы
Количество разъемов того или другого или другого типа зависит от типа материнской платы, ее производителя.
Все возможные конфигурации памяти, т.е. тип, емкость, быстродействие и количество элементов, устанавливаемых на материнской плате, приводятся в документации на материнскую плату. Размер установленной оперативной памяти BIOS определяет автоматически.
Базовая система ввода-вывода (BIOS — Basic Input Output System)
включает в себя набор программ ввода-вывода, организующих взаимодействие между устройствами компьютера. BIOS рассматривается как аппаратное средство, так и как программный модуль операционной системы.
Система BIOS в компьютере реализована в виде микросхемы, установленной на системной плате.
В старых системах устанавливали микросхемы ROM BIOS. В современных компьютерах для хранения BIOS используются микросхемы флэш-памяти (flash memory). Они допускают перезапись информации для одного компонента до десятков тысяч раз. Это позволяет легко модифицировать старые или добавлять новые функции для поддержки подключаемых устройств. Для модификации BIOS используется специальная утилита (программа), поставляемая в комплекте с системной платой.
Основные производители BIOS:
IBM — обладатель авторских прав на содержание ROM BIOS
American Megatrends Inc. (AMI)
Award Software
Phoenics Technologies
Независимые (от IBM) производители выпускают микросхемы, полностью совместимые с микросхемами IBM.
Система BIOS включает CMOS RAM — память, хранящую информацию о системном времени и конфигурации компьютера. CMOS-память отличается малым энергопотреблением, энергонезависима, подпитывается от встроенного аккумулятора. Содержание CMOS RAM изменяется с помощью программы Setup, входящей в систему BIOS.
Основа жесткого диска — это диски, расположенные на оси вращения. Это пластины из керамики, алюминия, стекла, пластика, на которые с обеих сторон нанесено магнитное покрытие. Скорость вращения дисков — от 3600 до 7200 об/мин. Головки чтения-записи размещены на специальном позиционере типа тонарма. Головки работают с зазором от поверхности диска около 0,13 мкм. Зазор поддерживается воздушной подушкой от вращения дисков. Электронная плата обеспечивает функционирование жесткого диска. Она обрабатывает команды контроллера, стабилизирует скорость вращения, генерирует сигналы для режима записи, усиливает сигналы в режиме чтения и др. Для подключения жесткого диска к системе на его корпусе установлены два разъема. Первый (4-контактный) предназначен для подключения питания, второй — для присоединения интерфейсного кабеля.
Основные параметры жесткого диска
Интерфейс жесткого диска
Для подключения накопителя в систему используется либо интерфейс IDE, либо ATA, либо SCSI.
Интерфейс SCSI
Интерфейс SCSI (Small Computer System Interface, читается "scuzzy")
Стандартизован и используется с 1986 г. как промышленный стандарт для подключения периферийных устройств. Контроллеры SCSI применяются в различных компьютерных системах.
Стандарт SCSI-2
Окончательная редакция стандарта SCSI-2 принята в 1994 г.
Интерфейс ATA
Интерфейс АТА (AT Attachment) предложен в 1988 г. фирмой Conner и стандартизован в 1990 г.
Интерфейс EIDE
Интерфейс EIDE (Enhanced Integrated Drive Electronics) разработан компанией Western Digital с целью исключения ограничений по емкости жесткого диска. Компания Seagate Technology использует для подобного интерфейса собственные названия: Fast ATA, ATA-2, ATA-3, ATAPI.
Особенности интерфейса:
Сравнение SCSI и IDE
Видеоадаптер является устройством, непосредственно формирующим изображение на мониторе.
Тип видеоадаптера и его возможности определяют, в конечном виде, аппаратно достижимые и поддерживаемые режимы работы всей графической системы, скорость и качество формируемого на экране монитора изображения.
Видеоадаптер представляет собой монтажную печатную плату
[1] с элементами крепления, на которой размещены узлы устройства - процессор [2], видеопамять [3], система ввода/вывода устройства (BIOS) [4]; разъем для подключения адаптера к системной шине [5], разъем подключения монитора [6], разъемы расширения видеопамяти [7] и др.
На протяжении всей истории персональных компьютеров их неизменными спутниками оставались мониторы, построенные на основе использования электронно-лучевых трубок (ЭЛТ). Известно, что изображение в таких мониторах создается за счет излучения света люминофором, который размещается на внутренней поверхности трубки. Активируется люминофор в результате его бомбардировки заряженными частицами, выпускаемыми электронной пушкой, располагающейся в основании катодной трубки. Именно благодаря такой конструкции ЭЛТ-мониторы обладают большими габаритами, которые практически не представляется возможным уменьшить без резкой потери качества изображения. Еще одним и, на мой взгляд, самым важным минусом при работе за таким монитором является то, что здоровье пользователя постоянно находится под ударом: усталость глаз и постепенное снижение зрения, постоянное облучение и нахождение в статическом поле. Да, хотя стандарты безопасности с каждым годом становятся все жестче, но все равно это проблему не снимает. Тогда возникает разумный вопрос: стоит ли экономить деньги на своем здоровье, если есть возможность приобрести более безопасное устройство?
LCD-мониторы
Широко распространенной альтернативой электронно-лучевым мониторам выступают матрицы на жидких кристаллах (Liquid Crystal Display или LCD). Впервые эту технологию стали применять на рынке портативных компьютеров. Первые LCD-мониторы были монохромными, унаследовав эту особенность у своих предшественников - экранов для наручных часов и калькуляторов. Впоследствии на свет появились и цветные образцы.
В основе технологии, пот которой создаются жидкокристаллические мониторы, лежат особые физико-химические свойства группы веществ, которые условно называют жидкими кристаллами. По сути, это особые жидкости, молекулы которых взаимно ориентированы. В результате жидкие кристаллы проявляют однородность физических свойств, которые можно менять, подавая напряжение на полюсные контакты, расположенные по краям матрицы, заполненной жидкими кристаллами. При этом молекулы вещества меняют свою пространственную ориентацию. Вследствие всего этого оптические свойства матрицы меняются: изменяется
степень ее прозрачности и характеристики отражаемого света.
устройство
LCD-панелиХочу сразу отметить тот факт, что процесс внедрения LCD-мониторов тормозился с одной стороны тем, что эта технология была на те времена довольно нова и еще сыра, свойства жидких кристаллов открывались постепенно; с другой - стоимость ЖК-матриц была слишком высока, вследствие чего готовые продукты на их основе не могли конкурировать с довольно дешевыми, относительно LCD, ЭЛТ-мониторами.
матрица
LCDНеобходимо пару слов сказать об эффекте поляризации. Поляризация - это отклонение от равновесного значения разности потенциалов между гальваническим электродом и раствором при прохождении электрического тока. Поляризация основана на поляризуемости отдельных веществ. Поляризуемость - способность атомов, ионов и молекул в электрическом поле Е приобретать дипольный момент р равный: р=aЕ. Иногда коэффициент пропорциональности "a" называют поляризуемостью. Как же это применяется в ЖК-матрицах? Каждый элемент ЖК-матрицы представляет собой один пиксел изображения. Для того, чтобы упорядочить все молекулы ЖК-наполнителя (тем самым придав нужные свойства), необходимо создать поляризационный эффект. Для этого на подложки экрана нанесены микроскопические направляющие каналы, вертикальные на одной стенке и горизонтальные на другой.
Однако был замечен и такой факт: молекулы ЖК-наполнителей примерно таким же образом реагируют при попадании на них луча света, как и при наличии или отсутствии электромагнитных полей. Поэтому вся матрица пикселов подвергается подсветке от внешнего источника - прямым или отраженным светом. В результате этого все молекулы экрана синхронно поворачиваются на определенный угол относительно направления луча света, в следствие чего в итоге мы получаем равномерно окрашенный экран.
Но тут возникает небольшая дилемма. Человеческий глаз не способен зафиксировать изменение плоскости поляризации без дополнительных устройств. Поэтому на внешнюю часть ЖК-матрицы обычно надевают еще два специальных фильтра. Эти поляризационные фильтры пропускают через себя без потерь поток света с соответствующей осью поляризации и задерживает остальные.
Принцип формирования изображения на LCD-мониторе аналогичен ЭЛТ-мониторам, то есть при помощи точек-пикселей. Однако вместо луча электронной пушки, бьющего в слой люминофора, мы имеем дело с большим количеством электродов, каждый из которых, собственно и отвечает за единичный пиксел изображения. Однако, каким же образом пиксел изображения окрашивается в нужный цвет? Есть два способа решения данной проблемы. Первый представляет собой разложения белого цвета на составляющие части при помощи цветовых фильтров. Но здесь палка в двух концах. С одной стороны это довольно простой и недорогой способ, с другой же - потери силы светового потока при прохождении через систему фильтров оказываются весьма значительными.
Второй способ намного более приемлем, но соответственно и дороже, так как требует точной технической реализации. В этом случае обыгрывается динамическое изменение характеристик вектора поляризации потока в результате изменения подаваемого напряжения. Разные части спектра светового потока реагируют на такое изменение по-разному, поэтому "лишние" части излучения можно попросту отсеивать.
Пассивные и активные LCD матрицы
За свою не столь долгую историю жидкокристаллические матрицы, а, следовательно, и мониторы на жидких кристаллах успели пережить смену нескольких поколений. Самыми первыми появились LCD-мониторы с так называемой пассивной матрицей, активно использовавших технологию STN (Super Twisted Nematic), которая увеличивала угол кручения молекул внутри матрицы монитора до 270°, повышая тем самым общую контрастность изображения. Пассивные мониторы подразумевали наличие обособленных электродов, каждый их которых отвечал за формирование отдельного пиксела изображения независимо от других, т.е. подсветка осуществлялась попиксельно. Сам термин "пассивная" указывал на то, что электроемкость каждой ячейки требовала определенного времени на смену напряжения, что в результате приводило к тому, что все изображения перерисовывалось довольно долго, буквально строка за строкой. Таким образом, на пассивных матрицах еще можно было работать в офисных программах, в то время, как динамическое изображение казалось заторможенным и размазанным (хотя, кому-то это явно нравилось если брать в расчет Motion Blur ;о). Кроме того, электроды довольно часто интерферировали друг с другом, создавая тем самым некрасивые разводы.
В последствии на смену пришла технология двойного сканирования, которая заключалась в следующем. Вся активная область экрана разделялась на две части. Таким образом, прорисовывание изображения происходило параллельно в обеих частях. Как следствие, частота обновления удваивается, а смазанность и дрожь практически исчезает. Сегодня еще можно встретить портативные компьютеры, использующие матрицы двойного сканирования. Однако, мониторы для персональных компьютеров изготавливаются уже по другим принципам.
Более дорогой, чем в случае с двойным сканированием, но, соответственно, и более качественный способ отображения экрана на жидкокристаллический монитор - это применение так называемых активных матриц. В этом случае также действует принцип один электрод - одна ячейка, однако каждый пиксел экрана обслуживает еще и дополнительный элемент, который, во-первых, снижает время, уходящее на смену напряжения на электроде (практически в шесть раз по сравнению с пассивной матрицей), а, во-вторых, устраняет опасность взаимодействия соседних ячеек друг с другом. В результате повышаются практически все параметры изображения - четкость, яркость и скорость перерисовки. Благодаря прикрепленному к каждой ячейке транзистору матрица "помнит" состояние всех элементов экрана, и сбрасывает его только в момент получения команды на обновление. Кроме того, увеличивается угол обзора, что в свое время было большой проблемой: при отклонении головы пользователя от перпендикулярного по отношению к монитору состояния изображения начинало тухнуть и смазываться.
Самой же последней технологией в мире LCD-мониторов следует считать внедрение тонкопленочных компьютеров, или TFT (Thin Film Transistor). Это - сверхтонкие пленки, толщина которых измеряется сотыми долями микрона. Матрица такого монитора состоит из огромного количества микроскопических транзисторов. К сожалению, продвижение этой технологии к массовому пользователю затруднено слишком дорогим и капризным технологическим процессом, во многом схожим с выращиванием кристаллов для подложки процессоров.
Бытует мнение, что один из главных недостатков LCD-мониторов кроется в их фиксированном разрешении, которое жестко определяется количеством пикселей по горизонтали и вертикали и, соответственно, плотностью ячеек на дюйм. Однако, это не совсем верно. Да, это факт, что максимальное разрешение каждой матрицы строго определяется производителем и превысить его ну ни как не удастся. Однако тем же недостатком фактически обладают и обычные ЭЛТ-мониторы. Понизить же рабочее разрешение на ЖК-мониторах можно двумя принципиально различными способами. Во-первых, изображение может сжиматься вокруг центра экрана, оставляя вокруг себя черную рамку незадействованных ячеек. Во-вторых, разрешение изменяют, прибегая к интерполяции, то есть для обеспечения переходя между виртуальными пикселями растянутого изображения будут применять усредненные значения ячеек.
И так, какие же плюсы мы имеем, приобретая на данный момент LCD-монитор взамен ЭЛТ-монитору? Во-первых, практически полная безвредность для человеческого организма. А это, на мой взгляд, один из самых важных факторов, влияющих на выбор именно этой технологии. Во-вторых, это компактность, удобство эксплуатации и эргономичность. Ну и в-третьих, абсолютно плоский экран, который способен воспроизвести изображение без малейших искажений. Из отрицательных моментов можно выделить все еще высокую цену и невозможность (на данный момент) полностью корректной цветопередачи.
PDP. Плазменные экранные матрицы
Прообразом для создания плазменных экранных матриц (Plasma Display Panels) стали самые обычные лампы дневного освещения. Плазменные мониторы состоят из полой стеклянной панели, заполненной газом. На поверхность внутренней стороны стенок выведены микроскопические электроды, образующие две симметричные матрицы, а снаружи эта конструкция покрыта слоем люминофора. Когда на контакты подается ток, между ними возникает крошечный разряд, который заставляет светиться (в ультрафиолетовой части спектра) располагающиеся рядом молекулы газа. Следствием этого является освещение участка люминофора, как это происходит в обычных ЭЛТ-мониторах.
Основные плюсы этой технологии это: во-первых, плазменные мониторы выгодно отличаются от своих конкурентов высокой яркостью и контрастностью изображения; во-вторых, в их габаритах составляющая толщины представляет собой ничтожно малую долю. Основные минусы, не позволяющие использовать эту технологию для производства мониторов, это низкая разрешающая способность и крайне высокая энергоемкость. Кроме того, стоимость таких устройств является заоблачной для массового пользователя. Да и проблемы с цветопередачей для PDP также актуальны, как и для всех прочих решений, отличных от ЭЛТ. Впрочем, сегодня еще рано судить о том, какая из существующих технологий придет на смену ЭЛТ. При современных темпах разработок и внедрения ответ на этот вопрос мы должны получить в течение ближайших трех лет.
LEP. Светоизлучающие пластики
Иная альтернатива развития мониторов, не связанная с существующими наработками - технология изготовления и использования дисплеев на основе так называемых светоизлучающих пластиков.
первый монитор, построенный по технологии LEP
Светоизлучающие пластики (Light Emission Plastics) - сложные полимеры с рядом интересных свойств. Вообще-то, использование пластических полимерных материалов в качестве полупроводников началось уже довольно давно, и встретить их можно в самых различных отраслях техники, в том числе и в бытовой электронике, включая персональные компьютеры. Однако некоторые представители этого семейства обладали и довольно необычным свойством - способностью эмитировать фотоны под воздействием электрического тока, то есть светиться.
технология LEP позволяет довести обзорность до 1800
Поначалу КПД полимерных светильников был крайне низким, и соотношение излучаемого света к затраченному потоку электронов измерялось долями процента. Но в последнее время компания Cambridge Display Technology существенно продвинулась в разработке светоизлучающего пластика и повысила эффективность этих материалов в сотни раз. Сейчас с уверенностью можно сказать, что LEP сравнились по своей функциональности с привычными светодиодами. Поэтому на повестку дня стал вопрос об их практическом применении.
кусочек светоизлучающего пластика
LEP необычайно просты и дешевы в производстве. В принципе, LEP-дисплей представляет собой многослойный набор тончайших полимерных пленок. Даже по сравнению с экранами на жидких кристаллах пластиковые мониторы кажутся совсем тонкими - всего пары миллиметров вполне достаточно для воспроизводства на них качественного изображения. По многим же параметрам светоизлучающие пластики превосходят всех своих конкурентов. Они не подвержены инверсионным эффектам, что позволяет менять картинку на таком дисплее с очень высокой частотой. Для работы LEP расходуют электрический ток слабого напряжения, да и вообще отличаются низкой электроемкостью. Кроме того, то, что пластик сам излучает, а не использует отраженный или прямой поток от другого источника, позволяет забыть о тех проблемах, с которыми сталкиваются производители мониторов на жидких кристаллах, в частности - ограниченного угла обзора. Конечно, не обошли эту еще молодую технологию и свои специфические проблемы, такие, например, как ограниченный срок службы полимерных матриц, который сегодня намного меньше, чем у электронных трубок и ЖК-дисплеев. Другая проблема касается воспроизведения светоизлучающим пластиком цветных изображений.
схема технологии
LEPТаким образом, подводя итог всему вышесказанному, хочу отметить тот факт, что в ближайшие два года прямым наследником ЭЛТ-мониторов будет все-таки LCD-мониторы. Эта технология развивается уже довольно давно по компьютерным меркам, что дает основание говорить о том, что техпроцесс все улучшается, а себестоимость продукции падает, становясь все более доступной массовому пользователю. Так же не стоит зыбывать что цены на LCD мониторы сейчас значительно упали.
Звуковой адаптер (звуковая карта — sound card) — это устройство, предназначенное для воспроизведения и записи звука. Производятся звуковые адаптеры для системных шин ISA и PCI. К звуковым адаптерам подключаются внешние активные динамические колонки, наушники и микрофон.
Основные характеристики:
Звуковая карта может быть одно и многоканальной и иметь или не иметь программный интерфейс управления. Обычные звуковые карты, применяемые в домашних персональных компьютерах, имеют один канал воспроизведения и один канал записи звука. Более мощные и дорогие устройства имеют несколько (2, 4, 6, 10 и более) каналов и позволяют производить независимое воспроизведение, запись и наложение нескольких звуковых источников, а также полное раздельное управление каналов.
Выпускаются 8-, 16- и 32-разрядные карты, обеспечивающие возможности от примитивного монофонического до многоканального стерео звука и записи.
Звуковая карта содержит интерфейс дискового накопителя (CD-ROM) и позволяет осуществлять подключение одного или нескольких CD-ROM, имеет звуковой вход аналогового сигнала для проигрывания музыкальных компакт-дисков. Также она может иметь интерфейс игрового адаптера, манипулятора и разъем для подключения джойстика или другого игрового манипулятора.
Системная поддержка звуковой карты осуществляется собственными драйверами, поставляемыми совместно с устройством, либо программным обеспечением операционной системы, программной оболочки.
Способы обработки звука
Звуковой адаптер использует два способа обработки звука:
Устройство и стандарты
Звуковая карта содержит в своем составе собственный центральный процессор, системы АЦП и ЦАП, системы усиления и фильтрации аналоговых сигналов, системы прямого доступа к памяти и др. Для звуковых карт принять несколько фактических стандартов по совместимости:
Звуковой адаптер является одним из устройств мультимедиа и обеспечивает звуковую поддержку программных интерфейсов и сопровождение видео.
В мире идет жестокая борьба между разными носителями информации. Дискеты доживают свой век. Изобретенная в середине 90-х годов компанией Hewlett-Packard технология многократной записи CD-RW пытается пробиться на массовый рынок. Однако пространство на нем занято технологией CD-R, которую всеми силами поддерживает Philips.
Вы помните старые дискеты? В самых первых персональных компьютерах использовались дискеты диаметром 5,25 дюйма, заключенные в гибкий конверт. Главными недостатками такой дискеты были ее неудобный размер (дискету не положишь в карман) и низкая надежность (отсутствовала должная защита магнитного слоя от повреждений).
С конца 80-х годов инженерам не давала покоя идея “скрещивания” оптических и магнитных носителей. Первые обладали большой емкостью, а вторые позволяли записывать и перезаписывать информацию дома или в офисе.
Первопроходцем в этом деле стала компания Sony. В 1992 году японская компания вывела на рынок мини-диск (MD) – носитель, позволяющий многократно записывать музыку в цифровом виде. MD изготавливается из специального материала, оптические свойства которого зависят от намагниченности. МD предназначался для аудиоаппаратуры.
На основе MD был разработан аналогичный носитель для компьютеров – магнитооптический диск MO.
Увы, MD и MO от Sony были несовместимы друг с другом. Эта несовместимость – большой маркетинговый промах Sony. Если бы для компьютеров и музыкальной аппаратуры изначально использовался один и тот же формат, то стоимость MO благодаря большим объемам производства была бы очень низкой. В реальности же MO оказался дорогим носителем, имеющим высокую надежность. В итоге Sony позиционирует MO в качестве носителя для резервного копирования информации.
Другой путь выбрала Matsushita, предложившая носитель LS-120 емкостью 120 Мбайт (в этом носителе на магнитный диск нанесены оптические метки). Matsushita особо подчеркивала то преимущество LS-120, что дисковод для этих носителей может работать и с привычными 3,5-дюймовыми дискетами. Однако рынок этого не оценил, к тому же к концу 90-х емкость 120 Мбайт считалась уже весьма скромной. Сейчас LS-120 используют лишь те, кто в свое время приобрел специальные LS-дисководы и никак не может с ними расстаться.
Оптика берет верх
А первой компанией, начавшей серийное производство дисков в начале 90-х, стала японская FujiFilm. С тех пор технология однократной записи на CD, называемая CD-Recordable (CD-R), постоянно совершенствуется. Устройства для записи CD уменьшаются в размерах, их цена снижается, а сфера применения расширяется.
До середины 90-х CD-R использовалась главным образом для малотиражного копирования программного обеспечения. Технология CD-R в первоначальном варианте предусматривала возможность записи на диск только единожды. Дописать информацию на него было невозможно. Еще одной проблемой CD-R была ее дороговизна, так как в первых записываемых дисках отражающий слой изготавливался из золота.
В середине 90-х Hewlett-Packard предложила технологию многократной оптической записи CD-Rewritable – сокращенно CD-RW. На диски CD-RW информацию можно записывать, стирать, а потом снова записывать много раз.
Казалось бы, CD-R от FujiFilm пришел конец, но не тут-то было. Технология производства CD-R продолжала быстро совершенствоваться. Дорогостоящее золото было заменено алюминием, и цена болванки стала резко снижаться. Сейчас CD-R стоит $0,3 против цены в $1,5 у CD-RW.
К концу 90-х
FujiFilm решила и проблему дозаписи информации на пустые участки CD-R. В итоге оказалось, что записывать информацию на дешевую одноразовую болванку гораздо выгоднее, чем на относительно дорогую CD-RW.Современные записывающие дисководы обычно поддерживают и CD-R, и CD-RW. Однако дисководы предыдущих серий работать с устройствами CD-RW не могут, и это еще один фактор, сдерживающий распространение CD-RW
.Наконец, разработчики CD-R сделали еще один ход для увеличения популярности своего формата – они стали выпускать маленькие CD-R диаметром 3,5 дюйма и емкостью 156 Мбайт. Диски такого формата, уже нашедшие применение в цифровых фотокамерах и карманных MP3-плейерах, могут записываться и считываться в обычном дисководе CD-R.
И все-таки технология CD-RW постепенно берет свое, поскольку цены на нее снижаются. В 2000 году производство дисков CD-RW увеличилось на 650% против 50% у CD-R. В подобных условиях у других носителей информации в ближайшие год-два не будет никаких шансов вырваться вперед. Серийное производство устройств и дисков DVD только начинается, и цены на DVD еще слишком высоки, чтобы эта технология стала популярной.
DVD — версия CD с очень большой емкостью, в которой для хранения и чтения данных могут быть использованы обе стороны диска. Теоретическая емкость каждой стороны такого диска составляет 4,7 Гбайт. Как и CD, технология DVD имеет несколько форматов, включая DVD-ROM, DVD-R (DVD-Recordable) и две версии формата с перезаписью — DVD+RW (DVD+ReWritable) и DVD-RAM. Благодаря большой емкости и ожидаемой низкой стоимости DVD может в следующие четыре года потеснить на рынке устройств хранения данных технологию CD.
В настоящее время технология DVD только начинает материализовываться из чертежей и проектов в реальные продукты. Основная доля продаж устройств DVD приходится на продукцию бытового назначения. Это DVD-плейеры и кинофильмы на дисках DVD-ROM. Ожидается, что в ближайшие годы дисководы DVD-ROM для ПК — они только начинают выпускаться — заменят дисководы CD-ROM. Пока что устройства DVD-ROM не получили широкого распространения. В основном это связано с малочисленностью программных продуктов для DVD-ROM, что не способствует привлечению покупателей. Между тем в целом устройства DVD-ROM имеют неоспоримые преимущества над CD-ROM. Причин здесь две: носитель DVD-ROM может вмещать значительно больше данных, чем CD, а дисководы DVD-ROM "умеют" читать диски CD-ROM.
Что касается записывающих устройств DVD — DVD-R с возможностью однократной записи на диск, то они лишь начинают проникать на рынок. Однако, по мнению аналитиков и поставщиков, реальное будущее DVD — в технологии DVD с перезаписью. Она найдет применение и на настольных ПК, и в сети. Аналогично CD-R и CD-RW, устройства DVD с перезаписью позволят записывать, публиковать, архивировать данные, обмениваться ими и осуществлять их резервное копирование. Когда производители начнут выпускать библиотеки и стойки DVD, перезаписываемые диски DVD станут жизнеспособным решением в качестве вспомогательных сетевых устройств хранения данных.
Хотя будущее устройств DVD с перезаписью представляется в розовом свете, энтузиазм первых покупателей могут охладить все более жаркие споры вокруг форматов DVD. Кроме того, отсутствие единого формата препятствует широкому распространению устройств DVD. В настоящее время в битве форматов участвуют два лагеря производителей. Одна из сторон пропагандирует преобладающую технологию DVD+RW, другая — продвигает DVD-RAM. Основная разница между ними состоит в том, что в случае DVD-RAM диск нужно поместить в кассету (футляр), а затем вставлять в накопитель DVD-RAM. DVD+RW не требует футляра. Кроме того, ожидается, что устройства DVD+RW будут совместимы с CD, CD-R и CD-RW, а обратная совместимость дисководов DVD-RAM, вероятно, будет ограничиваться стандартными CD.
В целом каждая их этих разновидностей технологии предлагает сходные возможности. Ожидается к тому же, что они будут продаваться примерно по одной цене. Диск DVD+RW будет вмещать примерно 3 Гбайт информации на каждую сторону, а DVD-RAM — 2,6 Гбайт на сторону. По мере совершенствования данные технологии позволят, видимо, довести теоретическую емкость каждой стороны до 4,7 Гбайт. Как ожидается, дисководы DVD+RW и DVD-RAM будут поначалу стоить 700—800 долларов, а носители для продуктов каждого класса — около 25 долларов за односторонние диски и 40 долларов за двухсторонние.
Из всего этого можно извлечь следующий урок: рынок оптических устройств хранения данных всегда будет находиться в состоянии изменения, а каждые 4—5 лет нас ожидает радикальная смена технологий. Таким образом, с точки зрения покупателей, оптические запоминающие устройства не отличаются от любой другой компьютерной технологии, и разобраться в них будет не сложнее, но
и не легче.
Клавиатура представляет собой совокупность датчиков, воспринимающих давление на клавиши и замыкающих определенную электрическую цепь. Длительное время выпускались клавиатуры с механическими датчиками. Современные клавиатуры — мембранного типа. Переключатель представляет собой набор мембран: активная – верхняя, пассивная – нижняя, разделяющая.
Внутри корпуса клавиатуры помимо датчиков расположены электронные платы дешифрации сигнала. Обмен данными между клавиатурой и системной платой осуществляется 11-битовыми блоками (8 разрядов плюс служебная информация) по 2-проводному кабелю (сигнал и земля). Принцип работы клавиатуры заключается в сканировании переключателей клавиш. Замыканию и размыканию любого из переключателей соответствует уникальный цифровой код (scan code) размеров 1 байт. Подключение клавиатуры к системной плате производится с помощью разъема DIN. На системной плате прием и обработку сигналов от клавиатуры выполняет специальная микросхема — контроллер клавиатуры.
Современные клавиатуры имеют 101 клавишу и более. Стандарт расположения клавиш — QWERTY. Рабочий ход клавиши — 4 мм.
Ресурс фирменной клавиатуры — не менее 30–50 млн нажатий на клавишу.
Мышь (mouse) — манипуляторное устройство ввода информации.
В отличие от своих живых собратьев, компьютерные манипуляторы типа “мышь” не кусают людей, не едят плинтуса и не мусорят на кухне. Их не требуется упрашивать есть отраву или залезать в мышеловку. Они не боятся кошек и, как правило, не имеют шерсти. Компьютерные мышки – это так называемые периферийные устройства, которые помогают работать с компьютером.
Если раньше, когда компьютеры оснащались операционными системами типа DOS, работающими в текстовом режиме, мышки выполняли в основном роль своеобразного украшения или атрибута, то сегодня с применением графических программных интерфейсов мышь – незаменимый инструмент управления компьютером. Манипуляция окнами и панелями, кнопками и иконками, полосками прокрутки и программными меню происходит именно с помощью маленького белого устройства с парой кнопочек. И тот, кто хотя бы некоторое время работал на современном компьютере, поймет, что мышка выполняет, пожалуй, более важную роль, чем клавиатура. В ряде программ даже текст можно набирать исключительно мышкой. А что касается игр, то можно вообще не комментировать ситуацию. Даже несмотря на свой пластикомикросхемный характер, сердце кровью обливается, когда смотришь на то, как стонет мышь под рукой игрока в компьютерные игры.
Первая мышь создана в 1963 г.
Устройство для ручного ввода графической информации в вычислительную машину, лишь много позже получившее своё современное название, было придумано, сконструировано и запатентовано Дугласом Энгельбартом из Стэнфордского университета в середине 60-ых годов прошлого века. Энгельбарт, известный также как автор графического пользовательского интерфейса и один из первых разработчиков гипертекстовой "нивы", был пионером, так что дальше довольно громоздкого и неудобного прототипа его мысль не пошла. Честь превращения мыши из коробки на двух наружных колёсах в конструкцию, которую сегодня уже начинают забывать - коробочку с шариком, также вращавшим пару роликов, но помещённых внутри - принадлежит работникам лаборатории X
erox PARC, сделавшим это в начале 70-ых гг. Наконец, облекли мышку в привлекательную внешне форму и выпустили на массовый рынок исследователи швейцарского НИИ с труднопроизносимым названием (сокращаемым до EPFL), работавшие в организованной ими и знакомой сегодня каждому компании Logitech.Основные системы мышей — Microsoft Mouse, Logitech Mouse, Genius Mouse, Mouse System. Другие фирмы-производители обеспечивают совместимость устройств с Microsoft Mouse (2-клавишные) или Mouse System (3-клавишные), а чаще с обеими.
В корпусе мыши размещена печатная плата
1, на которой находятся микропроцессор 2 и механизм манипулятора 3.
Манипулятор состоит из тяжелого резинового шарика
1; прижимного ролика 2; двух дисков с прорезями 3, и роликов 4, закрепленных на осях X и Y; оптических пар светодиод 5 – фотоприемник 6.
При перемещении мыши по поверхности резиновый шарик начинает вращаться. Его вращение через контактирующие с его поверхностью ролики передается на диски с прорезями. Фотоэлементы оптопар, размещенных по обе стороны оси вращения, регистрируют периодические световые импульсы. Порядок, с которым освещаются фотоэлементы, определяет направление перемещения мыши, а частота импульсов — скорость.
Подключение мыши к компьютеру выполняется двумя способами: через порт COM1 (9-контактный разъем) или через порт PS/2 (6-контактный круглый разъем 6miniDIN). Современные мыши подключаются через порт
USB.Работа мыши поддерживается специальной программой-драйвером.
Шли годы, менялись внешний вид и количество кнопок (в конструкции Энгельбарта была только одна клавиша, и этот вариант был сравнительно популярен, в частности, на платформе Mac), а принцип работы манипулятора оставался прежним. Шарик собирал пыль, механическая конструкция была инерционной и неточной, и неудивительно, что в один прекрасный день в чью-то светлую голову пришла идея избавиться от механики, переложив задачу слежения за движениями руки пользователя на плечи электроники и оптики. Ранний период развития варианта мыши, получившей название оптической, связывают с именем неутомимого американского предпринимателя Стивена Кирша (известного, в частности, как основатель Infoseek Corp.). Это он придумал и запатентовал в начале 80-ых годов манипулятор, определявший направление движения с помощью
простого оптического сенсора. Мышь Кирша могла работать только на специальном металлическом коврике, покрытом сеткой тёмных полос: она освещала коврик и следила за яркостью отражений, определяя траекторию по пересечениям полос.
Ранняя эта конструкция так и не получила массового признания. Потребовались ещё почти двадцать лет развития электроники, для того чтобы оптические мыши смогли составить конкуренцию своим механическим предкам. Впрочем, современные оптические мыши устроены во многом схоже с киршевской. Они включают три основных элемента: светодиод, освещающий рабочую площадку, оптический сенсор в виде простейшей матрицы светочувствительных элементов (похожей на матрицу в цифровых фотоаппаратах, но значительно меньшего разрешения - примерно 16 х 16 пикселей), и сигнальный микропроцессор (DSP), умеющий распознавать образы. "Фотографируя" поверхность под собой полторы тысячи раз в секунду, оптическая мышь с помощью чипа DSP улавливает смещения картинки и подаёт соответствующие сигналы компьютеру. Работают такие мыши практически на любой поверхности, исключая лишь зеркальные, полированные и поверхности с крупноволокнистой фактурой. Точность позиционирования, почти нулевая инерционность, отсутствие необходимости в чистке - всё это помогло оптическим мышам вытеснить своих предшественниц с рабочих столов.
И здесь мы подходим к тому, с чего всё собственно и началось. Уже знакомая вам компания Logitech представила компьютерную мышь новой конструкции.. Строго говоря, Logitech MX1000 Laser Cordless Mouse относится к оптическому племени, но вместо светодиода в ней установлен миниатюрный полупроводниковый лазер, улучшена разрешающая способность фотосенсора. Принцип действия остался прежним, так что посвящать ему отдельный абзац нет необходимости. Чем лазерная мышь лучше оптической? Абсолютной неприхотливостью: она способна работать даже на зеркале благодаря свойствам лазерного излучения и новой оптической системе. Тем же самым она обязана и непревзойдённой точности: MX1000 различает в 20 раз больше деталей, чем обычная оптическая мышь. Стоит такая машинка почти 80 долларов. Вопрос в том, считать ли лазерную мышь Logitech новой ветвью на эволюционном древе (авторитет компании - аргумент в пользу) или это обычный маркетинговый ход с добавлением никому не нужной функции, для того чтобы выделиться средь толпы производителей? В самом деле, зачем вам двадцатикратное улучшение и без того более чем приемлемой точности?
Джойстик (joystick) — аналоговое координатное устройство ввода информации.
Адаптер джойстика преобразует изменение параметра сопротивления в соответствующий цифровой код.
На корпусе джойстика и рукоятке расположены программируемые кнопки, функционально дублирующие клавиши клавиатуры, обычно используемые в компьютерных играх — Alt, Ctrl, Shift, Space и т.п.
Модем (modem) используется для связи удаленных компьютеров через телефонную сеть.
Модем — это устройство, осуществляющее модуляцию и демодуляцию информационных сигналов. Поток битов из компьютера преобразуется в аналоговые сигналы для передачи по телефонной сети и из аналоговых в цифровые при приеме из телефонной сети.
Функции, выполняемые модемом: прием данных, разделение данных на исполняемые команды и информацию, сжатие и декомпрессия данных, поиск и исправление ошибок передачи.
Модем использует стандартный набор команд АТ (ATtention), разработанный фирмой Hayes.
Основной характеристикой модема является скорость модуляции данных бит/сек, определяющая физическую скорость передачи данных без учета исправления ошибок и сжатия данных.
Протокол
Для организации взаимодействия модем использует коммуникационный стандарт — протокол. Протокол — это совокупность правил, регламентирующих формат и процедуры обмена информацией. В нем описано, как выполняется соединение, преодолевается шум на линии, обеспечивается безошибочная передача данных и т.п. Все стандартные протоколы установлены Международным союзом электросвязи (ITU — International Telecommunications Union).
Основные протоколы передачи данных
:Протоколы сжатия данных
:Протокол коррекции ошибок:
Современные возможности модема
В заключении, хочется сказать, что техника развивается не по дням, а по часам, Многие компании, производители техники, пытаются внести в мир всё более новые и совершенные технологии. И, может быть уже в недалеком будущем, появятся новые компьютеры с невероятными возможностями. И даже нынешние супер-компьютеры будут казаться нам простыми игрушками.
