Главная > Книга


Оперативная память DDR SDRAM с самого начала позволяла увеличить скорость работы компьютера, тогда как ее основной конкурент (память RDRAM) длительное время имела единственную отличительную черту: вы­сокую цену, при скорости работы сравнимой с обыкновенной памятью SDRAM PC 133. На сегодняшний день, наконец-то, разработаны и выпуще-

ны действительно очень скоростные стандарты на эту память, что позволяет надеяться на постепенный приход RDRAM в домашние компьютеры (прав­да, реально это будет возможно только после снижения цены на модули RIMM).

Сегодня нет смысла приобретать даже за небольшую цену оперативную память:

□ выполненную в виде модулей SIMM;

□ SDRAM любой модификации;

□ DDR SDRAM стандарта младше, чем DDR266.

Обратите внимание, что все советы, приведенные в данной книге, ни в коем случае не должны стать для вас догмой, которой следует придерживаться при любых обстоятельствах, это просто рекомендации, причем эти реко­мендации даются без учета вашего бюджета.

Перспективы развития

Перспективы развития персонального компьютера на сегодняшний день видны в одной плоскости: высокими темпами наращиваются скорость рабо­ты, емкость всех видов памяти и накопителей. Если еще год назад востор­женно говорили о наконец-то достигнутом рубеже тактовой частоты про­цессоров 1 ГГц, то сегодня все те же специалисты занимаются прогнозами о достижении к 20хх году тактовой частоты 15 ГГц. Для чего это нужно, по­нять очень сложно, скорее всего, производители не столько озабочены удовлетворением потребности покупателей, сколько соревнуются между со­бой. Дух соперничества можно заметить не только в выпуске процессоров, но и в производстве видеоплат, звуковых плат, модемов и других устройств, которые значительно расширяют возможности персонального компьютера.

Существенное повышение скорости работы отдельных устройств предъявля­ет очень высокие требования к качеству выполнения соединяющих узлов (разъемов), а также соединительных кабелей. Если в прежние времена для подключения, например, того же жесткого диска было достаточно подсо­единить соответствующий кабель к диску и разъему на материнской плате, то сегодня следует обращать особое внимание на то, к какому разъему на плате вы его подключаете, а также какой кабель вы используете. Вполне возможно, что ради достижения очередной ступени (имеется в виду ско­рость работы устройств) придется постепенно отказываться от разъемов, которые, несмотря на свою внешнюю безобидность, вносят немало проблем в реализацию протоколов обмена данными между наиболее скоростными устройствами, такими как жесткий диск, оперативная память, видеоплата и т. п. Дело в том, что любой разъем вносит в схему соединения определен­ную емкость, которая резко возрастает с повышением рабочей частоты.

Может так получиться, что скоро стандартом ";де-факто"; станут интегриро­ванные устройства, которые по сравнению со своими ";собратьями";, выпол­ненными в виде плат расширения, станут значительно более скоростными из-за того, что все соединения с системной шиной материнской платы у них будут выполнены в виде неразрывных проводников, практически не вносящих в схему ПК емкости.

Интересной тенденцией является и то, что современный компьютер стано­вится все более понятным начинающему пользователю (в смысле эксплуа­тации). Все меньше и меньше приходится тратить умственной энергии на обучение, например, рисованию на компьютере, т. к. выпущено немало программ, имеющих сравнительно простой интерфейс и подробное описа­ние работы.

ЧАСТЬ I.

Устройство IBM-совместимого компьютера

Глава 1. ПК и термины

Глава 2. Из чего состоит ПК

Глава 3. Системный блок

Глава 4. Клавиатура

Глава 5. Мышь и другие манипуляторы

Глава 6. Монитор

Глава 7. Материнская плата

Глава 8. Процессор

Глава 9. Оперативная память

Глава 10. Жесткий диск

Глава 11. Дисковод для гибких дисков

Глава 12. Дисковод для компакт-дисков

Глава 13. Звуковая плата

Глава 14. Видеоплата

Глава 15. Модем

Глава 16. FM/TV-тюнер

Глава 17. Принтер

Глава 18. Сканер и другие устройства ввода изображений

ГЛАВА 1

ПК и термины

Если вы когда-нибудь читали компьютерные журналы или публикации в Интернете (ответ наверняка утвердительный), то, скорее всего, обращали внимание на огромное количество специфических терминов, жаргонных словечек и т. п. Без предварительной подготовки такие статьи остаются вы­ше понимания начинающего пользователя, даже если он всем сердцем (умом и т. д.) стремится понять эту ";диковинную штуку"; — персональный компьютер.

Нашей первой задачей будет рассмотрение основной части тех терминов, которые наиболее часто встречаются, что поможет вам быстрее ориентиро­ваться в любой статье или книге (особенно когда речь пойдет об устройстве и работе отдельных компонентов компьютера).

Проблема профессионального жаргона

Одна из причин, которая вызывает раздражение начинающих пользовате­лей, — это профессиональный жаргон, с которым приходится сталкиваться при изучении ПК. Помимо жаргона встречается большое количество со­кращений, которые в принципе являются своеобразной формой жаргона. Жаргон служит, по крайней мере, двум целям. Первая (положительная) за­ключается в том, что это форма сокращения. После того как вы узнали, что означает тот или иной жаргонный элемент, его упоминание заставляет вас вспомнить описание данного устройства. Жаргон применяется для более эффективного обмена информацией. Второе назначение жаргона заключа­ется в том, что специалисты в данной области используют его как психоло­гическое оружие, барьер для ";непосвященных";. Незнакомое слово пугает начинающего пользователя и в то же время заставляет еще больше доверять

";дяденьке-мастеру";, который владеет в совершенстве жаргоном, что вовсе не говорит о его профессионализме.

Примечание

Уровень применения профессионального жаргона, используемого в области ПК, очень высок. Если вы неожиданно встретили незнакомое слово или фразу (выражение), обязательно уточните у знакомого специалиста или в каком-нибудь компьютерном магазине его значение, это поможет вам в дальнейшем при прочтении статей и книг по компьютерной тематике.

Очень часто жаргонное слово — это английское название компонентов ПК, но так уж повелось, что применяются в основном именно эти слова, а не их аналоги из русского языка. Скорее всего, причина заключается в том, что в русском языке не нашлось коротких аналогов английским терминам, а ком­пьютерщики народ ленивый — им подавай чего-нибудь покороче да по­проще. Впрочем, большинство подобных терминов уже укоренилось и счи­таются общепринятыми.

Вот некоторые жаргонные словечки и термины.

Блины — носители информации в жестком диске.

Болванка — компакт-диск, предназначенный для записи на приводе CD-RW.

Писалка — привод CD-RW.

Слот — название происходит от английского слова ";Slot";. Это обычный ще­левой разъем, который предназначен для установки платы расширения. Как и для любого другого разъема, нередко ту часть, которая имеет розетки, на­зывают ";мамой"; (female), в данном случае она находится на материнской плате, а часть, расположенную на плате расширения и имеющую вилки, — ";папой"; (male). Фактически слот представляет собой шину компьютера, вы­веденную на контакты разъема для возможности подключения к ней со­вместимых устройств. Каждая шина, применяемая в ПК, использует свой оригинальный тип слотов.

Сокет — название происходит от английского слова ";Socket";. Это обычное гнездо для установки микросхем. Его контакты, как правило, рассчитаны на установку микросхем со штырьковыми выводами. Яркий пример — цен­тральный процессор. Обычно в названии сокета прибавляется набор цифр, характеризующих данную разновидность разъема. Например, Socket 7 или Socket 370.

Джампер — название происходит от английского слова ";Jumper";. Представ­ляет собой обычную перемычку, устанавливаемую на торчащие из печатной платы штырьковые контакты. Используется для изменения конфигурации устройства, играя роль выключателя или переключателя режимов работы. Яркий пример — перемычки на жестком диске, которые определяют режим его работы (Master или Slave).

";Теоретические"; термины

Начнем с теоретических основ, которые, как говорится, являются основой любого серьезного дела, а то, что мы собираемся изучать (модернизацию и ремонт), никак нельзя назвать делом простым.

Прежде всего стоит разъяснить термин, над значением которого мало кто задумывается, — ";персональный компьютер";. Понятие ";персональный"; поя­вилось в давние времена, когда об IBM PC (Personal Computer) еще никто не слышал, а компьютеры стоили десятки тысяч долларов. Было время, ко­гда компьютер представлял собой значительных размеров шкаф и обслужи­вать его мог только специально обученный персонал. Программирование осуществлялось путем переключения целого набора выключателей, имею­щих два положения: включено и выключено. Компьютер мог начать про­цесс вычислений только после того, как все переключатели установлены в требуемое положение и дана команда запуска. Методы вывода результатов также не блистали простотой понимания, и для их расшифровки требова­лось не меньше знаний, чем для задания программы.

Но прогресс не остановишь, и постепенно размеры компьютера стали срав­нимы с размером письменного стола. Для ";общения"; с человеком начали использовать электронно-лучевую трубку (проще говоря, монитор), на ко­торой отображались как введенные команды, так и результаты вычислений. Программы стали вводиться при помощи небольших переключателей, объ­единенных в клавиатуру. Отныне, чтобы управлять компьютером, вполне достаточно было одного человека, который как вводил программу, так и анализировал полученные результаты и, при необходимости, вводил изме­нения. Наступила эра персональных компьютеров. Теперь любой человек, имеющий достаточный уровень подготовки, мог персонально заниматься работой на компьютере.

Практически все современные компьютеры являются персональными, т. к. для работы на них вполне достаточно иметь одну пару рук, одну пару глаз и один мозг, состоящий из двух полушарий. Это как раз и есть комплект, входящий в состав любого человека (пользователя компьютера). Но назва­ние ";персональный компьютер"; очень длинное как при произношении, так и при написании, поэтому его стали сокращать — ";ПК";. Сегодня этот тер­мин представляет собой сокращенное название целого класса устройств — это настольные, переносные, портативные, мини-компьютеры. Мы же бу­дем применять его при описании свойств самого распространенного ком­пьютера IBM PC.

Компьютер IBM PC — это самый первый ПК, который получил широкое распространение в качестве офисного и домашнего компьютера. Существует масса других компьютеров, например, Spectrum, Amiga, Macintosh и т. д. Но они не столь популярны, чем IBM PC. Почему? Ответ на вопрос мы смо­жем найти, обратившись к истории этого компьютера.

Руководство компании IBM стояло перед сложным выбором: требовалось создать совершенно новый компьютер, обладающий целым рядом при­знаков, отличающих его от других компьютеров, имеющихся в то время на рынке. Казалось бы, что тут сложного? Берешь какой-нибудь микропроцес­сор, который еще не применялся для создания персонального компьютера (а в то время имелось огромное количество пока невостребованных раз­работок), и создаешь на его основе новый компьютер. Так и делали все остальные разработчики. Но для этого пути существовала одна серьезная и практически непреодолимая преграда. Далеко не все процессоры были про­граммно совместимы, т. е. для каждого типа компьютеров приходилось раз­рабатывать собственные программы, учитывающие особенности используемого процессора. Последствия этой проблемы весьма ощутимы для пользователя. Ведь приобретая компьютер, мы надеется на то, что сможем использовать его так, как только нам захочется. Но для этого требуются специальные программы, позволяющие, например, печатать тексты, рисовать, слушать музыку и т. д. То есть компьютер должен обладать серьезной поддержкой компаний, которые занимаются разработкой программного обеспечения. Добиться такой поддержки очень сложно — производители программ долж­ны быть уверены в том, что данный компьютер будет хорошо продаваться, иначе существует риск работы ";впустую";.

Данная проблема была решена довольно оригинально. Компания IBM не стала идти навстречу капризам моды и все-таки создала компьютер абсо­лютно несовместимый со всеми остальными, но при этом она обеспечила свою разработку мощной программной поддержкой, заключив соглашение с компанией Microsoft (знакомое название?). Практически сразу же после появления на рынке первых компьютеров IBM PC было разработано боль­шое количество разнообразных программ, которые позволяли использовать новый ПК практически для любых задач (в офисе, дома и т. д.). Такой мощной поддержки у других компьютеров не было, поэтому IBM PC доста­точно быстро занял прочную позицию на рынке.

Из вышесказанного следует правило: все компьютеры, выпущенные по тех­нологии впервые разработанной и запатентованной компанией IBM, спо­собны выполнять одни и те же программы. Если вы купили такой компью­тер, то вам больше не надо беспокоиться, что новые программы, написанные уже после покупки, не будут на нем работать, потому что производители компьютера внесли в него какие-нибудь изменения. Это называется про­граммной совместимостью. Вот мы и пришли к объяснению второго терми­на, о котором упоминалось в самом начале этой главы. Термин ";IBM-со­вместимый"; означает, что компьютер использует ту же систему команд, что и ";фирменный"; компьютер IBM PC. В свою очередь команды, как известно, являются составляющими любой программы. Естественно, что современные компьютеры имеют намного более сложное устройство, чем первый компь­ютер, но, несмотря на это, они способны выполнять практически любые программы, написанные задолго до их появления.

Сегодня выпускается немало различных моделей компьютеров, которые от­личаются друг от друга функциональными возможностями и ценой, но не все способны ";играть роль"; IBM-совместимого компьютера. Что для этого нужно? Прежде всего, компьютер обязан выполнять программы, написан­ные для ";фирменного"; IBM PC, все остальные программы, например, пред­назначенные для компьютера Spectrum, он, как правило, выполнять не может.

";Физические"; термины

Очень много незнакомых терминов встречается при описании работы как отдельных компонентов, так и всего компьютера в целом. В рекламных проспектах, в статьях много говорят о каком-то аппаратном мониторинге, который то работает, то нет, о всяких буферах, захватах, пакетах и т. п. Разъясним некоторые из этих терминов.

Аппаратный мониторинг — Hardware Monitoring — специальная технология, предназначенная для постоянного контроля основных технических пара­метров, таких как напряжения питания, рабочая температура процессора и материнской платы, скорость вращения вентиляторов. Она помогает свое­временно предупредить о неисправности компьютера и предотвратить слу­чайную потерю информации.

Буфер — устройство, предназначенное для временного хранения. В част­ности, буфер отложенной записи — это буфер, в котором процессор хранит данные, предназначенные для записи в то или иное устройство компьютера при условии занятости шины данных. После записи данных в этот буфер процессор начинает обрабатывать следующую команду. Как только шина освободится, в первую очередь производится запись данных из буфера в устройство (уже без участия процессора). Если же шина данных свободна, то запись осуществляется прямо в устройство.

Захват шины — режим Bus-Mastering, который означает возможность управ­ления шиной каким-либо устройством без участия центрального процессо­ра. Во время передачи информации устройство, поддерживающее режим Bus-Mastering, ";захватывает"; шину и становится главным. Такой подход ис­пользуется для освобождения ресурсов процессора в моменты перемещения больших объемов данных (например, видеоизображения).

Конвейерный режим работы — режим, предусматривающий возможность на­чала нового цикла, не дожидаясь физического завершения обмена данными предыдущего цикла. Это позволяет сократить количество тактов ожидания, необходимых для согласования с относительно медленной памятью и пор­тами.

Мультиплексирование — метод передачи нескольких типов данных по одной шине (имеется в виду ряд физических проводников, организованных в ши-

ну). Например, сначала по шине передается адрес, затем по этой же шине передаются данные.

Пакетный режим передачи данных — это режим, при котором адрес переда­ется только один раз, а все последующие адреса вычисляются контроллером устройства, пока не будет передан сигнал окончания процесса обмена дан­ными.

Режимы энергопотребления компьютера — этот термин появился вместе с первыми ноутбуками (переносными или мобильными компьютерами), т. к. для их питания использовались аккумуляторы, имеющие строго огра­ниченный ресурс работы в отличие от обычной электросети. Поэтому для экономии энергии, накопленной в аккумуляторах, стали применять различ­ные способы энергосбережения, например, отключать монитор во время бездействия пользователя. Применительно к этим режимам используют так­же термины ";режим сна"; и ";режим ожидания";. Выделяют четыре режима энергопотребления:

1. Full On Mode — режим полной мощности.

2. Doze Mode — режим, при котором осуществляется снижение энергопо­требления компьютера на 80%, при этом тактовая частота центрального процессора уменьшается примерно на 60—80% от начального уровня.

3. Standby Mode — режим снижения энергопотребления на 92%, при этом тактовая частота центрального процессора уменьшается до минимума (вплоть до останова).

4. Suspend Mode — режим снижения энергопотребления на 99%, при этом напряжение питания отключается практически ото всех компонентов за исключением модулей памяти, в которых сохраняется текущее состояние компьютера (все запущенные программы, открытые файлы и т. п.).

Все остальные встречающиеся термины рассмотрим по мере их появления в тексте.

Основные принципы устройства и работы ПК

Для описания внутреннего устройства ПК часто применяется термин ";архи­тектура компьютера";, означающий его логическую организацию, структуру и ресурсы, которые могут быть использованы либо подключенными устрой­ствами, либо запущенными программами.

Главным отличием IBM-совместимых компьютеров от других (Spectrum и т. п.) является использование принципов открытой архитектуры, позво­ляющих создать вместо очень дорогого компьютера ";обычный"; конструктор для взрослых.

Открытая архитектура — это архитектура, основу которой составляет ряд решений интерфейсов и шин, предназначенных для объединения самых различных устройств в единую систему. Большинство же конкурирующих компаний не решились пойти на такой смелый шаг, опасаясь потерять часть прибыли из-за производства клонов. Благодаря открытой архитектуре компания IBM и ее компьютер IBM PC так быстро стали очень популяр­ными.

Персональный компьютер состоит из следующих функциональных блоков:

□ центральный процессор;

□ основная память;

□ периферийные устройства.

Все блоки компьютера связаны между собой при помощи системной шины, которую иногда называют системной магистралью. Основной обязанностью системной шины является передача информации между процессором и ос­тальными компонентами компьютера. По этой шине передаются не только данные, но и адреса и управляющие сигналы. Таким образом, упрощенно системную шину можно представить как совокупность сигнальных линий, объединенных по их назначению (данные, адреса, управление). Основной характеристикой этих линий является их разрядность (разрядность адресной шины и шины данных).

Шина представляет собой своеобразный канал для передачи данных. Объ­единение устройств определенной шиной (например, шиной данных или адреса) приводит к тому, что все эти устройства могут обмениваться друг с другом по шине любыми данными (в строго определенном формате). Физи­чески шина представляет собой целую паутину печатных проводников на системной плате либо устройстве. Для полноценной работы устройства под­ключаемого к какой-либо шине компьютера (или нескольким сразу) требу­ется аппаратная поддержка данной шины со стороны устройства — наличие контактов, соответствующих контактам шины на системной плате, и под­держка протокола передачи данных по шине (как архитектурой устройства, так и программным кодом драйверов устройства). Для того чтобы ускорить работу компьютера, системная шина была разделена на ";шину адреса"; и ";шину данных";. По шине адреса передаются данные о логическом адресе размещаемых данных, а по шине данных — сами данные. Это позволяет передавать следующий адрес в то время, когда по шине данных еще проис­ходит передача информации. Кроме того, можно назвать и ";шину управле­ния";, которая служит для передачи соответственно управляющих сигналов.

Преимущество шинной организации проявляется в возможности стандарти­зации алгоритмов взаимодействия центрального процессора с периферий­ными устройствами, а значит, и стандартизировать их устройство и способ подключения. С другой стороны, в каждый момент времени посредством

системной шины могут ";общаться"; только два устройства, а остальные должны в это время простаивать, ожидая, когда освободится шина. Это на­кладывает серьезное ограничение на производительность компьютера. Именно по этой причине производители стремятся увеличить пропускную способность системной шины. Архитектура компьютера IBM PC вполне оправдывает все свои недостатки.

Пропускная способность — это наибольшее количество данных, которое можно передать, например, по шине. Пропускная способность любой шины зависит от ее рабочей частоты: чем выше частота, тем выше пропускная способность. Кроме того, пропускная способность шины зависит также и от ее разрядности.

Частота системной шины — это частота, на которой процессор работает со всеми внешними для него устройствами. Например, на этой частоте работа­ет оперативная память компьютера, при помощи коэффициентов умноже­ния вычисляется рабочая частота центрального процессора, шины PCI и AGP. Частота может принимать значения 66, 100, 133 МГц. Иногда говорят о больших значениях вроде 200, 266, 333 или 400 МГц, но это больше отно­сится к пропускной способности, чем к реальной скорости работы шины. Дело в том, что в последнее время стали популярны режимы, когда данные передаются либо по обоим фронтам тактирующего сигнала, либо вообще в три блока в течение одного импульса. Это позволяет при сохранении прежней рабочей частоты, например, 133 МГц, получить пропускную спо­собность, равную пропускной способности стандартной шины с тактовой частотой 266 МГц (в первом случае) или 400 МГц (во втором случае). Обычно называют вторую цифру, которая имеет большее значение — это делается исключительно для ";украшения"; рекламных проспектов.

Процесс взаимодействия центрального процессора и основной памяти сво­дится к двум операциям: запись информации в память и чтение информа­ции из памяти.

При записи процессор по специальным проводникам передает адрес, по которому будет располагаться записываемая информация (шина адреса); по другим проводникам передает управляющий сигнал (шина управления), ко­торый указывает на начало процесса записи; по еще одной группе провод­ников передает записываемую информацию (шина данных). При чтении по шине адреса передается адрес основной памяти, по которому располагается требуемая информация, и после передачи управляющего сигнала, указы­вающего на начало чтения, на шину данных поступает вся необходимая информация.

Число одновременно передаваемых по шине адреса и шине данных битов называется разрядностью соответствующей шины и является важной харак­теристикой любого компьютера. Разрядность шины адреса определяет мак-

симальное общее количество доступной памяти (так называемое адресное пространство процессора), а разрядность шины данных — максимальную порцию информации, которую можно получить из памяти за один рабочий такт. Следует отметить, что на современных компьютерах объем оператив­ной памяти, как правило, значительно меньше, чем максимально возмож­ный для процессора.

Процессор и основная память находятся на одной большой плате, которая называется материнской. Для подключения к ней периферийных устройств (клавиатуры, мыши, жестких дисков) служат специальные схемы, которые либо оформляются в виде отдельных плат, либо располагаются прямо на материнской плате. Они называются контроллерами. Отдельные платы (их часто именуют платами расширения) подключаются к общей системе при помощи специальных разъемов на материнской плате, которые называются слотами (от англ. Slot — щель), а к их внешнему разъему подключается внешнее устройство. Внешние разъемы обычно называют портами вво­да/вывода, что говорит об их главном предназначении — принимать или выдавать информацию. Таким образом, все устройства подключаются к сис­темной шине не напрямую, а посредством контроллеров. Например, жест­кие диски, имеющие интерфейс IDE (иначе АТА), подключаются через контроллер IDE.



Скачать документ

Похожие документы:

  1. Ф49 IBM PC для пользователя Изд

    Книга
    ... блоком питания. Контроллеры и устройства Для управления работой устройств в IBMPC-совместимых компьютерах ис- пользуются ... по материнской плате - без нее модернизацию и ремонт компьютера будет выполнить значительно труднее ...
  2. Ф49 IBM PC для пользователя Изд

    Книга
    ... блоком питания. Контроллеры и устройства Для управления работой устройств в IBMPC-совместимых компьютерах ис- пользуются ... по материнской плате - без нее модернизацию и ремонт компьютера будет выполнить значительно труднее ...
  3. Сведения об обеспеченности образовательного процесса учебной литературой или иными информационными ресурсами и материально-техническом оснащении (8)

    Документ
    ... Радиотон, 2000. – 320 с.. 17) Борзенко А.Е.. IBMPC: устройство, ремонт, модернизация [Текст]/ А.Е. Борзенко.– 2-е изд., перераб. и ... (Учебник для вузов). 35) Трасковский А.. Устройство, модернизация, ремонтIBMPC [Текст]/ А.В. Трасковский. – СПб.: ...
  4. Архитектура ЭВМ и систем Учебно-методический комплекс

    Учебно-методический комплекс
    ... . Концепция виртуальных устройств. Физический и логический уровень интерфейсов в ПК типа IBMPC. Синхронный и ... ВУЗов. – СПБ: Питер. 2003. Трасковский А. Устройство, модернизация, ремонтIBMPC.- М.:БХВ, 2003. Якубайтис Э.А. Информационные сети ...
  5. Архитектура эвм и систем учебно-методический комплекс

    Учебно-методический комплекс
    ... . Концепция виртуальных устройств. Физический и логический уровень интерфейсов в ПК типа IBMPC. Синхронный и ... ВУЗов. – СПБ: Питер. 2003. Трасковский А. Устройство, модернизация, ремонтIBMPC.- М.:БХВ, 2003. Якубайтис Э.А. Информационные сети ...

Другие похожие документы..