Аппаратное обеспечение вычислительных систем
Материнская плата • (англ. motherboard, MB, также используется название англ. mainboard — главная плата; сленг. мама, мать, материнка) — сложная многослойная печатная плата, на которой устанавливаются основные компоненты персонального компьютера либо сервера начального уровня (центральный процессор, контроллер оперативной памяти и собственно ОЗУ, загрузочное ПЗУ, контроллеры базовых интерфейсов ввода-вывода). Именно материнская плата объединяет и координирует работу таких различных по своей сути и функциональности комплектующих, как процессор, оперативная память, платы расширения и всевозможные накопители.
Форм-фактор материнской платы • Форм-фактор материнской платы — стандарт, определяющий размеры материнской платы для персонального компьютера, места её крепления к корпусу; расположение на ней интерфейсов шин, портов ввода/вывода, разъёма центрального процессора (если он есть) и слотов для оперативной памяти, а также тип разъема для подключения блока питания. • Форм-фактор (как и любые другие стандарты) носит рекомендательный характер. Спецификация форм-фактора определяет обязательные и опциональные компоненты. Однако подавляющее большинство производителей предпочитают соблюдать спецификацию, поскольку ценой соответствия существующим стандартам является совместимость материнской платы и стандартизированного оборудования (периферии, карт расширения) других производителей.
Классификация материнских плат по форм-фактору • Устаревшие: Baby-AT; Mini-ATX; полноразмерная плата AT; LPX. • Современные: ATX; micro. ATX; Flex. ATX; NLX; WTX, CEB. • Внедряемые: Mini-ITX и Nano-ITX; Pico-ITX; BTX, Micro. BTX и Pico. BTX
MSI K 7 T 266 Pro 2 ATX motherboard
• Мат. плата Socket 2011 GIGABYTE "GA-X 79 -UD 5" (i. X 79, 8 x. DDR 3, SATA III, RAID, 3 x. PCI-E, SB, 1 Гбит LAN, IEEE 1394 a, USB 2. 0, USB 3. 0, E-ATX)
• • • • Тип разъема Socket LGA 2011 Поддерживаемые процессоры Intel Core i 7 Чипсет Intel X 79 Форм-фактор Extended ATX, 305 x 264 мм Слоты расширения 2 PCI Express x 16, 1 PCI Express x 16 (режим x 8), 2 PCI Express x 1, 1 PCI Слотов для установки памяти 8 240 -pin 1. 5 В DDR 3 SDRAM Максимальный объем памяти 64 ГБ DDR 3 SDRAM (PC 3 -8500/PC 310600/PC 3 -12800/PC 3 -14900/PC 3 -17000) Интерфейс жесткого диска 2 канала SATA III, 4 канала SATA II , RAID 0/1/5/10, 4 канала SATA III (RAID 0/1), 1 канал e-SATA III, 1 канал e-SATA/USB, RAID 0/1 Разъемы внешние PS/2 клавиатура/мышь, 7 USB 2. 0, 2 USB 3. 0, e-SATA, e. SATA/USB, IEEE 1394 (6 pin), RJ-45 LAN, SPDIF оптический, 5 аудиоразъемов Разъемы внутренние 6 USB 2. 0, 2 USB 3. 0, IEEE 1394, SPDIF Out, TPM, 5 вентиляторов, аудиопанель Интегрированные устройства Кодек HDA 7. 1 Realtek ALC 898 Сетевой контроллер Intel WG 82579 V (10/1000 Ethernet) 3 контроллера SATA III Marvell 88 SE 9172 2 контроллера USB 3. 0 Fresco FL 1009 Питание ATX 24 -pin + 8 -pin 12 В Комплект поставки Плата, 4 кабеля SATA, коннектор SLI, 3 -way коннектор SLI, коннектор Cross. Fire, Wi-Fi + Bluetooth адаптер, 2 антенны, модуль в отсек 3. 5" с 2 разъемами USB 3. 0, заглушка панели разъемов, DVD, описание
• Процессор Intel "Core i 7 -3930 K" (3. 20 ГГц, 6 x 256 КБ+12 МБ, EM 64 T) Socket 2011
• • • • Тип разъема / корпуса Socket 2011 / FCLGA Тактовая частота 3. 20 ГГц Ядро Sandy Bridge-E Количество ядер 6 ядер Кэш L 1 (для каждого ядра) 32 КБ данные + 32 КБ инструкции Кэш L 2 (для каждого ядра) 256 КБ Кэш L 3 12 МБ Дополнительные инструкции MMX, SSE (SIMD), SSE 2, SSE 3, SSE 4. 1, SSE 4. 2, AVX, EM 64 T Поддерживаемые технологии Intel Virtualization (Intel VT), Hyper. Threading (HTT), Intel Turbo Boost, Enhanced Intel Speedstep (EIST) Технология изготовления 0. 032 микрон, медные соединения Максимальная выделяемая мощность 130 Вт Максимальная рабочая температура 72. 6 град. Поддерживаемая память DDR 3 -1600, 4 канала
Intel Core i 5 • • • • Производитель: Intel Частота ЦП: 1. 2— 3. 6 ГГц Скорость DMI: 2, 5 ГП/с Технология производства: 45— 32 нм Наборы инструкций: x 86, x 86 -64, MMX, SSE 2, SSE 3, SSE 4. 1, SSE 4. 2, AES. Микроархитектура: Intel Nehalem, Sandy Bridge Число ядер: 2 или 4 L 2 -кэш: 256 КБ/ядро L 3 -кэш: 4 или 8 МБ Разъёмы: Socket H (LGA 1156) Socket H 2 (LGA 1155) Socket G 1 Socket G 2 BGA-1288 BGA-1023
Тема 5. Оперативная память • или оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) – специальная внутренняя память ЭВМ, позволяющая быстро записывать в нее и считывать из нее необходимую информацию. Однако информация в этой памяти хранится лишь до отключения питания компьютера, поэтому ее иногда называют энергозависимой, временной памятью или RAM (англ. Random Access Memory – «память произвольного доступа» ).
• Обычно в ПК используется DRAM – динамическая память. При этом во время работы компьютера информация может постоянно обновляться. В оперативной памяти находятся все выполняемые в данный конкретный момент времени программы. • В настоящее время достаточно широко используется кэшпамять (Caсhe Memory). Она бывает внутренняя (встроенная, например, в процессор размером от 128 Кб) и внешняя. Внешняя кэш-память – это сверхоперативная память, расположенная как буфер между процессором и ОЗУ и повышающая производительность ПК.
Устройство и принципы функционирования оперативной памяти. • Ядро микросхемы динамической памяти состоит из множества ячеек, каждая из которых хранит всего один бит информации. На физическом уровне ячейки объединяются в прямоугольную матрицу, горизонтальные линейки которой называются строками (ROW), а вертикальные – столбцами (Column) или страницами (Page). Линейки представляют собой обыкновенные проводники, на пересечении которых находится «сердце» ячейки – несложное устройство, состоящее из одного транзистора и одного конденсатора.
• Конденсатору отводится роль непосредственного хранителя информации. Правда, хранит он очень немного – всего один бит. Отсутствие заряда на обкладках соответствует логическому нулю, а его наличие – логической единице. Транзистор же играет роль «ключа» , удерживающего конденсатор от разряда.
• Чувствительный усилитель (sense amp), подключенный к каждому из столбцов матрицы, реагируя на слабый поток электронов, устремившихся через открытые транзисторы с обкладок конденсаторов, считывает всю страницу целиком.
Интерфейс памяти • Физически микросхема памяти (не путать с модулями памяти) представляет собой прямоугольный кусок керамики (или пластика) «ощетинившийся» с двух (реже – с четырех) сторон множеством «ножек» . • «ножки» представляют собой линии адреса и линии данных. Линии адреса, как и следует из их названия, служат для выбора адреса ячейки памяти, а линии данных – для чтения и для записи ее содержимого.
• Необходимый режим работы определяется состоянием специального вывода Write Enable (Разрешение Записи). • Низкий уровень сигнала WE готовит микросхему к считыванию состояния линий данных и записи полученной информации в соответствующую ячейку, а высокий, наоборот, заставляет считать содержимое ячейки и «выплюнуть» его значения в линии данных.
Эволюция динамической памяти • DIP - корпус – это исторически самая древняя реализация DRAM. DIP-корпус соответствует стандарту IC. Обычно это маленький черный корпус из пластмассы, по обеим сторонам которого располагаются металлические контакты. • Микросхемы (по-другому, чипы) динамического ОЗУ устанавливаются так называемыми банками. Банки бывают на 64, 256 Кбайт, 1 и 4 Мбайт. Каждый банк состоит из девяти отдельных одинаковых чипов. Из них восемь чипов предназначены для хранения информации, а девятый чип служит для проверки четности остальных восьми микросхем этого банка.
• SIPP (SIP) – модули памяти • Одной из незаслуженно забытых конструкций модулей памяти являются SIPP-модули. Эти модули представляют собой маленькие платы с несколькими напаянными микросхемами DRAM. • SIPP является сокращением слов Single Inline Package. SIPPмодули соединяются с системной платой с помощью контактных штырьков. Под контактной колодкой находятся 30 маленьких штырьков, которые вставляются в соответствующую панель системной платы. • Модули SIPP имели определенные вырезы, которые не позволяли вставить их в разъемы неправильным образом.
• SIMM-модули • Аббревиатура SIMM расшифровывается как Single Inline Memory Module (Модуль памяти с однорядным расположением выводов. ) Он включает в себя все то, что для DIP называлось банком. • Модули SIMM могут иметь объем 256 Кбайт, 1, 2, 4, 8, 16 и 32 Мбайт. Соединение SIMM-модулей с системной платой осуществляется с помощью колодок. • Модуль вставляется в пластмассовую колодку под углом 70 градусов, а потом зажимается пластмассовым держателем. При этом плата встает вертикально. Специальные вырезы на модуле памяти не позволит поставить их неправильным образом. • Модули SIMM для соединения с системной платой имеют не штырьки, а позолоченные полоски (так называемые pin, пины).
• DIMM • Dual Inline Memory Module (Модуль памяти с двойным расположением выводов). В модуле DIMM имеется 168 контактов, которые расположены с двух сторон платы и разделены изолятором. Также изменились и разъемы для DIMM-модулей. • Следует отметить, что разъемы DIMM имеют много разновидностей DRAM.
1 0 1 1 Домен ? 0
• Модуль памяти 2 x 4 ГБ DDR 3 SDRAM Kingston "Hyper X" KHX 1600 C 9 D 3 T 1 K 2/8 GX (PC 12800, 1600 МГц, CL 9)
• • • Тип памяти DDR 3 SDRAM Объем 4096 МБ x 2 Организация 512 М x 64 бита Частота работы 800 МГц Эффективная частота 1600 МГц Пропускная способность 12800 МБ/сек. Латентность. CL 9 Проверка и коррекция ошибок Нет Буферизация Нет Напряжение питания 1. 65 В Особенности Позолоченные контакты
Тема 6. Запоминающие устройства на магнитных носителях • • • Жесткие диски (Винчестеры) Мобильные жесткие диски Microdrive Флоппи-диски (дискеты) Iomega Zip, Iomega Jaz Super. Disk (LS-120) UHC - Ultra High Capacity Hi. FD - High Capacity Floppy Disk Sy. Quest Sy. Jet, Sy. Quest EZ 135 & EZFlyer Shark 250 Стримеры
Принципы работы накопителей на жестких дисках
Скорость вращения Обычно современные жесткие диски имеют скорость вращения от 5400 до 7200 об/м. Чем выше скорость вращения, тем выше скорость обмена данными. В настоящее время частота вращения жестких дисков возросла до 10000 об/мин и даже 15 000 об/мин. Такие накопители используются обычно только в высокоэффективных рабочих станциях или серверах, для которых высокая стоимость жестких дисков, повышенное тепловыделение и шум не играют существенной роли.
Ударостойкость • Единица измерения – g (ускорение свободного падения) • Технологии: Sea. Shell, G-force protection, SPS
SPS
SPS
Жесткий диск 300 ГБ Western Digital "Veloci. Raptor WD 3000 HLFS" 10000 об. /мин. , 16 МБ (SATA II) Спецификация: • объем (емкость) жесткого диска: 300 Гбайт; • производитель: Western Digital; • маркировка: Veloci. Raptor WD 3000 HLFS; • поддерживаемый интерфейс: Serial ATA II; • скорость вращения пластин в диске: 10000 оборотов в минуту; • объем встроенной кэш памяти: 16 Мбайт.
• Жесткий диск 1000 ГБ Seagate "Constellation ES ST 1000 NM 0011" 7200 об. /мин. , 64 МБ (SATA III)
• • • • Серия Constellation ES Емкость 1000 ГБ Интерфейс SATA III Размер буфера 64 МБ Число дисков Нет данных Число головок Нет данных Скорость вращения 7200 об. /мин. Среднее время поиска 8. 5 мс (чтение), 9. 5 мс (запись) Среднее время ожидания 4. 16 мс Шум в режиме ожидания/поиска 1. 9/2. 7 Бел Размеры (Шх. Вx. Г) 101. 85 х 26. 1 х 147 мм Вес 656 г Производитель Seagate Technology LLC http: //www. seagate. com/
Iomega Zip, Jaz
Super. Disk (LS - 120) Особенности: привод способен работать и с обычными дискетами емкостью 720 Кбайт и 1, 44 Мбайт Объем хранимой информации в среднем составляет 120 Мбайт
Стример • Ле нточный накопи тель — ЗУ на принципе магнитной записи на ленточном носителе, с последовательным доступом к данным, по принципу действия аналогичен бытовому магнитофону.
Темы для эссе: • 1. Модернизация компьютера. Предпосылки. Выбор комплектующих. • 2. Процессоры Intel • 3. Процессоры AMD • 4. Системный блок или ноутбук. • 5. Выбор компьютера для дома. • 6. SRAM и DRAM. • 7. Современные ПЗУ
Тема 7. Накопители на оптических носителях • Данный тип накопителей называется оптическим потому, что в основе своей работы они используют свойства материалов, связанные с отражением или преломлением световых лучей. • В разных накопителях эти свойства используются поразному, но всех их объединяет то, что для считывания или записи информации используется луч лазера. Это – основное принципиальное различие между оптическими и другими типами накопителей, дающее большое преимущество перед магнитными носителями: оптический носитель совершенно невозможно размагнитить.
• Принцип восприятия информации устройством, то тут все и везде одинаково. Все те же нули и единицы, только если в магнитных накопителях они определялись по направлению «магнитной стрелки» , то здесь мы можем условно принять за единицу тот факт, что луч отразился, а за ноль – то, что он рассеялся или поглотился. Накопители на оптических носителях CD Compact Disc (компактный диск) DVD Digital Versatile Disc (цифровой многоцелевой диск) Blu-Ray Disc FMD Fluorescent Multilayer Disc
СD-диски • Существует четыре основных вида CD: • CD-ROM, на которые запись осуществляется фабрично методом штамповки с матрицы; • CD-R, используемые для однократной или многократной лазерной записи сессиями; • CD-RW, предназначенные для многократных циклов записистирания; • Mini-CD – те же CD, но уменьшенные в размерах. Любой из них – сложная структура, состоящая из нескольких слоев, обеспечивающих надежность, целостность и долговечность информации.
CD-ROM – Compact Disc Read Only Memory • Их изготовляют из прозрачного пластика диаметром 120 мм и толщиной 1, 2 мм. • От центра к краю компакт-диска нанесена однаединственная дорожка в виде спирали шириной 4 микрона с шагом 1, 4 микрона. Поверхность диска разбита на три области. Начальная область (Lead-In) расположена в центре диска и считывается первой. В ней записано содержимое диска, таблица адресов всех записей, метка диска и другая служебная информация. Средняя область содержит основную информацию и занимает большую часть диска. Конечная область (Lead-Out) содержит метку конца диска.
CD-R – Compact Disc Recordable – записываемый компакт диск, точнее сказать, однократно записываемый. • Запись производится лазером за счет потемнения (изменения прозрачности) участков материала, который находится между покрытием и поликарбонатной основой. При записи лазер нагревает участки материала, они меняют прозрачность, и образуют подобие питов. • На CD-R организуется такая же информационная структура, как на CD-ROM. Отличие заключается в том, что запись таких дисков можно производить с помощью домашней бытовой техники. Следует заметить, что в силу конструкции четкость питов и отражающая способность таких дисков несколько ниже, чем у CD-ROM, так что некоторые устройства могут не распознать такой диск или производить считывание данных крайне медленно и с ошибками.
CD-RW – Compact Disc Rewritable – перезаписываемый компакт-диск. • При его изготовлении используется промежуточный слой из органической пленки, способной менять свое фазовое состояние (с аморфного на кристаллическое и обратно) под воздействием луча лазера. При нагреве свыше критической температуры материал переходит в стабильное аморфное состояние и остается в нем, а при нагреве значительно ниже критической возвращается в стабильное кристаллическое состояние. За счет этого изменяется прозрачность материала. • На данный момент CD-RW-диски поддерживают несколько тысяч перезаписей. Однако их отражающая способность ниже, чем у CD-R-дисков, так что для чтения этих дисков необходим привод с Auto Gain Control – автоматической регулировкой усиления фотоприемника.
Mini-CD • это компакт-диски диаметром 80 мм (размером со стандартную трехдюймовую дискету). Пожалуй, это наиболее обычный вариант необычных CD. Такие диски прекрасно считываются большинством компьютерных CDприводов и музыкальных центров (исключение составляют приводы с фронтальной загрузкой, как, например, во многих CD-автомагнитолах). Кстати, существуют устройства, которые работают только с мини-CD – например, некоторые портативные MP 3 -плееры. Объем информации – до 200 мегабайт.
На основе мини-CD также создана такая замечательная вещь, как CD -визитка.
DVD • DVD, ныне именуемый как Digital Versatile Disc, на самом деле изначально назывался Digital Video Disc, но эта расшифровка так и не устоялась, поскольку DVD подходит для хранения не только видео, но и вообще любой мультимедийной информации.
• Этот носитель имеет до 4 -х регистрирующих слоев и емкость от единиц до десятков Гб. При этом длительность записи видеоинформации возрастает до 8 часов. 4 -слойные DVD изготавливаются из двух склеенных дисков толщиной по 0, 6 мм каждый. Повышение информационной емкости диска достигается за счет использования лазера с более короткой длиной волны излучения (0, 635– 0, 66 вместо 0, 78 мкм), что позволяет повысить плотность записи, т. е. уменьшить геометрические размеры пит (с 0, 28 до 0, 15 мкм) и шаг дорожки (с 1, 6 до 0, 74 мкм), а также за счет использования технологии сжатия данных, чего нет на обычных CD. В основном для сжатия видеоинформации используется стандарт MPEG-2, а для сжатия аудио – фор маты AC-3 или PCM.
DVD-R • (минус)самый первый стандарт записи DVD. Он был разработан в 1997 году компанией Pioneer и во многом схож с CD-R. Является по сути стандартом бытовых плееров, то есть все диски, записанные на DVD-R болванках, гарантированно будут читаться на всех бытовых плеерах. Его можно записать один раз, мультисессионные DVD-R можно только дописывать. 4, 7 гигабайтные диски появились не сразу.
DVD-RW • Принцип работы DVD-RW аналогичен DVD-R. Отличия лишь в том, что в DVD-RW используется поверхность с возможностью многократно менять свою отражающую способность. Данный стандарт также разрабатывался компанией Pioneer. Однако DVD-RW совместим далеко не со всеми DVD-устройствами. Дело в том, что мощности лазера старых приводов не хватает для отражения от поверхности диска. Вследствие чего диск читается некорректно или вообще не распознается. Как утверждают производители дисков, их можно перезаписывать до 10001500 раз. • Плюсовый стандарт отличается от минусового тем, что не нужно стирать диск перед новой записью.
• Как это ни удивительно, но стандарт DVD+RW появился раньше, чем DVD+R. Его разработали несколько членов DVD-форума, включая Microsoft. С самого начала (1997 год) объем дисков DVD+RW составлял 2, 8 Гб, затем 4, 7 Гб. Принцип использования дисков аналогичен DVD-RW, однако они были несовместимы из-за разных материалов отражающего слоя и разных способов записи. Зато DVD+RW обладает возможностью отформатировать диск в файловую систему совместимую с FAT. В результате нет необходимости стирать целиком диск, а можно просто стирать определенные файлы. Приводы, поддерживающие DVD+RW, производят такие компании как SONY, Philips, HP и Microsoft.
• Стандарт DVD-RAM появился в 1998 году. Его разработали компании Panasonic, Hitachi и Toshiba. Изначально DVDRAM вмещал 2, 6 Гб, сейчас - до 9, 4 Гб. Из-за нестандартной конструкции (диски помещены в специальный картридж, для защиты от физических повреждений) диски DVD-RAM несовместимы с современными DVD-устройствами. Но зато такие диски можно перезаписать намного больше раз, чем DVD-RW и DVD+RW - не менее 100000 раз. Информация на DVD-RAM может храниться до 30 лет. • DVD-R DL и DVD+R DL – эти компакт-диски аналогичны DVD -R и DVD+R, но имеют не один слой, а два, и, как следствие, их ёмкость составляет порядка 8, 5 Гбайт. По скорости чтения и скорости записи в значительной мере уступают своим однослойным прародителям: чтение – 8 х, а в большинстве случаев это 4 -6 х, запись – 8 x для DVD+R DL и 4 x для DVD-R DL.
• Региональное кодирование предполагает под собой следующее: на каждом DVD находится 1 байт, который соответствует тому региону, в котором был произведен диск. Если, например, региональный код DVD диска с музыкой не будет соответствовать региональному коду плеера, то последний не будет проигрывать диск. Кроме того, существует возможность не устанавливать региональный код вообще, тогда в этом случае диск будет возможно проиграть на любом плеере. • Некоторые плееры могут быть модифицированы таким образом, чтобы они могли воспроизводить диски независимо от указанной зоны. Некоторые диски от «Fox» , «Buena Vista/Touchstone/Miramax» , «MGS/Universal» и «Polygram» содержат программные фрагменты, которые проверяют региональный код плеера. У плеера, «освобожденного» от региональной защиты, код равен 0, и такие диски отказываются воспроизводиться.
Blu-Ray Disc • Технология Blu-ray Disc разработана в конце 2001 года. Ее спецификация с февраля 2002 года поддерживается рядом известных зарубежных компаний. Диски диаметром 12 мм имеют емкость 23, 3, 25 и 27 Гбайт. Такой диск имеет толщину прозрачного защитного слоя 0, 1 мм, а ширину дорожки – 0, 32 мм, что позволило не только обеспечить большую емкость, но и повысить скорость чтения/записи. Его базовая скорость (1 х) составляет 36 Мбит/с (5580 Кбайт/с). У DVD этот параметр составляет 1385, а у CD – 150 Кбайт/с соответственно. По мнению разработчиков, эти диски хорошо подходят для записи телевизионных и видеопрограмм, транслируемых в цифровом формате.
FMD • Другим способом увеличения емкости является принцип, используемый здесь (Fluorescent Multilayer Disk) и заключающийся в изменении физических свойств (появление флуоресцентного свечения) некоторых химических веществ под воздействием лазерного луча. • Данный принцип получил название «фотохромизм» . Вместо технологии CD и DVD, использующей отраженный сигнал, здесь под воздействием лазера свет излучается непосредственно информационным слоем. • Такие диски изготавливаются из прозрачного фотохрома. Под воздействием мощного лазерного излучения в них происходит химическая реакция, в результате которой отдельные участки информационного слоя (по аналогии с CD – «питы» ) приобретают флуоресцентные свойства. То есть питы заполняются флуоресцентным материалом, при этом металлизированное отражающее покрытие отсутствует.
Способы записи • Disc-at-once (DAO) • Track-at-once (TAO) • Session-at-once (SAO)
Disc-at-once (DAO) • Это такой режим записи, когда диск записывается сразу от начала до конца, без перерывов. Т. е. луч лазера включается в начале записи диска, а отключается только по окончании записи. • Сперва на диск записывается специальная информация, отмечающая начало записи (lead-in), затем непосредственно данные, а в конце финальная информация (lead-out). Как правило, метод DAO предпочтителен в том случае, если в дальнейшем диск будет передан для тиражирования на завод, а записываемый CD-R является мастер-диском. Запись в режиме DAO позволяет избежать связок входных (run-in) и выходных (run-out) блоков, которые ассоциируются оборудованием мастеринга с мультисессионной (multisession) записью и делают диск непригодным для изготовления матрицы, с которой будет производиться тираж.
Track-at-once (TAO) • Режим записи TAO позволяет записывать диск не сразу от начала до конца, а за несколько заходов: первоначально на диск можно записать одну звуковую дорожку (track), затем другую и так далее. Соответственно, сколько дорожек записано на диске, столько раз при записи лазерный луч будет включаться и выключаться. Включение -выключения лазера воспринимается звуковыми проигрывателями как пауза между дорожками длительностью в 2 сек. Следует отметить, что звуковой диск, записанный таким образом, сможет считываться на обычном CD плеере только после того, как будет записана таблица содержания (TOC — table of content). После записи TOC добавление дорожек на диск становится невозможным.
Session-at-once (SAO) • Режим Session-at-Once используется в основном для CD Extra (формат CD-дисков, позволяющий хранить на одном CD-диске одновременно звуковые дорожки и дорожки с данными). В этом режиме сначала в один проход записывается первая сессия с несколькими аудио дорожками, затем лазер выключается, но диск не закрывается. Затем записывается вторая сессия (с данными) и диск закрывается.
Тема 9. Видеосистемы • Физически свет состоит из фотонов – микроскопических световых частиц, каждая из которых движется по собственному маршруту и вибрирует со своей частотой • В действительности наш глаз видит смесь фотонов с различными частотами. Реальные источники света характеризуются распределением частот излучаемых ими фотонов. Идеально белый свет состоит из равного количества света всех частот. Лазерный луч обычно очень плотный, и все его фотоны практически идентичны по частоте (а также по направлению и фазе).
• Человеческий глаз воспринимает цвет, когда несколько ячеек в сетчатке (называемых колбочками) возбуждаются вследствие того, что по ним бьют фотоны. • Три различных типа колбочек лучше реагируют на три различных длины световой волны: первый тип лучше реагирует на красный свет, второй – на зеленый, и третий – на синий. Когда смесь фотонов попадает в глаз, колбочки сетчатки регистрируют различные уровни возмущения в соответствии со своим типом. • Поскольку каждый цвет фиксируется глазом в виде уровней возмущения колбочек входящими фотонами, глаз может воспринимать цвета, не являющиеся частью спектра, создаваемого призмой или радугой. Например, если направить смесь красных и синих фотонов на сетчатку так, чтобы возмущение было зафиксировано красными и синими колбочками, ваш глаз определит это как лиловый цвет, которого нет в спектре.
Принципы WYSIWYG и WYSIYM • WYSIWYG (от англ. What You See Is What You Get) - свойство прикладных программ, в которых содержание отображается в процессе редактирования и выглядит макcимально близко похожим на конечную продукцию, которая может быть печатным документом, веб-страницей или презентацией. • WYSIWYM – (от англ. What You See Is What You Mean) - парадигма редактирования документов, возникшая как альтернатива более распространённой парадигме WYSIWYG.
Тема 12. Устройства вывода информации: принтеры и плоттеры • Притер (от англ. print – «печатать» ) – это устройство, предназначенное для вывода текста и изображения на бумагу или пленку. • Плоттер или графопостроитель – это устройство, которое чертит графики, рисунки или диаграммы под управлением компьютера. Графопостроители рисуют изображения с помощью пера и используются для получения сложных конструкторских чертежей, архитектурных планов, географических и метеорологических карт, деловых схем.
Разновидности принтеров
Основные технические характеристики принтеров: • принцип действия; • цветовые возможности (черно-белые или цветные принтеры); • графические возможности или их отсутствие; • разрешающая способность: dpi (dots per inch) – количество «точек» на один квадратный дюйм; • качество печати, тесно связанное с предыдущим показателем и обобщающее его; • скорость печати (быстродействие) – количество копий в минуту при различной разрешающей способности.
Литерные принтеры • Используют последовательную литерную технологию печати, которая заимствована, по сути дела, у пишущих машинок. Она состоит в печати сформированными символами – литерами. При этом способе печати производится удар по бумаге литерой через красящую ленту, в результате чего на бумаге остается контур символа.
Точечно-матричные принтеры • Каждая игла управляется собственным электромагнитом. При необходимости отпечатать точку в ходе движения головки соответствующий электромагнит срабатывает, игла ударяет по красящей ленте и точка наносится на бумагу. Следовательно, принцип формирования изображений в матричных принтерах аналогичен способу вывода информации на экран дисплея.
Струйные принтеры • Струйная технология печати, абстрагируясь от деталей, состоит в том, что изображение наносится на бумагу путем «выстреливания» (под давлением) красителя из крохотного сопла. Одно или несколько сопел устанавливаются на печатающей головке, которая аналогично точечно-матричным принтерам в процессе работы устройства перемещается относительно бумаги. • Различают два основных типа струйных принтеров: 1. с непрерывной подачей красителя; 2. с капельным микродозатором.
• В устройствах первого типа формируется непрерывный поток из маленьких капель, которые заряжаются и, пролетая через электрическое поле, отклоняются в вертикальной плоскости пропорционально их заряду. Вспомним, что горизонтальное отклонение обеспечивается перемещением печатающей головки. Капли, которые не должны делать точку на бумаге, отклоняются в специальный желоб, по которому краска возвращается в резервуар для последующего использования. • Принтеры второго типа (с капельным микро-дозатором) содержат матрицу или столбец вертикально расположенных сопел, и принцип формирования изображений в них аналогичен точечно-матричным печатающим устройствам. При горизонтальном движении печатающей головки из сопел в нужные моменты времени «выстреливаются» капли, которые попадают на бумагу. В этом случае отпадает необходимость отклонять поток капель.
• Проблема предотвращения засыхания чернил в соплах и одновременно с этим обеспечения быстрого их высыхания при попадании на бумагу. Она решается либо путем погружения сопел в резервуар с красителем, либо автоматизацией очистки сопел, либо благодаря использованию красителя, расплавляющегося при нагревании и затвердевающего при остывании. Последний способ решения проблемы представляется наиболее перспективным. Для его реализации достаточно подогреть сопла и, возможно, резервуар с красителем. • Струйная технология является одним из основных видов получения высококачественной цветной печати. Для цветной печати, как правило, используются красители уже названных четырех цветов. Попарное их смешение до нанесения капель на бумагу дает еще три цвета. Чтобы выйти за семицветное ограничение, струйные принтеры используют прием, известный как подмешивание.
Лазерные принтеры • В основе большинства лазерных принтеров лежит электрофотографический принцип печати, заимствованный из ксерографии, где используется свойство фоточувствительных материалов изменять свой поверхностный заряд в зависимости от освещенности. Лазерный принтер содержит вращающийся барабан (реже – ленту), покрытый фоточувствительным (светочувствительным) материалом. В исходном состоянии поверхность барабана электрически нейтральна или имеет электрический заряд, равномерно по ней распределенный (в зависимости от разновидности принтера).
• Лазерные принтеры отличаются высокими быстродействием, разрешающей способностью и соответственно качеством печати, а также великолепными графическими возможностями и низким уровнем шума. Низкоскоростные устройства обеспечивают печать со скоростью 6– 8 страница/мин. , а высокоскоростные – 20 и более страница/мин. В ближайшем будущем планируется довести их быстродействие до 50 страница/мин. Обеспечивается автоматическая подача бумаги. К недостаткам лазерных принтеров следует отнести низкую надежность из-за большой сложности и высокую стоимость. • На стоимость лазерного принтера влияют два фактора: разрешение и скорость. В нижнем ценовом диапазоне расположены устройства, способные печатать четыре страницы в минуту с разрешением 600 dpi. Более дорогие модели обладают разрешением 1200 dpi или выше и скоростью печати восемь или более страниц в минуту.
Плоттеры • плоттеры, использующие фрикционный прижим для перемещения бумаги в направлении одной оси и движения пера по другой; • барабанные (или рулонные плоттеры), работающие примерно так же, как и фрикционные, но использующие для перемещения непрерывной перфорированной ленты бумаги специальный трактор (Tractor Feed); • планшетные плоттеры, в которых бумага неподвижна, а перо перемещается по обеим осям.
• Наиболее часто с персональными компьютерами используются первый и третий типы графопостроителей, которые рассчитаны на форматы бумаги A 3 или A 4. Тем не менее, существуют планшетные графопостроители даже для формата A 0. • Различные модели плоттеров могут иметь как одно, так и несколько перьев различного цвета (обычно 4– 8). Перья бывают трех различных типов: фитильные (заправляемые чернилами), шариковые (аналог шариковой ручки) и с трубчатым пишущим узлом (инкографы). Для заправки последнего типа перьев применяется специальная тушь. • В настоящее время стандартом де-факто для планшетных графопостроителей являются устройства фирмы Hewlett. Packard. Кроме того, графический язык HP-GL (Hewlett. Packard Graphics Language) также стал фактическим стандартом в промышленности.
Скачать презентацию Аппаратное обеспечение вычислительных систем Материнская плата
Аппаратное обеспечение ВС Лекция 2.pptx