2.2. Логічна схема комп'ютера

Для того щоб у комп'ютер увести інформацію необхідний пристрій уве­дення для перетворення даних і команд (програмних кодів) у двійковий код. Для запам'ятовування даних і команд необхідно запам'ятовувальний пристрій.

Щоб робити обчислення й управляти всім обчислювальним процесом не­обхідно арифметико-логічний пристрій і пристрій керування - процесор. І на­решті, для виводу результатів обробки даних і перетворення їх у форму зру­чну для сприйняття людиною необхідний пристрій виводу. Виходячи з вище викла­деного, можна зобразити логічну схему комп'ютера рис. 2.1. Після того, як про­грама буде розміщена в оперативно - запам'ятовувальному пристрої, вона запускається на виконання. У пристрій керування надходять коди операцій (що робити), а в арифметико-логічний пристрій - дані (над, чим виконувати опера­цію).

Пристрій керування виробляє керуючі сигнали, що надходять в інші при­строї, які й забезпечують виконання даної операції. Потім з оперативно - запа­м'ятовувального пристрою вибирається наступна команда й організується її ви­конання. Цей процес триває до завершення всієї програми (програмного коду).

Рисунок 2.1. Логічна схема комп'ютера

2.3. Архітектура пк

Спрощена архітектура базової конфігурації персонального комп'ютера, що працює на принципі програмного керування, показана рис. 2.2.

Слово архі­тектура в перекладі с грецької мови – будівельне мистецтво, тому ми розгля­немо як побудований комп’ютер, і розглянемо базову кон­фігура­цію ПК. До базової конфігурації персонального комп'ютера відносяться чотири при­строї: системний блок; монітор; клавіатура; мишка. Ми будемо роз­глядати апа­ратне забезпечення комп'ютерів архітектури IBM PC.

Центральний процесор, внутрішня пам'ять, чипсети, шини, порти знахо­дяться на материнській платі, що конструктивно розміщена в системному блоці. У системному блоці, як пра­вило, знаходиться й зовнішня пам'ять (відно­сно материнської плати). Це накопичувачі на магнітних і оптичних дисках.

Рисунок 2.2. Спрощена архітектура ПК базової конфігурації

Пристрої, які розміщені в системному блоці, називаються внутрішніми. Всі пристрої уведення - виводу базової конфігурації (монітор, клавіатура, мишка) відносяться до зовнішніх пристроїв. Зовнішні додаткові пристрої, приз­начені для уведення, виводу й тривалого зберігання даних, називають периферійними.

Центральний мікропроцесор - основна мікросхема комп'ютера, у якій і виробляються всі обчислення. В сучасних комп’ютерах використовують декі­лька процесорів які іменуються ядрами.

Внутрішня пам'ять складається з оперативної пам'яті, для зберігання програм і даних під час роботи з комп'ютером і постійної для зберігання про­грам і даних для первісної роботи з комп'ютером при його включенні. Про­грами знаходяться в ПЗУ й тоді коли комп'ютер виключений. Комплект програм, що перебувають у ПЗУ утворять систему вводу-виводу (BIOS).

Зв'язок між всіма власними пристроями материнської плати й що підклю­чаються виконують її шини й логічні пристрої, розташовувані в мікросхемах мікропроцесорного комплекту (чипсета). До шин можуть підключатися різні пристрої, що розширюють функції комп'ютера: відеоадаптер, плати для робіт засобів мультимедіа, мережна плата для роботи в мережі Інтернет і ін.

Порти - спеціальні апаратно - логічні пристрої, відповідальні за зв'язок процесора із пристроями уведення - виводу. Порти також розміщені на мате­ринській платі в мікросхемах мікропроцесорного комплекту (чипсета).

Системний блок. Системний блок являє собою основний вузол, усере­дині якого встановлені найбільш важливі компоненти. По зовнішньому вигляді системні блоки розрізняють формою корпуса. Корпуса персональних комп'юте­рів випускаються в горизонтальному (desktop) і вертикальному (tower) вико­нанні. Корпуса, що мають вертикальне виконання, розрізняють по габари­тах: повнорозмірний (big tower), середньорозмірний (midi tower), малорозмірний (mini tower).

Крім форми, для корпуса важливий параметр, який називають форм -фак­тором. Від нього залежать вимоги до розташовуваних пристроїв. У цей час в основному використають корпуси двох форм - факторів: АТ і АТХ. Форм - фа­ктор корпуса повинен бути погоджений з форм - фактором материнської плати.

Базові зовнішні пристрої. Монітор – пристрій візуального подання ін­формації. Основні параметри монітора: розмір і крок маски екрана для елект­ронно – вакуумних моніторів , максимальна частота регенерації зобра­ження, клас захисту.

Монітори бувають: CRT (Cathode Ray Tub) на електронно – вакуумній трубці, LCD (Liquid Crystal Display) на рідких кристалах, PDP (Plasma Display Panels) – плазмені.

Розмір монітора виміряється між протилежними кутами трубки кіне­скопа по діагоналі (у дюймах). Стандартні розміри: 14”; 15”; 17”; 19”; 20”; 21”.

Крок маски - відстань між отворами (або щілинами) на панелі з регулярно розташованими отворами або щілинами, що встановлюється усередині проме­невої трубки перед люмінофором (0,25-0,27 мм). Маска необхідна для того, щоб три промені (червоний, зелений, синій) сходилися строго в одну точку.

Частота регенерації зображення показує, скільки разів у плині секунди монітор може повністю перемінити зображення (тому її також називають час­тотою кадрів: 75-100 Гц ). Роздільна здатність - кількість крапок по горизонталі й вертикалі.

Клас захисту визначається обмеженістю рівня електромагнітного випро­мінювання межами, безпечними для людини. Клас захисту визначається міжна­родними стандартами: MPR-I, TCO -92, TCO – 95, TCO – 99.

Клавіатура - клавішний пристрій керування персональним комп'ютером. Слу­жить для уведення алфавітно-цифрових даних, а також команд керування. Комбінація монітора й клавіатури забезпечує найпростіший інтерфейс користу­вача. За допомогою клавіатури управляють комп'ютерною системою, а за до­помогою монітора одержують від її відгук.

Клавіатура відноситься до стандартних засобів персонального комп'ю­тера. Її основні функції не мають потреби в підтримці спеціальними систем­ними програмами (драйверами). Необхідне програмне забезпечення для початку роботи з комп'ютером уже є в мікросхемі ПЗП в складі базової сис­теми уведення - виводу (BIOS), і тому комп'ютер реагує на натискання клавіш відразу після включення.

Принцип дії. Клавіатура відноситься до стандартних засобів персональ­ного комп'ютера. Її основні функції не мають потреби в підтримці спеціаль­ними системними програмами (драйверами). Необхідне програмне за­безпечення для початку роботи з комп'ютером уже є в мікросхемі ПЗП в складі базової системи введення - виведення (BIOS), і тому комп'ютер реагує на нати­скання клавіш відразу після його включення.

Принцип дії полягає в наступному:

1. При натисканні на клавішу (або комбінацію клавіш) спеціальна мікрос­хема, вбудована в клавіатуру, видає так званий скан - код.

2. Скан - код надходить у мікросхему, що виконує функції порту клавіа­тури.

3. Порт клавіатури видає процесору переривання з фіксованим номером. Для клавіатури номер переривання 9 (Interrupt 9).

4. Одержавши переривання, процесор відкладає поточну роботу й по но­меру переривання звертається в спеціальну область оперативної пам'яті, у якій знаходиться так званий вектор переривань. Вектор переривань - це список адресних даних з фіксованою довжиною запису. Кожний запис мі­стить адресу програми, що повинна обслужити переривання з номером, що збігається з номером запису.

5. Визначивши адресу початку програми, що обробляє переривання яке вини­кнуло, процесор переходить до її виконання. Найпростіша програма обробки клавіатурного переривання «зашита» у мікросхему ПЗП, але можна запропонувати замість її свою програму, якщо змінити дані у век­торі переривань.

6. Програма - оброблювач переривання «направляє» процесор до порту клавіа­тури, де він знаходить скан - код, завантажує його у свої регістри потім під управлінням програми - оброблювача визначає, який код сим­волу відповідає даному скан - коду.

7. Далі оброблювач переривань відправляє отриманий код символу в неве­лику область пам'яті, відому як буфер клавіатури, і припиняє свою ро­боту, сповістивши про це процесор.

8. Процесор припиняє обробку переривання й вертається до відкладеного за­вдання.

9. Уведений символ зберігається в буфері клавіатури доти, поки його не за­бере звідти та програма, для якої він і призначався, наприклад текстовий процесор. Якщо символи надходять у буфер частіше, ніж забираються звідти, наступає ефект переповнення буфера. У цьому випадку уведення нових символів на якийсь час припиняється. На практиці в цей момент при натисканні на клавішу ми чуємо попереджуючий звуковий сигнал і не спостерігаємо уведення нових даних.

Склад клавіатури. Стандартна клавіатура має 101 клавішу, функціона­льно розподілених на декілька груп: група алфавітно - цифрових клавіш, функ­ціональних, керування курсором, додаткової клавіатури, службових кла­віш.

Група алфавітно - цифрових клавіш призначена для введення знакової інформації й команд, що набираються по буквах. Кожна клавіша може працю­вати в декількох режимах (регістрах) і, відповідно, може використовуватись для уведення декількох символів. Перемикання між нижнім регістром (для уве­дення рядкових символів) і верхнім регістром (для уведення прописних симво­лів) виконують утриманням клавіші SHIFT. Для фіксації регістра вико­ристовується клавіша CAPS LOCK. Якщо клавіатура використовується для уведення даних тоді абзац закривають натисканням клавіші ENTER. При цьому починається уведення тексту з нового рядка. Якщо клавіатуру викорис­товується для уведення команд, клавішею ENTER завершують уведення ко­манди, після чого команда починає виконуватися.

Для різних мов існують різні схеми закріплення символів національних алфавітів за конкретними алфавітно - цифровими клавішами. Такі схеми нази­вають розкладками клавіатури. Перемикання між різними розкладками вико­нуються програмним способом - це одна з функцій операційної системи. Відповідно, спосіб перемикання залежить від того, у якій операційній системі працює комп'ютер. В операційній системі Windows XP для перемикання розк­ладки клавіатури використовуються наступні комбінації клавіш: ALT + SHIFT або CTRL + SHIFT.

Розкладки прийнято йменувати по символах, закріпленими за першими клавішами верхнього рядка алфавітної групи. Типова розкладка QWERTY - англійська, ЙЦУКЕНГ - російська. Для того що вивчити розташування симво­лів кирилиці на клавіатурі треба запам’ятати такі слова на алфавітно – цифро­вому полі: ЙЦУКЕНГ, ШЩЗХЪ - 1 ряд. ФЫВА, ПРОЛДЖЭ – 2 ряд. ЯЧ, СМИТЬ, БЮ - 3 ряд. Для української мови відповідно буква ы це і, ъ – ї, э – є.

Група функціональних клавіш включає дванадцять клавіш від F1 до F12, розміщених у верхній частині клавіатури. Функції, закріплені за даними клавішами, залежать від властивостей конкретної працюючої в цей момент про­грами. Для більшості програм клавіша F1 викликає довідкову систему, у якій можна знайти довідку про дію інших клавіш.

Службові клавіші розташовуються поруч із клавішами алфавітно - циф­рової групи. У зв'язку з тим, що ними доводиться користуватися особливо ча­сто, вони мають збільшений розмір. До них відносяться розглянуті вище кла­віші SHIFT і ENTER, ALT і CTRL (їх використають у комбінації з іншими клавішами), клавіша TAB (для уведення позицій табуляції при наборі тексту), клавіша ESC (Escape - скасування ) для відмови від виконання останньої уве­деної, клавіша BACKSPACE для видалення тільки що уведених знаків, це клавіша на якій зображена стрілочка над клавішею Enter. Інші клавіші керу­вання:

PRINT SCREEN - друк поточного стану екрана на принтері або збере­ження в спеціальній області оперативної пам'яті, яка називається буфером обміну (для Windows)

SCROLL LOCK - перемикання режиму роботи в деяких програмах.

PAUSE/BREAK - припинення/переривання поточного процесу.

Клавіші керування курсором (курсор указує місце уведення знакової інформації) розміщені праворуч від алфавітно - цифрової панелі. Клавіші керу­вання курсором дозволяють управляти позицією уведення.

Чотири клавіші зі стрілками виконують переміщення курсору в напря­мку, зазначеними стрілками. Інші клавіші керування мають наступне призна­чення:

PAGE UP/PAGE DOWN - перехід курсору на одну сторінку нагору або вниз (сторінка - фрагмент документа видимого на екрані). Дії цих клавіш може бути модифіковане в програмі за допомогою клавіш SHIFT і CTRL.

HOME і END переводять курсор у початок або кінець поточного рядка, відповідно. Їхня дія також може бути модифіковано регістровими клавішами.

INSERT - установлює режим вставки або заміни символів при їхньому уведенні. Залежно від властивостей програми дія клавіші може бути іншим.

DELETE - для видалення знаків праворуч від поточного положення кур­сору.

Група клавіш додаткової панелі дублюють дії цифрових і деяких зна­кових клавіш основної панелі. Включається ця група за допомогою клавіші NUM LOCK. За додатковою клавіатурою зберігається важлива функція уве­дення символів, для яких відомий розширений код ASCII, але невідоме закріп­лення за клавішею клавіатури.

Наприклад, символ «» (кутовий градус) має код 0176, але відповідної клавіші на клавіатурі немає. У таких випадках для уведення використовують додаткову панель. Для уведення символу необхідно натиснути клавішу ALT і не відпускаючи її на полі додаткової клавіатурі набрати код символу, а потім відпустити клавішу ALT і символ з'явиться на екрані. Щоб дізнатися код сим­волу для операційної системи Windows необхідно викликати таблицю символів кодів ASCII командою: Пуск ► Программы ► Стандартные ► Служебные ► Таблица символов.

Мишка - це пристрій управління маніпуляторного типу. Переміщення миші по плоскій поверхні синхронізовано з переміщенням графічного об'єкта (покажчика мишки) на екрані монітора.

На відміну від розглянутої раніше клавіатури, мишка не є стандартним органом керування, і персональний комп'ютер не має для неї виділеного порту. Для миші немає й постійного виділеного переривання, а базові засоби уведення й виводу (BIOS) комп'ютера, розміщені в постійному запам'ятовувальному пристрої ПЗП, не містять програмних засобів для обробки переривань миші.

Так - як програмних засобів для миші не передбачені в BIOS то в перший момент після включення комп'ютера вона не працює. Для її роботи необхідно запустити в роботу системну програму - драйвера мишки. Драйвер установлю­ється при установці операційної системи Windows. Для роботи з материнською платою для мишки використається один зі стандартних портів, а програмний засіб який забезпечує роботу мишки є в складі BIOS. Драйвер мишки призна­чений для інтерпретації сигналів, що надходять через порт. Крім того, він забезпечує механізм передачі інформації про положення й стан миші операцій­ній системі й працюючим програмам.

Комп'ютером управляють переміщенням мишки по площині й короткоча­сним натисканням правої й лівої кнопок. Натискання кнопок називаються клацаннями. Миша не використається для уведення знакової інформації - її прин­цип керування є подіями . Переміщення мишки й клацання її кнопок є по­діями для драйвера мишки. Аналізуючи ці події, драйвер установлює, коли відбулася подія, і в якому місці екрана в цей момент перебував покажчик. Ці дані передаються в прикладну програму, з якої працює користувач. По них про­грама може визначити команду, що мав на увазі користувач, і приступити до її виконання.

Комбінація монітора й мишки забезпечують графічний інтерфейс. Корис­тувач спостерігає на екрані графічні об'єкти й елементи керування. За допомо­гою мишки він змінює властивості об'єктів і пускає в хід елементи керу­вання комп'ютерної системи, а за допомогою монітора одержує від її відгук у графіч­ному виді.

Дисковід гнучких дисків конструктивно находиться в системному блоці але він відноситься до зовнішніх пристроїв. Він необхідний для запису й зчитування невеликого обсягу, даних на гнучкий магнітний диск. Нині стандар­тними вважають диски розміром 3,5 дюйми високої щільності. Вони мають єм­ність 1440 Кбайт. Сам диск виготовлений зі спеціальної пластмаси з ферома­гні­тним покриттям, його поміщено у жорсткий пластмасовий корпус. Виріз у корпусі для доступу до дискети у звичайному стані закритий пересувною мета­левою чи пластмасовою шторкою. Для заборони записування на дискету у лі­вому верхньому куті передбачено вікно захисту ( у закритому стані запису­вання на дискету блокується). Отвір у правому верхньому куті служить озна­кою того, що дискета має ємність 1,44 Мбайт. Дані на гнучкому диску роз­міщуються на концентричних доріжках, які утворюються після форматування дискети. Доріжки нумеруються від зовнішнього краю, починаючи з нуля. У свою чергу, кожна з доріжок розбивається на рівні ділянки – сектори. Секторам на доріжці також привласнюються номери, починаючи з нуля. Сектор з нульо­вим номером на кожній доріжці резервується для ідентифікації записаної інфо­рмації, а не для зберігання даних. Найменшу ділянку диска, з якою працює операційна система, називають кластером. Кластер складається з одного або декількох секторів. Поверхня гнучкого диска являє собою послідовність точко­вих позицій, кожна з яких асоціюється з бітом інформації. Точкові позиції зна­ходяться на доріжках. Нову дискету перед використанням необхідно підго­тувати до роботи, тобто відформатувати.

Форматування дискети - це процес розмітки її поверхні засобами опера­ційної системи на сектори й доріжки. Кількість секторів і доріжок може зада­вати сам користувач. Так якщо на одній поверхні 18 секторів і 80 доріжок, то кількість сегментів складе 18*80 = 1440 сегментів. У кожному сегменті роз­мі­щається 512 байт інформації. Неважко підрахувати, що на одній поверхні дискети можна розмістити 720 Кбайт інформації, а на двох 1.4 Мбайт. Якщо при форматуванні переноситься операційна система, тоді на нульову доріжку й нульовий сектор (який називається BOOT сектор) переноситься програма запу­ску операційної системи. Далі записується FAT таблиця, у якій вказується місце розташування даних файлу на дискеті. Після FAT таблиці розташований сектор DIR (Каталог), у якому вказується структура файлової системи. Після цих трьох секторів розташована область даних.

Організація файлової системи на дисках. Файлова система - це спосіб зберігання файлів і папок на дисках комп'ютера. Всі сучасні дискові операційні системи забезпечують створення (організацію) файлової системи, призначеної для зберігання даних на дисках і забезпечення доступу до них. Принцип органі­зації файлової системи - табличний. Дані про те, у якому місці диска записаний той або інший файл, зберігаються в системній області диска в спеціальних таб­лицях розміщення файлів, FAT- таблицях. Оскільки порушення FAT- таблиці приводять до неможливості скористатися даними, записаними на диску, до неї пред'являються особливі вимоги надійності, і вона існує у двох екземплярах, ідентичність яких регулярно контролюється засобами операційної системи.

Найменшою фізичною одиницею зберігання даних є сектор. Розмір сек­тора дорівнює 512 байт. Оскільки розмір FAT - таблиці обмежений, то для дис­ків, розмір яких перевищує 32 Мбайт, забезпечити адресацію до кожного окремого сектора (при розмірі диска 32 Мбайт (33554432 байт кількість адрес­них секторів 32 Мбайт: 512 байт = 65536 ) не представляється можливим (фі­зично складно). У зв'язку із цим групи секторів умовно поєднуються в клас­тери. Кластер є найменшою одиницею адресації до даних. Розмір кластера, на відміну від розміру сектора, не фіксований і залежить від ємності диска.

Інформація про розміщення файлів у пронумерованих кластерах зберіга­ється в таблицях розміщення файлів, записаних на диску (як зміст зі списком сторінок у книгах).

Операційні системи MS – DOS, OS/2, Windows 95 реалізують 16 - розря­дні поля в таблицях розміщення файлів. Така файлова система називається FAT 16 (зараз вона є застарілою). Вона дозволяє розмістити в FAT - таблицях не бі­льше 65536 записів (216) про місце розташування одиниць зберігання даних і, відповідно, для дисків обсягів 2 Гбайт (2097152 Кбайт) довжина кластера складе 32 Кбайт (2Гбайт : 65536 = 32 Кбайт - 64 сектора). Це не раціональна ви­трата робочого дискового простору, оскільки будь-який файл, навіть дуже ма­ленький (наприклад 512 байт) , повністю окупує весь кластер, якому відпові­дає тільки один адресний запис у таблиці розміщення файлів. Навіть якщо файл до­сить великий і розташовується в декількох кластерах, однаково в його кінці утвориться якийсь залишок дискового простору, що нераціонально витрачає ці­лий кластер.

Для сучасних жорстких дисків втрати робочого простору диска, пов'язані з неефективністю файлової системи, досить значні й можуть становити від 25% до 40% повної ємності диска, залежно від середнього розміру файлів, що збері­гаються. З дисками розмірами більше 2 Гбайт система FAT 16 взагалі працю­вати не може.

У операційних системах починаючи з Windows 98 використовується більш ефективна організація файлової системи - FAT 32 з 32 розрядними по­лями в таблиці розміщення файлів. Для адресації до одиниць зберігання даних (до кластерів) приділяється 21 розряд (2²¹ = 2097152 запису). Для дисків розмі­рами до 8 Гбайт (8388608 Кбайт) ця система забезпечує розмір кластера 4 Кбайт (8 Гбайт : 2²¹ = 4 Кбайт - 8 секторів). Максимальний розмір дискового тому у файловій системі FAT 32 - 2 Тбайт. Головне що потрібно знати що чим більші розрядні поля використовуються у файловій системі тим краще.

Переваги файлової системи FAT:

• швидкий доступ до інформації, що знаходиться на вінчестері невеликих за обсягом;

• не вимагає великого обсягу оперативної пам’яті для роботи;

• швидко працює з каталогами невеликих за обсягом.

Недоліки FAT:

• втрата швидкодії при великому ступені фрагментованості дискового прос­тору;

• повільна робота з великими за обсягом каталогами та файлами;

• низьке забезпечення безпеки зберігання даних (неможливість зберігання даних про права доступу до даних).

У сучасних комп’ютерах з операційною системою Windows XP/Vista та ін. ви­користовується файлова система NTFS (New Technology File System). Вона була розроблена ще для Windows NT. Максимальний розмір дискового тому у файловій системі NTFS 16 Екзабайт (1 Екзабайт дорівнює 1 073 741 824 Гіга­байт. Щоб було зрозуміло що це великий об’єм пам’яті треба уявити собі, що при швидкості запису на диск 1 Мбайт за секунду він буде записуватися 300 років. Розмір дискового тому файлової системи NTFS буде обмежуватись роз­мірами встановленого у системі жорсткого диска. Кожен елемент файлової сис­теми NTFS являє собою файл, а найголовніший файл має назву MTF (Master File Table), який є централізованим каталогом всіх інших файлів диска та себе самого. Файл MTF поділений на записи однакового розміру (частіше 1 Кбайт), а кожний запис відповідає певному файлу. Каталог у файловій системі NTFS являє собою специфічний файл, що зберігає посилання на інші файли і каталоги та містить інформацію про ім’я фала, базові атрибути та посилання на елемент MTF, який надає повну інформацію про елемент каталогу.

Позитивні риси файлової системи NTFS:

• підтримка максимально можливих розмірів дискових томів;

• швидка робота з жорстким диском великого розміру (до 16 Екзабайт);

• швидка робота з файлами великого розміру та великими за обсягом катало­гами;

• надання користувачам індивідуальних прав доступу.

Недоліки файлової системи NTFS:

• великі вимоги до оперативної пам’яті комп’ютера;

• від жорсткого диска забирається 12% місця під MTF;

• не рекомендовано використовувати NTFS на повільних старих жорстких дисках.

Мінімальний рекомендований розмір диска для використання файлової системи NTFS дорівнює 10 Гбайт. Файлова система NTFS для роботи викорис­товує систему кодування символів Unicode а система FAT 32 – ASCII.

Жорсткий диск (вінчестер) - основний пристрій довгострокового зберігання більших обсягів даних і програм. Контролер жорсткого диска входить до складу чипсета. Теоретична межа ємності однієї пластини вінчестера становить 20 Гбайт. Швидкість обертання може бути до 12000 об/мин. Кожна поверхня кожного з дисків розбивається на окремі доріжки. Доріжки на одній вертикалі на всіх поверхнях утворять, циліндр. Поверхня жорсткого диска розглядається як тривимірна матриця, вимірами якої є номера поверхні, циліндра, сектора. Під циліндром розуміється сукупність всіх доріжок, що належать різним по­верхням і перебувають на рівному видаленні від осі обертання. Доріжка розбивається на сектори. Диск розбивається на зони, у межах яких кількість се­кторів постійно. Чим зона далі від центра, тим більше вона містить секторів. Доступ до необхідної інформації здійснюється по номеру доріжки, номеру ци­ліндра, номеру сектору.

Основні параметри вінчестера: середній час доступу до сектору (яке ви­значається часом позиціонуванням магнітних головок на доріжці та часом очікування сектору), швидкістю обміном даних. Середній час доступу в сучас­них вінчестерах 5-6 мкс. В залежності от типу інтерфейсу швидкість обміну да­них може бути до 13- 16 Мбай/с для інтерфейсу типа EIDE, до 80 Мбайт/с для інтерфейсу типа SCSI і від 50 Мбайт/с і більше для сучасних інтерфейсів типа IEEE 1394. Для інтерфейсу SATA, це для вінчестерів об’єм яких сотні Гбайт, швидкість обміну даних може бути до 3 Гбайт/с.

Дисковід компакт - дисків CD – ROM. У період з 1994-1995 роки в базову конфігурацію персональних комп'ютерів перестали включати дисководи гнуч­ких дисків діаметрів 5,25 дюйма, але замість них стандартної стала вважатися установка дисководу CD - ROM - Compact Disk Read - Only Memory, що має такі ж зовнішні розміри.

Принцип дії цього пристрою складається в зчитуванні числових даних за допомогою лазерного променя, що відбивається від поверхні диска. Поле диска складається з безлічі поглиблень. Чергування поглиблень це і є числові дані. Обсяг даних на компакт диску становить 700 Мбайт. Більші обсяги даних хара­ктерні для мультимедійної інформації (графіка, музика, відео), тому дисководи CD - ROM відносять до апаратних засобів мультимедіа. Програмні продукти, розповсюджувані на лазерних дисках, називають мультимедійними виданнями. На диски CD - ROM користувач не може здійснити запис. Основним парамет­ром дисководів CD - ROM є швидкість читання даних. Вона виміряється в кратних частках. За одиницю виміру прийнята швидкість читання в перших се­рійних зразках, що становив 150 Кбайт/с. Таким чином, дисковід з учет­ве­рен­ною швидкістю забезпечує продуктивність 600 Кбайт/с. У цей час найбільше поширення одержали пристрої читання компакт-дисків CD - ROM 52х швид­кісні. Сучасні пристрої компакт-дисків з однократним записом мають від 4х до 8х швидкостей, а з багаторазової до 4х.

Накопичувачі CD – R (Compact Disk Recorder) дозволяє однократно запи­сувати інформацію на диски діаметром 120 і 80 мм. Промінь лазера пропалює плівку на поверхні диска, міняючи його відбивну здатність. Перезапис немож­ливий. Такі диски читаються на будь-якому приводі CD-ROM.

Накопичувачі CD- RW дозволяють робити багаторазовий запис на диск. Тут використається властивість робочого шару переходити під дією лазерного променя в кристалічний або аморфний стан, що мають різну відбивну здатність. Такі диски можуть не читатись на застарілих приводах CD - ROM.

Накопичувачі DVD (Digital Versatile Disc) – цифровий багатосторонній (універ­сальний) диск. Призначений для зберігання відео, аудіо високої якості, комп'ю­терної інформації великого обсягу. Однобічні одношарові DVD мають ємність 4,7 Гбайт інформації, двошарові – 8,5 Гбайт, двосторонні одношарові 9,4 Гбайт, двошарові – 17 Гбайт. Щільність запису вище, ніж у звичайних CD-ROM. Накопичувачі DVD можуть читати звичайні CD-ROM – диски. Двошвид­кісні накопичувачі DVD можуть читати й CD- RW – диски.

Накопичувачі DVD – RAM дозволяють записувати й перезаписувати ін­формацію. На однобічному одношаровому диску 2,58 Гбайт даних, на двосто­ронньому 5,2 Гбайт. Накопичувачі на змінних жорстких дисках наближа­ються до параметрів пристроїв із твердими незнімними дисками. Накопичувачі з форм – фактором 3,5^’’ мають ємність 230 Мбайт- 2 Гбайт.

До внутрішніх пристроїв персонального комп'ютера базової конфігурації відносяться наступні пристрої: материнська плата, відеокарта, звукова карт. Відеокарта та звукова карта можуть бути інтегровані в материнську плату тому їх можна віднести до внутрішніх пристроїв комп’ютера. Пристрої які розміщу­ються в системному блоці але є зовнішніми по відношенню до материнської плати: дисковід гнучкого диска, вінчестер, дисковід компакт - дисків

Материнська плата - основна плата персонального комп'ютера. На ній розміщаються:

• процесор - основна мікросхема, що виконує більшість математичних і ло­гічних операцій;

• мікропроцесорний комплект (чипсет)- набір мікросхем, керуючих робо­тою внутрішніх пристроїв комп'ютера й визначає функціональні основні можливості материнської плати;

• шини - набори провідників, по яких відбувається обмін сигналами між внутрішніми пристроями комп'ютера;

• оперативна пам'ять (ОЗУ) - набір мікросхем, призначених для тимчасо­вого зберігання даних, коли комп'ютер включений;

• постійно запам'ятовувальний пристрій (ПЗУ) - мікросхема, призна­чена для тривалого зберігання даних, у тому числі й коли комп'ютер виключений;

• рознімання (слоти) для підключення додаткових пристроїв до материн­ської плати.

Процесор конструктивно складається з комірок, схожих на комірки опе­ративної пам'яті, але в цих комірках дані можуть, не тільки зберігається, але й змінюватися. Внутрішні комірки процесора називають регістрами. Важливо та­кож відзначити, що дані, що потрапили в деякі регістри, розглядаються не як дані, а як команди, що управляють обробкою даних в інших регістрах. Серед регістрів процесора є й такі, які залежно від свого змісту здатні модифікувати виконання команд. Таким чином, управляючи засиланням даних у різні регіс­три процесора, можна управляти обробкою даних. На цьому й засноване вико­нання команд програм.

Процесор пов'язаний із багатьма пристроями й у першу чергу з оператив­ною пам'яттю за допомогою шин - це група провідників. Основних шин три: шини даних, адресна шина й командна шина.

У процесорів Intel Pentium адресна шина 32 розрядна. На адресній шині встановлюється двійковий 32 розрядна адреса комірок оперативної пам'яті.

По шині даних відбувається копіювання даних з оперативної пам'яті в ре­гістри процесора й назад. У комп'ютерах на базі процесора Intel Pentium шина даних 64 розрядна.

Команди з оперативної пам'яті, де зберігаються програми, надходять у процесор (у регістри ) по 32 (або 64, 128) розрядній шині команд. Таким чином, процесор обробляє такі дані: дані завдань, адресні дані, команди. Сукупність команд, що може виконувати процесор над даними, називають системою ко­манд. Так, наприклад, система команд процесорів Intel Pentium нараховує бі­льше тисячі різних команд. Такі процесори називають із розширеною систе­мою команд. Це процесори CISC. Існують і процесори зі скороченою системою ко­манд RISC, у яких кількість команд набагато менше й складні операції дово­диться емулювати за допомогою простих, що не завжди це ефективно, але час виконання команд трохи вище (процесори фірми AMD).

Сумісність процесорів. Якщо процесори мають однакову систему команд, то вони повністю сумісні на програмному рівні. Це означає, що програма, напи­сана для одного процесора, може виконуватися й іншими процесорами. Проце­сори, що мають різні системи команд, як правило, несумісні або обме­жено сумісні на програмному рівні. Сучасні процесори будують багатоядерними, тобто на одному кристалі фактично декілька процесорів, це дає змогу збільшу­вати швидкодію процесора, яка може складати декілька оди­ниць Ггц. Наприклад: CPU Intel s775 Core2 Duo E8400 – 3 Ghz.

Внутрішня пам’ять. До внутрішньої пам’яті належить:

• оперативна пам’ять;

• пам’ять BIOS;

• пам’ять пристроїв комп’ютера.

За способами зберігання даних пам’ять поділяється на тимчасову енерго­залежну і постійну енергонезалежну.

Оперативна пам'ять (RAM -Random Access Memory) - це масив криста­лічних комірок, здатних зберігати дані. В оперативну пам’ять завантажуються як системні програми, зокрема модулі операційної системи, так і прикладні програми користувачів. Будь-яку програму можна виконати тільки з оператив­ної пам’яті. Оперативна пам’ять це енергозалежна пам’ять, тобто після вимк­нення електроживлення її вміст губиться. Оскільки в момент увімкнення ком­п’ютера оперативна пам’ять порожня, комп’ютер починає завантажуватись з програми, розміщеної в енергозалежній пам’яті BIOS. Елементи внутрішньої пам’яті комп’ютера є комірки. Ємність комірки пам’яті кратна одному байту. Кожній комірці пам’яті привласнюється своя адреса чи номер. Комірки скла­даються з бітів. Фізично біти пам’яті організовані в матрицю, що складається з рядків і стовпців. Для зберігання байта використовується вісім матриць, тобто значення байта утворюють вісім бітів з однаковими координатами (значеннями номера рядка і стовпців) у кожній матриці. Повна адреса комірки даних містить два компоненти - адресу стовпця та адресу рядка. Внутрішня пам’ять реалізу­ється в одній чи декількох мікросхемах (чипах), кожна з яких має матричну структуру.

Керуванням доступу до пам’яті виконує контролер пам’яті, реалізований у мікросхемах головного моста. Існує два різновиди енергозалежної пам’яті: динамічна і статична.

Комірками пам’яті можуть бути, наприклад, мікроконденсатори (динамі­чна пам'ять DRAM) або тригери (статична пам'ять SRAM). Динамічна пам'ять вимагає постійної підзарядки, тому що вони постійно розряджаються.

Зарядженому стану конденсатора відповідає одиниця, розрядженому – нуль.

У реальному конденсаторі існує струм витоку, тому дані в оперативній пам’яті дуже швидко набуває значення 0, оскільки ємність конденсатора дуже мала і він дуже швидко розряджається. Відновлення (регенерація) даних відбу­вається під час виконання операцій зчитування чи запитування даних. Але, оскільки частота звернення до різних ділянок пам’яті різна, не можна гаранту­вати, що до конкретних даних буде звернення до того, як вони «зникнуть». Тому в комп’ютері реалізовано спеціальну схему регенерації, яка через визна­чені проміжки часу (декілька мілісекунд) зчитує увесь вміст динамічної пам’яті. Під час регенерації центральний процесор знаходиться в стані очіку­вання.

Така пам'ять дешевше статичної пам'яті, але статична пам'ять має високу швидкодію. Динамічна пам'ять використається в ОЗП (оперативно за­па­м’ятовуючий пристрій) а статична в кеш - пам'яті (допоміжна пам'ять). Ста­тичну пам’ять використовують там, де ємність пам’яті невелика і потрібний швидкий доступ до даних, тобто в кеш-пам’яті. Крім того, статичну пам’ять ви­користовують у мікроконтролерах різних електронних пристроїв. Кожна комі­рка пам'яті має свою адресу, що виражається числом. У цей час прийнята 32 розрядна адресація, а це означає, що всього незалежних адрес може бути 2³².

Таким чином, теоретично оперативна пам'ять може бути 2³² = 4,3 Гбайт.

Одна комірка містить вісім двійкових осередків, у яких можна зберігати 8 біт, тобто один байт даних. Тоді адреса будь-якої комірки пам'яті можна виразити чотирма байтами. Оперативна пам'ять у комп'ютері розміщається на стандарт­них панелях, які називаються модулями. Модулі оперативної пам'яті вставля­ють у відповідні слоти на материнській платі. Модулі пам'яті мають 2 вико­нан­ня - однорядні (SIMM) і дворядні (DIMM). Однорядні встановлюються парами а дворядні можна встановлювати по одному. Комбінувати модулі на одній платі різних типів не можна. Час доступу до оперативної пам'яті для мо­дулів SIMM становить 50-70 нс. а для DIMM 7-10 нс.

Залежно від форм - фактора розрізняють такі види модулів пам’яті:

• SIMM – модулі;

• DIMM – модулі;

• DDR DIMM – модулі;

• SODIM – модулі;

• RIMM – модулі.

SIMM (Single In-Line Module) – модулі це перші модулі пам’яті які були однорядними, оскільки електричні контакти зі слотом з обох боків карти попа­рно з’єднувались між собою, тобто фактично були однобічними. Для установ­лення мікросхем на карту використовували корпуси SOJ. Вони були 30 контак­тними потім 70. Їх замінили DIMM – модулі. Такі модулі мають елект­рично незалежні контакти по обидва боки розняття. Найпоширеніші 168 конта­ктні 64 розрядні модулі DIMM мають 84 контакти з кожного боку і два ключі. Модуль DDR DIMM містить 184 контакти і один ключ. Один модуль DIMM може мати пам'ять: 512 Мбайт, 1024 або 2048 Мбайт. В сучасних комп’ютерах максималь­ний об’єм пам’яті 8 Гбайт. Модуль SODIM ( Small Out­line DIMM) призначений для портативних комп’ютерів, він має 144 контакти. Його модифі­кація SODIM DDR має 200 контактів та інше розміщення ключа. Модуль RIMM фірми Ram­bus (Rambus In –line Memory) має такі розміри як і DIMM модуль, але містить 232 контакти.

Через велику сукупну електричну ємність сучасних модулів пам’яті час їх зарядження стає неприпустимо великим, що призводить до втрати швидкодії. Щоб уникнути цього, деякі модулі забезпечують спеціальною мікросхемою – буферною пам’яттю, яка зберігає дані. Це сприяє більш швидкому доступу до пам’яті. Такі модулі містять у своїй назві слово Registered. Слід зазначити, що модулі Registered DIMM переважно несумісні з модулями DIMM.

Мікросхема ПЗП й система BIOS. У момент включення даних у опера­тивній пам'яті немає нічого - ні програм, ні даних, оскільки оперативна пам'ять не може нічого зберігати без підзарядки комірок більше сотих часток секунди, але процесору потрібні команди, у тому числі й у перший момент пі­сля вклю­чення. Тому відразу після включення на адресній шині процесора виставляється стартова адреса. Це відбувається апаратно, без участі програм. Процесор звер­тається за своєю першою командою й далі починає працювати по програмі.

Звернення відбувається до пам'яті, що називається постійний запам'ято­вувальний пристрій (ПЗП).

Постійна пам’ять NVRAM (Non Volatile RAM) не має потреби в електро­живленні для зберігання даних.

Існують такі типи постійної (енергонезалежної) пам’яті:

• пам’ять тільки для зчитування ROM;

• програмована ROM-PROM (Programmable ROM)

• програмована ROM, що стирається, - EPROM (Erasable Programmable ROM);

• PROM, що стирається електричним способом, - EEPROM (Electrically Eras­able PROM);

• Flash - пам’ять;

• фероелектрична RAM – FRAM (Ferroelectric RAM);

• магнітна RAM-MRAM (Magnetic RAM).

Мікросхема ПЗУ здатна зберігати тривалий час інформацію й при виклю­ченому комп'ютері. Програми, які знаходяться у ПЗУ, є «зашитими». В них ви­користовуються елементи, що можуть знаходитись в одному з двох станів: у стані «1», якщо пропускають струм; у стані «0», якщо не пропускають.

Комплект програм, що знаходиться у ПЗУ, утворює базову систему уве­дення - виводу (BIOS- Basic Input Output System). Основне призначення про­грам ПЗУ полягає в тому, щоб перевірити склад і працездатність комп'юте­рної системи й забезпечити взаємодію із клавіатурою, монітором, жорстким диском і дисководом гнучких дисків. Програми, які входять у BIOS, дозволяють спо­стерігати на екранів діагностичні повідомлення, що супроводжують заванта­ження комп’ютера. Програми, BIOS дозволяють втручатися в хід запуску за до­помогою клавіатури. Засоби BIOS не можуть забезпечити роботу всіх можливих пристроїв. Так, наприклад, виготовлювачі BIOS абсолютно нічого не знають про параметри жорстких і гнучких дисків, їм не відомі ні склад, ні влас­тивості конкретної обчислювальної системи. Тому аби розпочати роботу з ін­шим устаткуванням, програми, які входять до складу BIOS, повинні знати, де можна знайти потрібну інформацію.

Енергозалежна пам'ять CMOS. Ця пам'ять постійно одержує живлення від невеликої батарейки, розташованої на материнській платі. У мікросхемі CMOS зберігаються дані про гнучкі й жорсткі диски, про процесор, про деякі інші пристрої материнської плати. Показання системних годин також зберіга­ються в пам'яті CMOS. Дані в цю пам'ять можна заносити й змінювати самос­тійно, відповідно до того, яке встаткування входить до складу системи. Таким чином, програми, записані в BIOS, зчитують дані про параметри й состав уста­ткування комп'ютера з мікросхеми CMOS, після чого вони можуть вико­нати - звертання до жорсткого диска або гнучкому, і передати керування тим програ­мам, які там записані.

Шинні інтерфейси материнської плати для підключення зовнішніх при­строїв. Зв'язок між всіма пристроями материнської плати виконують її шини й логічні пристрої, розміщені в мікросхемах мікропроцесорного комплекту (чип­сета). Від архітектури цих елементів багато в чому залежить продуктивність комп'ютера.

Розрізняють наступні типи шин: ISA, EISA, VLB, PCI, FSB, USB.

Шина ISA (Industry Standard Architecture) була першою шиною в персо­нальному ком­п'ютері, що зв'язала всі пристрої системного блоку між собою й забезпечила просте підключення нових пристроїв через стандартні рознімання (слоти). Про­пускна здатність шини 5, 5 Мбайт/с.

Шина EISA (Extended ISA) як і шина ISA є застарілою й випуск материн­ських плат із цими шинами й пристроїв для підключення до них в 2000 році припинений, пропускна здатність до 32 Мбайт/с.

Шина VLB спочатку бала локальною шиною, що зв'язувала процесор і оперативну пам'ять і працювала на тактовій частоті до 50 МГц мала пікову пропускну здатність до 130 Мбайт/с.

Шина PCI (Peripheral Component Interconnect) - стандарт підключення зо­внішніх пристроїв). Спочатку це був інтерфейс локальної шини, що зв'язує процесор з оперативною пам'яттю. В сучасних комп’ютерах інтерфейс викори­стовується як шина для підключення зовнішніх пристроїв. Останні версії інте­рфейсу підтримують частоту до 66 МГц і забезпечує продуктивність 264 Мбайт/с для 32 розрядних даних і 528 Мбайт/с для 64 розрядних даних. Важ­ливим нововведенням, реалізованим цим стандартом, стала підтримка так зва­ного режиму plug and play. Цей режим став стандартом для пристроїв, що нази­ваються самоустановлювальні пристрої. Його суть полягає в тому, що після фізичного підключення зовнішнього пристрою до слоту шини PCI відбувається обмін даними між пристроями й материнською платою, у результаті, якого пристрій автоматично одержує номер використовуваного переривання, адреса порту підключення й номер каналу прямого доступу до пам'яті. Таким чином, була вирішена проблема володіння різними пристроями тими самими ресур­сами.

Шина FSB (Front Side Bas) використовується для зв'язку процесора з оперативною пам'яттю, а для зовнішніх пристроїв використається шина PCI. Шина FSB працює на частоті 100 - 133 МГц і ведуться розробки плат із часто­тою 200 МГц. Пропускна здатність шини 800 Мбайт/с при частоті 100 МГц.

Шина AGP (Advanced Graphic Port) у сучасних комп'ютерах використа­ється для підключення відеоадаптера. Має пропускну здатність 1066 Мбайт/з а працює на частоті шини PCI.

Шина USB (Universal serial Bus) - послідовна універсальна магістраль). Шина застосовується для взаємодії комп'ютера з периферійним устаткуванням. Ця шина дозволяє підключити до 256 різних пристроїв. Пристрої підключа­ються ланцюжками, кожний наступний пристрій підключається до поперед­нього.

Продуктивність шини відносно невелика й становить до 1,5 Мбит/с, але для таких пристроїв, як клавіатура , миша, модем, джойстик і т.п., цього досить. Її можна використати для об'єднання комп'ютерів у найпростішу мережу без за­стосування спеціального устаткування й програмного забезпечення.

Функції мікропроцесорного комплекту (чипсета). У сучасних ПК чипсет (мікропроцесорний комплект материнської плати) виконується на базі двох мі­кросхем, що одержали назву «північний міст» і «південний міст».

«Північний міст» управляє взаємозв'язком чотирьох пристроїв: проце­сора, оперативної пам'яті, порту AGP і шини PCI. Тому цю мікросхему назива­ють чотирьохпортовим контролером.

«Південний міст» називають також функціональним контролером. Він виконує функції контролера твердих і гнучких дисків, функції мосту шини PCI, контролера клавіатури, миші, шини USB і т.п.

Відеокарта (відеоадаптер). Разом з монітором відеокарта утворить відео­підсистему персонального комп'ютера. Відеоадаптер взяв на себе функції віде­оконтролера (зчитує дані про яскравість кожної крапки зображення з па­м'яті й управляє розгорненням горизонтального променя електронної гармати моні­тора), відеопроцесора (здійснює математичні обчислення по побудові зо­бра­жень) і відеопам'яті (містить дані про зображення).

У цей час застосовуються відеоадаптери SVGA, що забезпечують на ви­бір відтворення до 16,7 мільйонів кольорів з можливістю довільного вибору кі­лькості крапок на екрані зі стандартного ряду значень ( 640 х 480, 800 х 600, 1024 х 768, 1152 х 864, 1280 х 1024 крапок). Для 17” монітору оптимальна кі­лькість крапок екрану 1024х768. Чим вище розв'язна здатність екрана, тим менше зо­браження (тому що менші точки використовуються для зображення), виво­диться на екран, але при цьому елементів на екрані розташовується більше. Користувач повинен самостійно вибрати оптимальну розв'язну здатність ек­рана. Режими роботи з кольору:

High Color (65 тис. кольорів);

True Color (16,7 млн. кольорів).

Звукова карта підключається через слоти до материнської плати. Звукова карта виконує обчислювальні операції, пов'язані з обробкою звуку, мови, му­зики. Звук відтворюється через зовнішні звукові колонки, що підключаються до виходу звукової карти. На ній є також рознімання для підключення мікрофона. що дозволяє записувати мову або музику й зберігати їх на жорсткому диску для наступної обробки й використання.

Основним параметром звукової карти є розрядність, що визначає кіль­кість бітів, використовуваних при перетворенні сигналів з аналогової в цифрову форму й навпаки. Чим вище розрядність, тим менше погрішність, пов'язана з оцифровкою, тим вище якість звучання. Найбільше поширення мають 32 роз­рядні й 64 - розрядні пристрої.

В області відтворення звуку складною є справа зі стандартизацією. Багато фірм уводять свої внутрішні стандарти. Так, наприклад, у багатьох випадках стандартними вважають пристрою, сумісні із пристроями Sound Blaster, Crea­tive Labs.

Стандартні порти уведення/виводу. Порти - це пристрої, що реалізують послідовні й паралельні інтерфейси підключення зовнішніх пристроїв.

Паралельний порт частіше використається для підключення принтера. Сучасні стандарти паралельних інтерфейсів підтримують швидкість передачі даних на рівні 2-5 Мбіт/с. Пристрої, що підключаються, повинні розташовува­тися в безпосередній близькості від комп'ютера.

Послідовний порт використається для багатьох пристроїв, таких як миша, зовнішній модем, і ін. швидкість обміну даними не перевищує 9600 біт/с, але дані можуть передаватися на значну відстань.

Інфрачервоний порт використається для підключення пристроїв до пор­тативних комп'ютерів, а також для підключення принтера. Стандарти інфрачер­воного порту ґрунтуються на стандарті послідовного порту. Це безд­ротове з'єд­нання, засноване на інфрачервоному випромінюванні, забезпечує швидкість передачі даних до 4 Мбіт/с.

Порт USB установлюється на кожний сучасний комп'ютер. Він повинен замінити послідовний і паралельний порти. Порт USB реалізує послідовний ін­терфейс. Через цей порт можна підключати до 128 пристроїв. Швидкість пере­дачі даних до 12 Мбіт/с. Інтерфейс USB підтримує автовизначення та авто­кон­фігурацію пристрою, що підключається, і можливість підключення без пе­ревантаження комп'ютера.

Порт Fire Ware використається для високошвидкісних пристроїв, для яких недостатня швидкість порту USB. Інтерфейс підтримує синхронну й асин­хронну передачу даних зі швидкістю до 400 Мбіт/с. Швидкість обміну даних може мінятися для різних пристроїв. На один порт можуть підключатися до 63 пристроїв. Стандарт підтримує автовизначення пристроїв і «гаряче» підклю­чення. Інтерфейс може обробляти багато операцій уведення/виводу, не займа­ючи ресурсів центрального мікропроцесора.

Периферійні пристрої персонального комп'ютера. Периферійні пристрої персонального комп'ютера підключаються до шин і виконують допоміжні опе­рації. По призначенню їх можна розділити на: пристрої уведення даних; пристрої виводу даних; пристрої зберігання даних; пристрої обміну даними.

Пристрої уведення даних. До них відносяться:

Спеціальні клавіатури. Клавіа­тури, що мають спеціальну форму, розраховану з урахуванням вимог ергоно­міки, називають ергономічними клавіату­рами (клавіатура Дворака). Така клаві­атура має оптимізовану розкладку клавіш. Роботі із клавіатурою треба спеціально вчиться. По методу підключення до системного блоку розрізняють провідні й без­дротові клавіатури. Передача інфор­ма­ції в бездротових системах здійснюється інфрачервоним променем.

Пристрої командного керування. Спеціальні маніпулятори. Крім миші існують і інші типи маніпуляторів: трекболи, пенмауси, інфрачервоні миші.

Трекболи застосовуються в портативних комп'ютерах. Трекболи на від­міну від миші встановлюється стаціонарно, і його кулька приводиться в рух до­лонею руки. Пенмаус являє собою аналог кулькової авторучки, на кінці якої замість пишучого вузла встановлений вузол, що реєструє величину переміщення. Інфрачервона миша відрізняється від звичайної наявністю пристрою бездро­то­вого зв'язку із системним блоком. Для комп'ютерних ігор і в деяких спеціа­лізова­них імітаторах застосову­ють також маніпулятори важільно-натискного типу (джойстики) і аналогічні їм джойпади, геймпади й штурвально-педальні пристрої. Такі пристрої підк­лючаються до шини USB або до звукової карти.

Пристрою введення графічних даних. Для уведення графічної інфор­мації використають сканери, графічні планшети (дигитайзери) і цифрові фото­камери. За допомогою сканерів можна вводити й знакову інформацію. У цьому випадку вихідний матеріал уводиться в графічному виді, після чого він оброб­ляється спеціальними програмними засобами (програми розпізнавання образів).

Розрізняють наступні сканери: планшетні, ручні, барабанні, сканери форм (для уведення даних зі стандартних форм, заповнених від руки), штрих сканери. Графічні планшети призначені для уведення художньої графічної інфор­мації. Цифрові фотокамери призначені для фотозйомок.

Основний параметр цих пристроїв є розв'язна здатність - це кількість кра­пок на дюйм. Для професійного застосування характерні показники 1200 -3000 dpi (dots per inch). Для офісного застосування 600-1200 dpi. Другим пара­метром є динамічний діапазон - це логарифм відносини яскравості найбільш світлих ділянок зображення до яскравості найбільш темних ділянок. Типовий показник для сканерів офісного застосування становить 1,8 - 2 для професій­ного застосування 2,5.-3,5.

Пристрої виводу даних. Як пристрої виводу даних, додаткових до моні­тора, використовують друкувальні пристрої (принтери), що дозволяють одер­жу­вати копії документів на папері або прозорому носії. За принципом дії розрі­з­ня­ють матричні, лазерні, світодіодні й струменеві принтери. Моделі сере­д­ньо­го класу забезпечують розв’язну здатність друку до 600 dpi, а професійні до 1200 dpi.

Пристрої зберігання даних. Необхідність у зовнішніх пристроях збері­гання виникає у двох випадках:

• коли на комп'ютері обробляється більше даних, чим можна розмістити на твердому базовому диску;

• коли дані мають потребу в резервному копіюванні на зовнішній при­стрій.

Для зовнішнього зберігання даних використають магнітні, магнітоопти­чні носії та на мікросхемах Flash - пам’ять.

Магнітні накопичувачі. Стримери - це накопичувачі на магнітних стрічках, ємність одного кар­т­риджа становить до кількох сотень Мбайт:

• ZIP - накопичувачі мають ємність 100-250 Мбайт.

• HiFD - накопичувачі мають ємність 200 Мбайт.

• JAZ - один диск має ємність 1-2 Гбайт.

Магнітооптичні пристрої. Розвиваються 5,25 і 3.5 дюймові накопичувачі. Ємність 5,25 дюймового диска досягає 5,2 Гбайт. У форматі 3.5 дюйма була ро­зроблена нова технологія GIGAMO, що забезпечує ємність 1,3 Гбайт.

Пристрій Flash – пам’яті містить такі компоненти: одну чи кілька мікрос­хем Flash – пам’яті у корпусі TQPF; контролер, що керує доступом до мікрос­хем Flash – пам’яті; адаптер USB. Основні характеристики Flash – пам’яті: єм­ність, швидкість передавання даних, надійність. Ємність Flash – пам’яті має одне з таких значень: 16, 32, 64, 128, 256, 512 Мбайт, 1 Гбайт, 2 Гбайт, 4 Гбайт, 8 Гбайт, 16 Гбайт. З кожним роком ємність Flash – пам’яті збі­льшується в двічі. Це пов’язано з використанням нових технологій та технічних рішень. Макси­ма­льна швидкість передавання даних 1, 5 Мбайт/с (USB 1.1) і 50....60 Мбайт/с (USB 2.0). Надійність: час зберігання даних до 10 років , кіль­кість циклів пере­запису до 1 млн.

Пристрої обміну даними. Модем - пристрій, призначений для організації зв’язку між комп’ютерами з використанням телефонних каналів. Модем це Мо­дулятор + Демодулятор. Бувають радіомодеми, кабельні модеми та інші. Під каналом зв'язку розуміють фізичні лінії (провідні, оптоволоконні, кабельні, ра­діочастотні). Модеми розрізняються методами модуляції: частотної, фазової модуляції або їх комбінацією. Модеми можуть бути як зовнішні так і внутрішні.

До основних параметрів можна віднести:

• продуктивність (біт/с);

• підтримування протоколу зв'язку й корекції помилок; шинний інтер­фейс, якщо модем внутрішній (ISA або PCI).

Мережна карта. Вона використовується для об’єднання комп’ютерів в локальну мережу. Мережні карті використовують високошвидкостні інтер­фейси з’єднання з комп’ютером. Основна характеристика швидкість передачі даних.