учебник информатика

2.7. Устройства вывода информации

слоту PCI Express, например Auzen X-Fi Bravura 7.1, совместимая с операционными системами Windows 7/Vista/XP (см. рисунок 2.40).

	Производители этой пла-
	ты обещают обеспечить «захва-
	тывающее» качество музыки и
	звукового	сопровождения			в
	фильмах и играх. В основные
	возможности звуковой			карты
	входит воспроизведение			звука
	на 7.1-канальной системе с ка-
	чеством до 24 бит/96 КГц и
	проигрывание стерео на науш-
	никах с качеством до 24 бит/192
	КГц с использованием ЦАП 120
	дБ. Специальный		усилитель			Рисунок 2.40. Звуковая карта
	позволяет использовать профес-
						Auzen X-Fi Bravura 7.1
	сиональные	Hi-Fi	наушники		с

разъемом 1/4 дюйма. Разработанное заземление исключает появление помех от блока питания в аудио. Стоимость звуковой карты Auzen X-Fi Bravura 7.1 составляет около 4000 руб.

Стоимость аудиокарт со схемами звука 7.1 может доходить до 7000 руб., самые дорогие карты имеют пульт дистанционного управления.

Количество акустических колонок, подключаемых к аудиовыходам материнской платы или аудиокарты, может соответствовать количеству каналов аудиоподсистемы ПК, или быть меньше. Например, при схеме звука аудиоподсистемы 7.1 можно подключить 7 колонок плюс 1 сабвуфер, но можно подключать и меньшее их количество (5.1, 4.1, 2.1). Сабвуфер – звуковая колонка для воспроизведения низкочастотных звуков, диапазон воспроизводимых частот от 25 до 150 – 200 Гц.

Первые звуковые карты ПК могли обеспечить вывод двухканального звука (стереозвук). Сейчас это соответствует звуковой схеме 2.0 (первая цифра – количество колонок, вторая – количество сабвуферов). Первые многоканальные акустические системы имели схему 4.0, в состав их входили 4 колонки – две фронтальные и две тыловые. В акустике 4.1 был добавлен сабвуфер. Правда, эти системы все равно остались четрыехканальными – низкочастотные сигнала в них выделяются с помощью специального кроссовера.

Следующий тип акустических систем уже обладает полноценным 6- канальным звуком – это акустика 5.1 (рисунок 2.41). В состав этих ком-

121

Рисунок 2.41. Колонки звуковой схемы 5.1

Глава 2. Аппаратное обеспечение персональных компьютеров

плектов входят две фронтальные колонки, две тыловые, одна центральная и сабвуфер. То есть по сравнению с акустикой 4.1 появился центральный излучатель. Он нужен для соответствия формату Dolby Digital, часто используемом в фильмах, особенно на DVD-дисках. По центральной колонке передаются диалоги действующих лиц. Кроме того, акустика 5.1 может оснащаться де-

кодерами DTS и Dolby Pro Logic.

Таким образом, системы 5.1 – минимально необходимые для домашнего кинотеатра. На рисунке 2.42

показана схема расположения колонок для звуковой схемы 5.1.

Рисунок 2.42. Расположение колонок звуковой схемы 5.1

Последняя разработка в области звуковых схем – 8-канальные 7.1 и 7.2. В этой акустике добавились еще два динамика – тыловые центральные. Кроме того, в системе 7.2 появился дополнительный сабвуфер, вот только «басовый» канал остался единым, так что особого эффекта эта прибавка не дает. Если вы решитесь приобрести подобную акустику, то сможете дома насладиться звуком формата Doulby digital Surround EX или

122

2.8 Оборудование компьютерных сетей

DTS Surround EX, который можно найти только в самых современных кинотеатрах.

На рисунке 2.43 показана схема расположения колонок для звуковой схемы 7.1.

Рисунок 2.43. Расположение колонок звуковой схемы 7.1

Сокращения, используемые для обозначения различных колонок акустической системы:

•LF, RF – левая и правая фронтальные колонки;

•LS, RS – левая и правая тыловые колонки;

•C – центральная колонка (системы 5.1, 7.1 и 7.2);

•SW – сабвуфер;

•LRS, RRS – левая и правая тыловые центральные колонки (систе-

мы 7.1 и 7.2).

2.8Оборудование компьютерных сетей

Локальная сеть (ЛС, LAN) обеспечивает передачу информации между ПК и другими сетевыми устройствами, обычно находящимися в одном или нескольких близко расположенных зданий.

123

Глава 2. Аппаратное обеспечение персональных компьютеров

Территориально-распределенная сеть (WAN) соединяет не-

сколько локальных сетей, географически удаленных друг от друга.

Основные задачи, которые позволяет решать ЛС:

использование автоматизированных систем управления предприятием и создание единой информационной среды предприятия;

надежное хранение больших объемов информации на сервере с регулярным ее резервным копированием;

совместное использования в организациях общих ресурсов, таких как жесткие диски, принтеры, накопители CD-ROM, серверные приложения (серверы баз данных, почтовые серверы, Интернет-серверы и пр.).

Для организации территориально-распределенных сетей используется коммутируемая телефонная сеть общего пользования (PSTN, Public Switched Telephone Network) с соединением через модем, линии вы-

сокоскоростной цифровой сети с предоставлением комплексных услуг

(ISDN, Integrated Services Digital Network), оптоволоконная связь, спутни-

ковые каналы связи.

При постоянном использовании организацией линии территори- ально-распределенной сети (прежде всего, для связи с Интернет-про- вайдером), используют выделенную телефонную линию с аналоговой или цифровой передачей данных. За выделенную линию вносится фиксированная плата. Коммутируемое соединение или ISDN предусматривают повременную оплату.

Стандарты в области локальных сетей объединяет семейство IEEE 802.××, а также ISO 8802-1...5. Эти стандарты были созданы на основе распространенных фирменных стандартов сетей Ethernet, ArcNet и Token Ring. В частности, стандарт IEEE 802.3 описывает модификации сетей

Ethernet – 10Base-5, 10Base-2, 10Base-T, 10Base-F, раздел стандарта IEEE 802.3u описывает технологию Fast Ethernet (100Base-T), IEEE 802.3ak

стандартизует одну их технологий гигабитных сетей – 10GBase-CX4.

Для организации работы локальных сетей может использоваться следующее основное оборудование:

интегрированные на материнской плате сетевые адаптеры или сетевые интерфейсные платы;

концентраторы;

коммутаторы;

кабели;

маршрутизаторы (территориально-распределенные сети);

модемы (территориально-распределенные сети).

124

Рисунок 2.44. 48-портовый неуправляемый коммутатор

2.8 Оборудование компьютерных сетей

Сетевые адаптеры

Назначение сетевого адаптера – обеспечение работы ПК в локальной сети. Для подключения к сетевому кабелю сетевая карта имеет соответствующий разъем.

Материнские платы современных ПК обычно имеют интегрированную гигабитную сетевую подсистему (10/100/1000 Мбит/с) технологии

Ethernet (см. п. 2.3).

Однако выпускаются и отдельные сетевые интерфейсные платы

(NIC, Network Interface Card), подключаемые к слоту PCI или USB.

Концентраторы

Влокальной сети технологии Ethernet все входящие в сеть ПК взаимодействуют с концентраторами (HUB) или коммутаторами. Соединенные

содним концентратором ПК образуют сегмент локальной сети. Концентраторы бывают разных видов и обычно обеспечивают соединение 12 – 24-х пользователей в пределах одного помещения или группы соседних помещений.

При применении концентратора все пользователи делят между собой полосу пропускания сети. Пакет, принимаемый по одному из портов концентратора, рассылается во все другие порты, которые анализируют этот пакет (предназначен он для них или нет).

Внастоящее время вместо концентраторов используются неуправляемые коммутаторы (hub-switch, см. рисунок 2.44).

Коммутаторы

Коммутатор предоставляет каждому устройству (серверу, ПК или другому коммутатору/концентратору), подключенному к одному из его портов, всю полосу пропускания сети. Это повышает производительность и уменьшает время отклика сети за счет сокращения числа пользователей на

сегмент. Новые коммутаторы обычно поддерживают скорости передачи 10/100/1000 Мбит/с в зависимости от максимальной скорости подключаемого устройства и могут автоматически настраиваться на оптимальную скорость.

125

Рисунок 2.45. Кабель UTP, категория 5, 4 пары

Глава 2. Аппаратное обеспечение персональных компьютеров

В отличие от концентраторов, осуществляющих широковещательную рассылку всех пакетов, принимаемых по любому из портов, коммутаторы передают пакеты только целевому устройству (адресату), так как знают MAC-адрес (Media Access Control) каждого подключенного устройства. В результате уменьшается трафик и повышается общая пропускная способность, а эти два фактора являются критическими с учетом растущих требований к полосе пропускания сети современных сложных бизнес-приложений.

Пример описания неуправляемого коммутатора 8 D-Link DGS1008D (стоимость около 1500 руб.):

коммутатор с 8 медными портами Gigabit Ethernet. Стандарты: IEEE

802.3 10BASE-T Ethernet, IEEE 802.3u 100BASE-TX Fast Ethernet, IEEE 802.3ab 1000BASE-T Gigabit Ethernet, ANSI/IEEE 802.3 NWay определение скорости и режима работы, IEEE 802.3x управление потоком. Количество портов: 8 портов 10BASE-T/100BASE-TX/1000BASE-T. Пол-

ный/полудуплекс для скоростей 10/100Мбит/с, полный дуплекс для скоро-

сти Gigabit Ethernet. Метод коммутации: Store-and-forward. Размер табли-

цы MAC-адресов: 8K записей на устройство. Изучение MAC -адресов: автоматическое обновление. Буфер RAM: 256К на устройство. Размеры: 235×161.9×35.6 мм.

Кабели

В наиболее распространенной в настоящее время сетевой технологии Ethernet сетевой кабель соединяет между собой сетевой адаптер ПК и концентратор или неуправляемый коммутатор (switch). Для подключения на концах кабеля обжимаются коннекторы (наиболее часто – восьми контактные RJ-45). Существует несколько типов кабелей, применяемых в различных сетевых технологиях.

Витая пара (TP, Twisted Pair) – основ-

ной тип кабеля в настоящее время. Бывает двух видов: неэкранированная витая пара

(UTP, Unshielded Twisted Pair, см. рисунок

2.45) и экранированная витая пара (STP, Shielded Twisted Pair). Оба типа кабеля состо-

ят из нескольких пар скрученных изолированных медных проводов. Кабель типа неэкранированная витая пара стал наиболее популярным благодаря своей низкой стоимости, гибкости и простоте установки. Недостатком

126

2.8 Оборудование компьютерных сетей

такого кабеля является уязвимость к электрическим помехам и шумам в линии. Кабели витая пара бывают разной категории (3, 4, 5 или 6). Чем выше номер категории, тем большую скорость передачи поддерживает кабель.

Оптоволоконный кабель применяется в центральных магистральных сетях и связи между коммутаторами локальных сетей, находящимися на значительном расстоянии один от другого. Обеспечивает полную защиту от электрических помех, позволяет передавать информацию на большие расстояния. Поддерживает скорость передачи данных 10, 100, 1000 Мбит/с, 10 Гбит/с. Данные передаются с помощью световых импульсов, проходящих по оптическому волокну. Недостатки – сложность монтажа и высокая стоимость.

Тонкий и толстый коаксиальный кабель – в настоящее время практически не используется. Конструкция его аналогична стандартному телевизионному кабелю.

Каждая технология ЛС (10-Мбит/с Ethernet, 100-Мбит/с Fast Ethernet

или Gigabit Ethernet, 10-Gigabit Ethernet) предполагает использование од-

ного или нескольких типов сетевого кабеля. Наиболее часто применяется кабель UTP категории 5 и 5e (см. таблицу 2.19).

Таблица 2.19. Использование различных типов сетевого кабеля

	Сетевой стандарт	Кабель	Число пар
			проводов
	10BASE-T (Ethernet)	UTP, категории	2
		3/4/5
	100BASE-TX (Fast Ethernet)	UTP, категория 5	2
	100BASE-T4 (Fast Ethernet)	UTP, категории	4
		3/4/5
	100BASE-FX (Fast Ethernet)	Оптоволокно	-
	1000BASE-T (Gigabit Ethernet)	UTP, категория 5	4
	1000BASE-FX (Gigabit Ethernet)	Оптоволокно	-
	10GBase-CX4 (10 Gigabit Ethernet)	CX4	8
	10GBase-LX4 (10 Gigabit Ethernet)	Оптоволокно ОМ3	-

Маршрутизаторы

Маршрутизаторы могут выполнять следующие функции:

Подключение локальных сетей (LAN) к территориально-рас- пределенным сетям (WAN).

127

Глава 2. Аппаратное обеспечение персональных компьютеров

Соединение нескольких локальных сетей.

В основном их применяют для объединения сетей разных типов, зачастую несовместимых по архитектуре и протоколам, например для объединения локальных сетей Ethernet и WAN-соединений, использующих протоколы xDSL, PPP, ATM, Frame relay и т. д. Нередко маршрутизатор используется для обеспечения доступа из локальной сети в глобальную сеть Интернет, осуществляя функции трансляции адресов и межсетевого экрана.

	Например, маршрутизатор Wi-Fi ASUS DSL-N10 имеет следующие
характеристики:
–	стандарт IEEE 802.11 b/ g/ n
–	рабочая частота 2.4 ГГц
–	скорость передачи данных до 150 МБит/сек

–маршрутизатор Да

–ADSL 2+ модем Да

–	точка доступа Да
–	коммутатор Ethernet	4 порта
–	интерфейс связи с ПК	Wi-Fi; LAN.

Данный маршрутизатор может использоваться для организации домашней беспроводной сети с подключением к Интернету по телефонному проводу по технологии ADSL.

Производительность маршрутизатора (объем передаваемых данных в секунду) обычно пропорциональна его стоимости. Поскольку маршрутизатор работает на основе протокола, он может принимать решение о наилучшем маршруте доставки данных, руководствуясь такими факторами, как стоимость, скорость доставки и т.д. Кроме того, маршрутизаторы позволяют эффективно управлять трафиком широковещательной рассылки, обеспечивая передачу данных только в нужные порты.

Модемы

Модемы позволяют пользователям ПК обмениваться информацией и подключаться к Internet по обычным телефонным линиям. Название «модем» означает «модулятор/демодулятор». Модем кодирует цифровые сигналы, поступающие от ПК, в аналоговые или цифровые сигналы, передаваемые по телефонной сети общего пользования, а модем на приемном конце линии демодулирует эти сигналы, снова преобразуя их в первоначальную цифровую форму.

128

2.9 Оборудование беспроводных сетей

Модем поддерживает в каждый момент только одно соединение. Для ПК применяются встроенные и внешние модемы, а для портативных компьютеров обычно используются модемы формата PC Card.

Модемы используют специальные протоколы модуляции при передаче информации, коррекции ошибок и сжатия данных.

Протоколы передачи данных для модемов установлены Международным институтом телекоммуникаций ITU (International Telecommunication Union).

Основными характеристиками протоколов передачи данных являются скорость передачи и режим: дуплекс или полудуплекс. В полнодуплексном режиме устройство может одновременно передавать и принимать данные.

Аналоговые модемы голосового диапазона используют протоколы V.42, V.42bis, V.92, позволяющие эффективно выполнять коррекцию ошибок и сжатие данных. Скорость передачи информации для протокола V.92

– 56 Кбит/с.

Модемы DSL-технологии (Digital Subscriber Line – цифровая абонентская лини) позволяют организовать цифровую передачу данных по телефонной линии, одновременно та же линия может использоваться и для обычных телефонных разговоров. В последнее время широкое распространение получило безлимитное подключение к Интернету по техноло-

гии ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line – асимметричная цифровая абонентская линия) c использованием ADSL-модемов. Соединение является некоммутируемым, т. е. для подключения к провайдеру достаточно включить настроенный модем и компьютер. Технология ADSL обеспечивает скорость нисходящего потока данных (от абонента к провайдеру) в пределах от 1,5 Мбит/с до 8 Мбит/с и скорость восходящего потока от 640 Кбит/с до 1,5 Мбит/с. Скорость обычно ограничивается провайдером в зависимости от суммы ежемесячной абонентской оплаты за соединение.

2.9 Оборудование беспроводных сетей

Беспроводное соединение компьютеров и периферийного оборудования получает все большее распространение.

Беспроводные локальные сети (Wi-Fi) позволяют организовать связь между ПК там, где затруднено кабельное соединение или необходима полная мобильность. При этом они совместимы с проводными сетями.

129

Глава 2. Аппаратное обеспечение персональных компьютеров

Рисунок 2.46. Локальная сеть с использованием Wi-Fi

Необходимо учитывать возможность создания беспроводных соединений ПК при проектировании любых сетей – от малого офиса до предприятия.

Внастоящее время на рынке сетевого оборудования Wi-Fi представ-

ляет три стандарта: IEEE 802.11a, IEEE 802.11b и IEEE 802.11g.

Стандарт IEEE 802.11a позволяет передавать данные на скорости до 108 Мбит/с. Эти беспроводные сети работают на частоте 5 Ггц и обеспечивают возможность шифрования с использованием WEP.

Стандарт IEEE 802.11b позволяет передавать данные на скорости до 11 Мбит/с и работает на частоте 2,4 Ггц по протоколу широкополосной передачи данных - DSSS.

Стандарт IEEE 802.11g использует скорость передачи до 54 Мбит/с

иработает на частоте 2.4 Ггц – той же, что и устройства стандарта IEEE 802.11b, что обеспечивает совместимость этих стандартов.

Оборудование беспроводных сетей включает сетевые адаптеры, точки доступа (Access Point), беспроводные маршрутизаторы (см. рисунок

2.46).

Внастоящее время Wi-Fi адаптерами оснащаются все ноутбуки и другие мобильные устройства (планшетные компьютеры, КПК, коммуникаторы).

Wi-Fi адаптеры для настольных ПК выпускаются для подключения к PCI-слоту или USB-порту. Существуют также материнские платы настольных ПК с интегрированными Wi-Fi адаптерами.

Стоимость Wi-Fi адаптеров (1000 – 2000 руб.) несколько выше, чем проводных адаптеров (200 – 300 руб.). Точка беспроводного доступа стоит

1500 – 3000 руб.

130