2. Источник питания

Источник питания обеспечивает энергией все компоненты компьютера находящиеся в системном корпусе и монитор. Он снабжен вентилятором, который охлаждает компоненты внутри системного блока. Из корпуса источника выходят кабели, которые подключаются к различным частям системы. Напряжение на разъемах кабелей 5В и 12В. Мощность самого источника от 150 до 250 Вт. При комплектации компьютера следует следить, чтобы суммарным потреблением энергии его частей не превышала мощности источника питания.

3. Дополнительные устройства материнской платы

Кроме вышеперечисленных устройств на системной плате располагаются ряд необходимых микросхем:

0. Шинный контроллер. Обеспечивает формирование и синхронизацию передаваемых по шине потоков информации согласно протоколу, воспринимаемому всеми устройствами компьютера.

1. Генератор тактовой частоты. Генерирует тактовые импульсы по которым элементы компьютера синхронизируют свою работу. Для генерации импульсов используется кристалл кварца.

2. Контроллер прерываний(InterruptController). В одно и то же время микропрцессор может обрабатывать только одно событие. Каждое событие в системе имеет свой уровень приоритета. Запрос каждого устройств на обработку его данных процессором поступают к контроллеру прерываний. Этот запрос идентифицируется и ставится в очередь в соответствии с его приоритетом. После этого микропроцессору передается сигнал прервать работу и адрес устройства, которое подало запрос и должно получить управление.

3. Контроллер прямого доступа в память(DirectMemoryAccesscontroller). Реализует обмен информацией напрямую между оперативной памятью и внешними устройствами, что значительно ускоряет процесс обмена данными по шине.

4. Платы расширения. Устанавливаются в разъемы расширения. Служат для подключения дополнительных устройств к компьютеру, обеспечивают связь устройства по каналам ввода-вывода, управления и питания с системной шиной ПК. Платы расширения позволяют подключить к компьютеру: различные накопители, дисплей, модем и другие устройства.

4. Накопители

Устройства внешней памяти предназначены для долговременного хранения данных с возможностью их корректировки в любой момент времени. Память обычно реализована на магнитных или оптических носителях. В англоязычных источниках они чаще всего обозначается термином MassStorageDevice- устройство массового хранения, чем подчеркивается не столько длительность хранения информации, сколько высокая информационная емкость устройства. Объемы информации, хранимые в таких устройствах, на 3-4 порядка превышают емкость оперативной памяти. Обычно такие устройства называют накопителями.

По отношению к компьютеру накопители могут быть внешними и встраиваемыми. Внешние устройства имеют свой отдельный корпус и источник питания, а встраиваемые крепятся к специальным монтажным стойкам, расположенным внутри системного блока.

По типу носителя информации устройства делятся на накопители на магнитной ленте и дисковые накопители. Носители на магнитной ленте являются устройствами последовательного доступа, поскольку получить доступ к нужным данным можно только после считывания предшествующих. Дисковые накопители являются устройствами произвольного доступа, так как для получения нужных данных не требуется считывать предыдущие. Рассмотрим более подробно наиболее используемые виды накопителей.

Жесткие диски

Рис 6. Внешний вид жесткого диска

Наличие в персональном компьютере жесткого диска стало стандартом начиная с модели IBM XT. Вид жесткого диска представлен на рис.6. Жесткий диск представляет собой несколько металлических или керамических дисков размещенных на одной оси и заключенные в герметичный корпус. Ось приводится в движение специальным двигателем. Поверхности дисков покрыты магнитночувствительным слоем.

Второй основной частью накопителя являются головки чтения-записи, причем каждая из поверхностей дисков имеет свою головку, которая находится на некотором расстоянии от поверхности диска. Все головки чтения-записи находятся на специальном приводе - позиционере.

Рис 6.1. Вид жесткого диска в разрезе

При подготовке устройства к работе на поверхности его дисков наносятся зоны остаточной намагниченности в форме концентрических окружностей, называемые магнитными дорожками. Совокупность таких дорожек, расположенных друг под другом на всех рабочих поверхностях дисков, называется цилиндром. Все магнитные дорожки разбиты на дуги - так называемые сектора. Сектор является одной из основных единиц записи информации. Процесс чтения или записи информации на жестком диске напоминает работу проигрывателя грампластинок. К вращающейся поверхности диска подводится позиционер, который при помощи магнитной разметки диска точно позиционируется на нужную для работы дорожку. Запись данных осуществляется путем преобразование цифровой информации ( нуль или единица ) в переменный электрический ток, который подается на головку чтения-записи создавая переменное магнитное поле. Под воздействием этого магнитного поля, собственные магнитные поля секторов ориентируются в соответствии с его направлением.

Управление позиционером, стабилизацией головок записи-чтения и скорости вращения дисков и осуществляет контроллер дисководов. Контроллер выполняется в виде платы расширения и позволяет установить и обслуживать в системе 4 жестких диска и 2 дисковода гибких дисков. В настоящее время выпускаются материнские платы со встроенным контроллером. Для обеспечения информационной, электрической и конструктивной совместимости между жесткими дисками и остальной системой используется специальный интерфейс обмена информацией. В настоящее время наиболее распространены три стандарта: ESDI (Enhanced Small Device Interface); EIDE (Enhanced Integrated Drive Interface); SCSI (Small Computer System Interface).

Рассмотрим основные характеристики современных жестких дисков. Число дисков в устройстве колеблется от 2 до 7. Чем выше скорость вращения дисков, тем меньше время доступа к информации ( 9-40 мс.). Скорость вращения жестких дисков в зависимости от модели винчестера составляет от 3 600 до 15 000 оборотов в минуту. На плотности хранения информации существенно сказывается расстояние от головки до поверхности диска, которое в современных устройствах составляет 0,07 -1,2 мкм. Информационная емкость винчестеров сегодня колеблется от 1 до 200 Гбайт. Основные производители: Seagate,WesternDigital,Conner,Fujitsu,Maxtor.

В последнее время получили широкое распространение сменные жесткие диски. Среди них лидирующее место занимают устройства типа Zip фирмы SyQuest. К компьютеру подключается специальный ”карман” для сменных дисков, а сам диск имеет вид кассеты с пластмассовым корпусом.

Дисководы гибких дисков

В настоящее время все персональные компьютеры оснащены дисководами гибких дисков (floppydisk, дискета ), которые используются для переноса информации с одного компьютера на другой, установки программного обеспечения на компьютер и хранения небольших объемов информации.

Основой дискеты является гибкий диск, покрытый магнитным слоем. Для защиты от внешних повреждений диск заключен в пластиковый конверт или корпус, внутри которого он может свободно вращаться. Способ хранения и чтения-записи информации для гибких дисков аналогичен жестким дискам. Гибкий диск, установленный в дисковод, приводится во вращение специальным электродвигателем со скоростью 300-360 оборотов в минуту. Головка чтения-записи дисковода перемещается по радиусу от края диска к его центру. В отличие от жесткого диска головка дисковода касается поверхности диска. Современные дисководы двухсторонние, то есть информация хранится на обеих поверхностях дискеты и соответственно дисковод имеет две головки.

В первых моделях ПК использовались только гибкие диски диаметром 5,25 дюйма ( 133 мм ), которые имеют гибкий пластиковый конверт. Их емкость от 160 Кбайт до 1,2 Мбайта. В настоящее время в основном используются дискеты диаметром 3,5 дюйма (89 мм), имеющие информационную емкость от 720 Кбайт до 2,8 Мбайта. Данный вид дискет имеет большую плотность записи и для защиты от повреждений они заключаются в жесткий пластмассовый корпус, а зона контакта головок чтения-записи с поверхностью диска закрыта металлической шторкой, которая отодвигается внутри дисковода.

Максимальная емкость дискет определяется по маркировке: SS/DS - указывает, что дискета для использования в одностороннем/двухстороннем дисководе (в настоящее время односторонние дисководы не используются). SD - одинарная плотность. DD - двойная плотность. HD - высокая плотность.

USB-накопитель

Время флоппи-дискет давно и необратимо прошло. Появление операционной системы WINDOWSвместе сwindows-приложениями и их рабочими файлами, привело к тому, что 1,44-мегабайтного носителя, на котором когда-то можно было разместить операционную систему, текстовый редактор и рабочие файлы, перестали удовлетворять растущие запросы компьютеров, программ и в конечном итоге – пользователей.

Это вызвало появление нового класса интенсивно развивающихся продуктов, основным компонентом которых является энергонезависимая флеш-память, - USB-накопителях или USB-флешках. Выполненные в виде небольших брелоков, эти устройства по своей ёмкости могут уже конкурировать с компакт-дисками, при этом не требуют для работы специальных устройств, так как USB-разъём есть теперь в каждом компьютере. USB-накопители имеют объём памяти от 32 мегабайт до 2 гигабайт.

Стандарт USBсейчас поддерживают цифровые фотоаппараты и диктофоны, карманные компьютеры и даже мобильные телефоны. Все эти устройства сегодня можно использовать для хранения компьютерных данных – достаточно подключить их к ПК или ноутбуку, как операционная система определит тип внешнего устройства, работа с которым ничем не отличается от стандартных операций с жестким диском компьютера.

Новая флеш-память получила огромное распространение в различных устройствах (без нее не было бы невозможным появление такого класса аппаратов как цифровые диктофоны, цифровые камеры или мр3-плееры). Если бы не флеш-память совершенно иными были бы мобильные телефоны и карманные компьютеры.

Рис 7. USB-накопитель

На рис.7 показан новый USB-накопительFlashVoyager фирмыCorsair. Он несет в себе 2 гигабайта энергонезависимой памяти. Размеры нового накопителя составляют 75x24x15 миллиметров. Он позволяет передавать данные на скорости до 480 мбит/с.

В настоящее время появился новый тип носителей данных - ультрапортативные накопители на жестких дисках (последние варианты дисков имеют размер 1,8 дюйма и объём памяти до 20ГБ ). Принцип их работы тот же, что и у стационарных жестких дисках.

Основная разница между накопителями на жестких дисках и на чипах флеш-памяти следующая: первые обладают большей емкостью и меньшей себестоимостью гигабайта. Вторые – меньшими размерами и отличной ударопрочностью (отдельные образцы специально приспособлены для экстремальных условий).

Сейчас появились продукты совмещающие лучшие качества обоих носителей. На рис. 8 показано устройство которое выглядит как коробочка размером 48х44x14 миллиметров и весом 40 граммов. Внутри находится полноценный (хотя и миниатюрный) жесткий диск емкостью 4 гигабайта с диагональю 2,5 дюйма. БлагодаряUSB-разъему накопитель легко подключается к любому компьютеру, работающему под управлением операционной системыWindows.

Рис. 8 Переносной жёсткий диск

Стримеры

Стример (streamer) - накопитель на магнитной ленте, использует специальные кассеты ( картриджи), которые защищают ленту от внешних воздействий. Магнитная лента один из старейших носителей информации, используемый в вычислительной технике. К её достоинствам относится простота записи и чтения информации, небольшие размеры носителя, низкая стоимость носителя в пересчете на единицу хранимых данных. Стример является устройством последовательного доступа. Информационная емкость картриджей колеблется от 40 Мбайт до 1,6 Гбайта. Стримеры используются для быстрого архивирования больших объемов важной информации.

Существует несколько видов стандарта хранения данных на стримерном картридже: QIC (Quarter-InchCompatibility) - обладает большей скоростью записи данных - 10 Мбайт за 2-4 минуты; PC/T (PersonalComputerTape) - проигрывает первому способу в скорости, но выигрывает в корректности переноса данных; скорость 10 Мбайт за 5-10 минут.

Накопители на компакт-дисках

Данные накопители используют в качестве носителя информации компакт-диски (CD-ROM - Compact Disk, Read Only Memory ). Компакт-диск изготавливается на пластмассовой основе диаметром 133 мм, покрытый отражающим слоем. Информационная емкость 600 Мбайт. Скорость передачи информации от 300 Кбайт до 4,5 Мбайта в секунду и зависит от скорости самого накопителя, которая характеризуются коэффициентом увеличения стандартной скорости вращения диска ( например 4-х скоростной). Существуют 2, 4, 6, 8, 10, 12, 16, 24, 34 и 36-и скоростные накопители. Для хранения информации CD-ROM имеет дорожку в форме спирали, начинающейся от наружного края диска и заканчивающаяся на внутреннем. Цифровая информация представляется чередованием отражающих и неотражающих областей дорожки. Считывание информации происходит при помощи лазерного луча. Если луч отражается от поверхности, то считывается двоичная единица, иначе нуль. Так как эти накопители не могут записывать информацию на диск, то на компакт-дисках удобно хранить большие объемы важной нестираемой информации (мультимедийные энциклопедии, видеофильмы, различные архивы, изображения), использовать их для распространения инсталяционных пакетов программ и т.п.