Внутрішні пристрої системного блоку

Материнська плата— основна плата персонального комп'ютера. На ній розміщуються:

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

• мікропроцесорний комплект (чіпсет) — набір мікросхем, керуючих роботою внутрішніх пристроїв комп'ютера і що визначають основні функціональні можливості материнської плати;

• шини— набори провідників і пристроїв узгодження, за допомогою яких відбувається обмін сигналами між внутрішніми пристроями комп'ютера;

• пристрій оперативної пам'яті — набір мікросхем, призначених для тимчасового зберігання даних, коли комп'ютер включений;

• пристрій постійної пам'яті — мікросхема, призначена для тривалого зберігання даних, у тому числі коли комп'ютер вимкнений;

• роз'єми для підключення додаткових пристроїв (слоти).

Жорсткий диск (HDD)— основний пристрій для довготривалого зберігання великих об'ємів даних і програм. Насправді це може бути не один диск, а група співосних дисків, що мають магнітне покриття і що обертаються з високою швидкістю. Таким чином, цей «диск» має не завжди дві поверхности, як повинно бути в звичайного плоского диска.

Над кожною поверхнею розташовується голівка, призначена для читання-запису даних. При високих швидкостях обертання дисків (більше 90 обертів за секунду) в зазорі між голівкою і поверхнею утворюється аеродинамічна подушка, і голівка парить над магнітною поверхнею на висоті, яка складає декілька тисячних міліметра. При зміні сили струму, що протікає через голівку, відбувається зміна напруженості динамічного магнітного поля в зазорі, що викликає зміни в стаціонарному магнітному полі феромагнітних часток, створюючих покриття диска. Так здійснюється запис даних на магнітний диск.

Операція прочитування відбувається в зворотному порядку. Намагнічені частки покриття, що проносяться на високій швидкості поблизу голівки, наводять в ній ЕДС самоіндукції. Електромагнітні сигнали, що виникають при цьому, посилюються і передаються на обробку.

Керування роботою жорсткого диска виконує спеціальний апаратно-логічний пристрій — контроллер жорсткого диска. У минулому воно було окремою дочірньою платою, яку підключали до одного з вільних слотів материнської плати. В даний час функції контроллерів дисків виконують мікросхеми, що входять в мікропроцесорний комплект (чіпсет), хоча деякі види високопродуктивних контроллерів жорстких дисків як і раніше поставляються на окремій платі.

До основних параметрів жорстких дисків відносяться ємкістьі продуктивність. Ємкість дисків залежить від технології їх виготовлення, і в даний час складає десятки і сотні гігабайт.

З іншого боку, продуктивність жорстких дисків менше залежить від технології їх виготовлення. Сьогодні всі жорсткі диски мають дуже високий показник швидкості внутрішньої передачі даних, і тому їх продуктивність в першу чергу залежить від характеристик інтерфейсу, за допомогою якого вони пов'язані з материнською платою. Залежно від типа інтерфейсу розкид значень може бути дуже великим: від декількох Мбайт/с в застарілих типів до декількох сотень Мбайт/с для інтерфейсів типа SATA.

Окрім швидкості передачі даних з продуктивністю диска безпосередньо пов'язаний параметр середнього часу доступу. Він визначає інтервал часу, необхідний для пошуку потрібних даних, і залежить від швидкості обертання диска. Для дисків, що обертаються з частотою 5400 об/мин, середній час доступу складає 9-10 мс, для дисків з частотою 7200 об/мин — 7-8 мс. Вироби більш високого рівня забезпечують середній час доступу до даних 5-6 мс.

Інформація на жорсткому диску може зберігатися роками, проте інколи потрібне її перенесення з одного комп'ютера на іншій. Не дивлячись на свою назву, жорсткий диск є вельми крихким приладом, чутливим до перевантажень, ударів і поштовхів. Теоретично, переносити інформацію з одного робочого місця на інше шляхом перенесення жорсткого диска можливо, і в деяких випадках так і поступають, але все-таки цей прийом вважається нетехнологічним, оскільки вимагає особливої акуратності і певної кваліфікації.

Для оперативного перенесення невеликих об'ємів інформації використовують так звані гнучкі магнітні диски(дискети), які вставляють в спеціальний накопичувач — дисковод.Приймальний отвір накопичувача знаходиться на лицьовій панелі системного блоку.

Основними параметрами гнучких дисків є: технологічний розмір (вимірюється в дюймах), щільність запису (вимірюється в кратних одиницях) і повна ємкість.

Перший комп'ютер IBM РС (родоначальник платформи) був випущений в 1981 році. До нього можна було підключити зовнішній накопичувач, що використовує одностороннігнучкі диски діаметром 5,25 дюйма. Ємкість диска складала 160 Кбайт. Наступного року з'явилися аналогічні двосторонні диски ємкістю 320 Кбайт. Починаючи з 1984 року, випускалися гнучкі диски 5,25 дюйма високої щільності (1,2 Мбайт). В наші дні диски розміром 5,25 дюймом не використовуються, і відповідні дисководи в базовій конфігурації персональних комп'ютерів після 1994 року не поставляються.

Гнучкі диски розміром 3,5 дюймом випускають з 1990 року. Однобічний диск звичайної щільності мав ємкість 180 Кбайт, двосторонній — 360 Кбайт, а двосторонній подвійній щільності — 720 Кбайт. Нині стандартними вважають диски розміром 3,5 дюйма високої щільності. Вони мають ємкість 1440 Кбайт (1,4 Мбайт) і маркіруються буквами HD (high density — висока щільність).

З нижнього боку гнучкий диск має центральну втулку, яка захоплюється шпинделем дисковода і наводиться в обертанні. Магнітна поверхня прикрита шторкою, що зрушується, для захисту від вологи, грязі і пилу. Якщо на гнучкому диску записані цінні дані, його можна захистити від стирання і перезапису, зрушивши захисну засувку так, щоб утворився відкритий отвір. Для дозволу запису засувку переміщають у зворотний бік і перекривають отвір. В деяких випадках для безумовного захисту інформації на диску засувку виламують фізично, але і в цьому випадку вирішити запис на диск можна, якщо, наприклад, заклеїти отвір, що утворився, тонкою смужкою липкої стрічки.

Гнучкі диски вважаються малонадійними носіями інформації. Пил, грязь, волога, температурні перепади і зовнішні електромагнітні поля дуже часто стають причиною часткової або повної втрати даних, що зберігалися на гнучкому диску. Тому використовувати гнучкі диски як основний засіб зберігання інформації недопустимо. Їх використовують лише для транспортування інформації або як додатковий (резервний) засіб зберігання. Останніми роками FDD активно витісняються флэш- накопичувачами.

В період 1994-1995 роках в базову конфігурацію персональних комп'ютерів перестали включати дисководи гнучких дисків діаметром 5,25 дюйма, але замість них стандартною стала вважатися установка дисковода CD-ROM, а пізніше - дисковода DVD-ROM,що мають такі ж зовнішні розміри.

Абревіатура CD-ROM (Compact Disc Read-Only Memory) перекладається на російську мову як пристрій пам’яті тільки для читання на основі компакт-диска. Принцип дії цього пристрою полягає в прочитуванні числових даних за допомогою лазерного променя, що відбивається від поверхні диска. Cтандартный компакт-диск може зберігати до 700 Мбайт даних.

Великі об'єми даних характерні для мультимедійної інформації (графіка, музика, відео), тому дисководи CD-ROM і DVD-ROM відносять до апаратних засобів мультимедіа. Програмні продукти, поширювані на лазерних дисках, називають мультимедійними виданнями. Основним недоліком ранніх стандартних дисководів CD-ROM є неможливість запису даних, тому пізніше паралельно з ними стали випускатися і пристрої однократного запису CD-R (Compact Disk Recordable), і пристрої багатократного запису CD-RW (Compact Disk Rewritable).

Основним параметром оптичних дисководів є щвидкість читання даних. Вона вимірюється у кратних долях. За одиницю вимірювання прийнята щвидкість читання у перших серійних моделях, яка складала 150 Кбайт/с. Таким чином, дисковод с подвійною щвидкістю читання забезпечує продуктивність 300 Кбайт/с, с учетверенною щвидкістю - 600 Кбайт/с і т. д. В даний час найбільше поширення мають пристрої читання CD-ROM з продуктивністю 52х. Сучасні зразки пристроїв однократного запису мають також продуктивність 52х, а пристроїв багатократного запису - до 16х.

Основою запису і зберігання даних на дисках DVD–R і DVD-RW є технологія зміни фазового стану речовини. При записі і прочитуванні інформації використовується відмінність відбивної здатності поверхні залежно від того, чи знаходиться вона в кристалічному або аморфному стані.

Сьогоднішній стандарт DVD дозволяє реалізувати декілька різних конструкцій диска. Це односторонні або двосторонні диски, з одним або двома шарами, що несуть інформацію, на кожній стороні.

Один шар завтовшки 0,6 мм може умістити до 4,7 Гб інформації, а весь диск – до 17 Гб.

Можливі чотири різновиди DVD дисків: DVD-5, DVD-9, DVD-10 та DVD-18.

DVD-5 - це перша ринкова версія DVD диска: однобічний диск з одношаровим записом і ємкістю 4,7 Гб. Диск складається з 0,6 мм плівки, покритої алюмінієм і наклеєною на чисту підкладку. Технологія напилення та ж, що використовується при виготовленні звичайного CD. Алюмінієва плівка має товщину 55 нанометрів, як і для аудио-CD та CD-ROM.

DVD-9 - это двошаровий односторонній диск с емкістю 8,5 Гбайт. Для виробництва такого диска необхідно створити напівпрозорий шар, який відбиває 18-30% лазерного випромінювання. Цього вистачає, щоб можна було прочитувати інформацію з верхнього шару.

І в той же час напівпрозорий шар пропускатиме досить випромінювання, аби сигнал від нижнього рівня з високою відбивною здатністю теж читався.

Информаційні шари розділяє високооднородний клей (товщиною 40-70 мікрон), що використується для сполучення двох половин диску. Ця відстань необхідна, щоб розрізнити сигнали, відбиті від одного та іншого рівней. Використання напівпрозорого шару диктує жорсткіші вимоги до матеріалу і використовуваної технології.

DVD-10 – одношаровий двосторонній диск з ємкістю 9,4 Гб. У принципі, це подвійний DVD-5 без чистої підкладки. Два диска, покритих металевою плівкою, сполучені разом. Щоб прочитувати інформацію з двух сторін диску, використовується один лазер. Структура DVD-18 в принципі та ж сама, як в DVD-9, але DVD-18 може читатися з обох сторін. У результаті – подвійна ємкість в порівнянні з DVD-9.

За останній роки оптичний запис, що використовує зміну фазового стану речовини, значно просунувся. Тепер це повноцінна технологія для створення інформації, що може перезаписуватися. Окрім загальних переваг, обумовлених безконтактним прочитуванням та записом інформації, ця технологія сумісна з широко поширеним стандартом аудіо CD.

У найближчи декілька років збільшення об'єму інформації на оптичний носіях буде зв'язано з поширенням і розвитком формату Blu-Ray. Для цього формату характерні об'єми інформації, починаючи з 25 Гб.

 

Контрольні запитання

1. Які пристрої ПК знаходяться усередині системного блоку?

2. Які основні компоненти ПК розміщені на материнській платі?

3. Яке призначення жорсткого диску ПК? Назовіть основні технічні характеристики жорстких дисків.

4. Які типи оптичних накопичувачей Ви знаєте?

5. У чому відмінність технологія DVD-RW і DVD-R?

6. Які різновиди формату DVD Вам відомі? Стисло охарактеризуйте їх.