3.1.2. Основные компоненты персональных компьютеров

Персональный компьютер с технической точки зрения пред­ставляет собой единую систему, состоящую из сменных компо­нентов, соединенных между собой стандартными шинами.

Полностью укомплектованные компьютеры обычно приобре­тают для оснащения офисов и различных организаций, для вы­полнения определенных конкретных функций, а также люди, впер­вые сталкивающиеся с компьютерной техникой.

Опытные специалисты покупают не готовые ПК, которые им предлагают фирмы, а те устройства и блоки, из которых нужно составить компьютер для решения своих проблем. Проблемы мо­гут быть самые различные в зависимости от того, кто пользова­тель: студент, ученый, музыкант, художник или любитель путе­шествовать по сети Интернет.

Промышленность предлагает покупателям как готовые компь­ютеры, так и самые разнообразные устройства, из которых мож­но составить компьютер самостоятельно. Собрать компьютер из готовых устройств почти так же просто, как музыкальный центр из различных проигрывающих устройств, эквалайзеров, усилите­лей и акустических систем.

Большинство компьютеров изготовляется (собирается из гото­вых блоков) не на заводах, а в стенах коммерческих предприя­тий, которые занимаются продажей компьютеров. Исходя из это­го товаровед-эксперт обязан знать не только потребительские свой­ства компьютера в целом, но и технические характеристики от­дельных его устройств.

В связи с тем что основные разработки по ПК были впервые выполнены в англоязычных странах, вся техническая и коммер­ческая терминология по ПК приводится, как правило, на анг­лийском языке. Вот, к примеру, характеристика одного из компь­ютеров в рекламном источнике: «Compaq/Intel Pentium- 100/Cache 256 Kb/RAM 8Mb/4 PCI, 2 ISA/HDD 850 Mb Enhanced IDE/FDD 3,5"/SVGA VESA I Mb/SB 16/16x/Sony 15"/MS Win 98».

При дальнейшем изложении материала английская термино­логия и аббревиатуры будут сопровождаться пояснениями на рус­ском языке. В подразд. 3.1.9 дана расшифровка приведенной выше характеристики.

Внутренние шины и кабели — Внешние кабели

Рис. 3.1. Структурная схема IBM PC

Типовой ПК состоит:

из системного блока;

монитора и экранных фильтров;

клавиатуры;

мыши и джойстиков;

периферийных устройств.

На рис. 3.1 показана типичная структурная схема персонально­го компьютера. Пояснения к этому рисунку будут даны далее.

3.1.3. Системный блок

Собственно компьютером принято считать системный блок, представляющий собой корпус, в котором расположены систем­ная (материнская) плата, дисковые накопители памяти.

Характеристика корпуса компьютера. Корпус компьютера пред­ставляет собой металлический каркас с отсеками на передней панели для размещения необходимых узлов и блоков. Обычно это дисководы от простого трехдюймового до оптических — CD-ROM, CD-RW, CD-DYD. На задней панели корпуса имеются выводы и разъемы для подключения питания компьютера и разъемы для

присоединения кабелей внешних устройств: монитора, клавиату­ры, мыши, сканера и внешнего модема. Корпус продается вместе с установленным в нем блоком питания и охлаждающим венти­лятором.

Каждый корпус предназначен для установки комплектующих изделий стандартных размеров, конкретного форм-фактора, ко­торый определяется главным образом установочными размерами материнской платы. Сейчас используются в основном корпуса форм-фактора АТХ. Корпуса AT и ВАТ и их модификации отно­сят к устаревшим.

Качество корпуса зависит от толщины металла, из которого он сделан. Если шасси компьютера сделано из металла толщиной более 0,8 мм, то резко снижается уровень шума и вибрация. Известные фирмы, которые дорожат своей репутацией, изготовляют корпу­са из металла толщиной 1 мм. Корпуса из тонкого металла (тол­щиной 0,5...0,6 мм) имеют свойство входить в резонанс с вибра­цией вентилятора и создают избыточный уровень шума.

В зависимости от рабочего положения корпуса делят на верти­кальные (рис. 3.2) и горизонтальные. Для вертикальных корпусов характерны более легкий доступ к внутренним узлам компьютера (иногда без использования отвертки), улучшенная вентиляция внутри корпуса, возможность установки большего числа полно­размерных плат расширения.

Практически все компьютеры на основе процессоров старше Pentium II имеют вертикальные корпуса.

Вертикальные корпуса напоминают по внешнему виду башни (по-английски башня — tower) и обычно представлены тремя разновидностями: mini-tower, midi-tower и big-tower. Чем больше размер, тем больше можно установить выдвигающихся отсеков для различных устройств: дисководов, винчестеров, лазерных на­копителей.

Одним из наиболее распрос­траненных корпусов для персо­нального компьютера является корпус типа mini-tower (высота 43 см). Он имеет два 5-дюймо­вых и два 3,5-дюймовых отсека с внешним доступом и два 3,5- дюймовых отсека с внутренним доступом. Блок питания имеет мощность 200... 230 Вт. В корпусе типа mini-tower можно располо­жить стандартный набор накопи­телей и плат расширения.

Рис. 3.2. Вертикальные корпуса компьютеров

Более широкие возможности расширения обеспечивает кор­

пус midi-tower (высота 49 см). В нем можно установить три 5-дюймовых, два 3,5-дюймовых внешних и три-четыре 3,5-дюй- мовых внутренних отсеков. В таком корпусе устанавливается блок питания мощностью 300 Вт.

Корпуса типа big-tower (высота 82 см) используются для сете­вых серверов, они могут иметь более восьми отсеков для различ­ных устройств. Мощность блока питания составляет более 300 Вт.

«Башню» обычно устанавливают на полу рядом со столом. При этом на столе освобождается много места, существенно уменьша­ется шум вентиляторов и приводов винчестера и CD-ROM.

Различают стандартные корпуса, совместимые с IBM PC, и нестандартные с оригинальным оформлением, как, например, мультимедийные корпуса с «ушами» фирмы «Compaq», в которые устанавливаются компьютерные колонки. Для комфортной работы выпускаются корпуса с низким уровнем шума (low-noise), в кото­рых применяются блоки питания с малошумящими вентиляторами.

Важным качественным показателем корпуса является мощность установленного в нем блока питания. Если сложить значения мощ­ности, потребляемой всеми узлами компьютера, может получиться 120...200 Вт. Чтобы компьютер не работал с перегрузкой, мощ­ность блока питания должна быть на 25... 30 % больше указанной. Для компьютеров на основе процессора Pentium 4 подходят толь­ко блоки питания на 350 Вт. На блоки питания мощностью бо­лее 250 Вт устанавливают скоростные вентиляторы.

Корпус не должен пропускать наружу электромагнитное излу­чение. В паспорте на корпус должна быть отметка о соответствии одному из стандартов по безопасности ПК: UI, CSA, TUV, DEMKO, FIMKO-SEMKO. На блоке питания должна быть на­клейка с названием тестовой лаборатории, выдавшей сертификат безопасности и соответствия вышеуказанным стандартам.

Системная (материнская) плата. Материнская плата (mother­board, или MB) — важнейшая составная часть компьютера, кото­рая обеспечивает связь между всеми устройствами компьютера, как внутренними, так и внешними. MB представляет собой лист стеклотекстолита с несколькими слоями печатных проводников (линий), соединяющих много контактные разъемы. Эту совокуп­ность линий называют шиной (bus). В разъемы вставляются все устройства, размещенные на материнской плате.

Разъемы для микропроцессора на MB носят названия «слот» (slot — разъем в виде щели) или «сокит» (socket — разъем в виде прямоугольного гнезда). Например, разъем slot 1, предназначен­ный для процессора Pentium II, представляет собой продольно расположенный разъем в виде щели с 242 контактами, а разъем socket А для процессора Athlon — прямоугольную площадку с 462 контактами. Разъемы для винчестеров, клавиатуры и мыши назы­ваются портами.

В состав материнской платы обычно входят: микропроцессор;

сверхоперативное запоминающее устройство, называемое также кэш-памятью;

шины системные и локальные с разъемами и контроллерами; набор управляющих микросхем, или чипсетов (chipset), постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) с системной BIOS (базовой системой ввода/вывода);

оперативное запоминающее устройство (ОЗУ);

флэш-память;

видеокарта;

телевизионные тюнеры; звуковая плата.

У большинства персональных компьютеров системные платы содержат лишь основные функциональные узлы, а остальные эле­менты расположены на отдельных печатных платах, которые ус­танавливаются в разъемы расширения. Например, устройство фор­мирования изображения на экране монитора — видеоадаптер — пока чаще всего располагается на отдельной плате расширения — видеокарте. В слоты расширения вставляются модули оперативной памяти, а также телевизионный тюнер и звуковая карта.

Одной из характеристик материнской платы является форм- фактор, который определяет ее габаритные размеры, места уста­новки на ней различных компонентов, а также задает тип корпу­са, в который материнская плата устанавливается. Сейчас наибо­лее распространены платы АТХ (304x244 мм), реже встречаются платы microATX (244 х 244 мм) и flexATX (229 х 191 мм).

Для сверхнизких корпусов SLIM выпускаются платы с типо­размером LPX (229 х 330 мм) и miniLPX (229 х 279 мм).

В настоящее время разработан новый форм-фактор — NLX. В нем системная плата разделена на две части. Одна часть установлена стационарно в корпусе компьютера, подключена непосредствен­но к блоку питания и содержит все необходимые слоты расшире­ния, при этом стабилизуется положение с кабелями.

Другая часть платы — процессорная включает в себя процес­сор, постоянную память — bios — и слоты для модулей оператив­ной памяти. Эта плата вставляется в специальный разъем, примы­кающий к блоку питания. Кроме контактов питания разъем имеет информационную (системную) шину, соединяющую обе поло­вины системной платы.

Форм-фактор NLX обеспечивает легкую установку системной пла­ты на специальных направляющих, по которым она «въезжает» в системный блок. Этому не мешают кабели и шлейфы, так как разъе­мы плат расширения расположены на неподвижной части платы.

Внедрение форм-фактора NLX превращает компьютер в уст­ройство, состоящее всего из двух элементов — материнской пла­ты и корпуса со стандартными разъемами для связи с внешними устройствами.

Микропроцессор — это интегральная микросхема, в составе которой находится центральный блок ПК, предназначенный для управления работой всех устройств машины и для выполнения всех арифметических и логических операций над информацией, т. е. это мозг компьютера. Не случайно тип компьютера определя­ется типом его процессора. «486-й компьютер» означает, что это компьютер с процессором типа Intel 486.

В 1982 г. на базе 16-разрядного микропроцессора Intel 8086 кор­порация IBM наладила производство персональных компьютеров IBM PC. В 1985 г. был создан 32-разрядный процессор 1386, содер­жавший 275 тыс. транзисторов и обеспечивавший 5 млн операций в 1 с. В 1989 г. появился процессор i486, который содержал 1,2 млн транзисторов и обладал быстродействием 20 млн операций в 1 с.

В 1993 г. был создан 32-разрядный процессор Pentium, который содержал уже 3,1 млн транзисторов и обладал быстродействием 90 млн операций в 1 с. Процессоры Pentium III обеспечивают бы­стродействие 800 млн операций в 1 с при тактовой частоте 800 МГц, a Pentium 4 - до 1300 МГц.

Модели процессоров AT 286, 386, 486, Pentium, Pentium Pro считаются морально устаревшими и сняты с производства.

При производстве процессоров каждая фирма стремится дос­тичь минимальных размеров логических элементов на кристалле кремния. Это приводит к уменьшению рассеиваемой мощности и к увеличению рабочей частоты, на которой надежно функциони­руют элементы. Еще недавно стандартным размером элемента счи­тался показатель 0,35 мкм, сейчас процессоры изготовляют раз­мером 0,25 или 0,18 мкм, а фирмы Intel и AMD уже в промыш­ленных условиях делают кристаллы микропроцессоров по 0,13- микронной технологии.

Основными электронными блоками микропроцессора являют­ся устройство управления, арифметико-логическое устройство, микропроцессорная память и необходимая для его подключения интерфейсная система.

Устройство управления формирует и подает во все блоки ПК в нужные моменты времени определенные сигналы управления. Импульсы для управления в устройство поступают от генератора тактовых импульсов.

Арифметико-логическое устройство предназначено для выпол­нения всех арифметических и логических операций над числовой и символьной информацией.

Скорость работы микропроцессора во многом зависит от инертности оперативной памяти, с которой он связан. Если дан­ные из системной памяти поступают замедленно, то многие ра­бочие циклы процессора будут выполнены впустую.

Сверхоперативное запоминающее устройство, которое являет­ся буфером между оперативной памятью и микропроцессором, называется кэш-памятью. Кэш-память служит для кратковремен­ного хранения и быстрой выдачи информации между отдельными алгоритмами программы. Кэш-память недоступна для пользовате­ля, отсюда и название — «кэш» (cache — тайный запас). В кэш­память загружаются с небольшим опережением данные, которые микропроцессор будет использовать в ближайшие такты своей работы. Наличие кэш-памяти повышает быстродействие процес­сора почти на 20 %.

Различают кэш-память 1-го и 2-го уровней. Кэш-память 1-го уровня встроена в микропроцессор. Кэш-память 2-го уровня более громоздкая — она строится из отдельных микросхем, которые ус­танавливают рядом с процессором.

Большинство современных микропроцессоров развивает зна­чительную тепловую мощность (40...300 Вт). Если ее не отводить, то процессор перегреется и в его работе может произойти сбой. Для охлаждения процессоров используются кулеры (cooler — ох­ладитель) — радиаторы и вентиляторы различных конструкций, которые собираются вместе с процессором в одном конструктиве (картридже).

Основными техническими характеристиками микроопроцессора являются его разрядность, тактовая частота, быстродействие (про­изводительность) .

Разрядность процессора — важнейшая характеристика его мощ­ности. Она указывает, сколько бит информации может обработать процессор за один тактовый импульс. Первые процессоры были 8-разрядные, затем появились 16- и 32-разрядные. Современные микропроцессоры имеют разрядность данных не менее 64 бит.

Тактовая частота генератора во многом определяет скорость ра­боты компьютера, так как каждая операция в машине выполняется за определенное число тактов. Тактовая частота для Pentium II со­ставляет 233...450 МГц, для Pentium III — 450... 1000 МГц, Penti­um 4 — 1000... 1300 МГц и для Athlon — 500... 1000 МГц.

Быстродействие зависит как от тактовой частоты процессора, так и от частотной характеристики системной шины, к которой он присоединен. Задержки, связанные с физическими свойства­ми запоминающих устройств, существенно снижают быстродей­ствие процессоров.

Лидером в производстве микропроцессоров является фирма Intel. В старых компьютерах можно найти ее процессоры 086 (8-разряд- ный), 286 (16-разрядный), 386 и 486 (32-разрядные), каждый из которых дал новое поколение ПК. Тактовая частота этих процес­соров не превышала 66 МГц. Эти процессоры не пригодны для выполнения трехмерной графики и мультимедийных программ, поэтому не нашли применения в современных ПК.

Сейчас в компьютерах используются 64-разрядные процессо­ры фирмы Intel, запатентованные под названием Pentium, про­цессоры фирмы AMD под названием Athlon, Duron и процессоры фирмы VIA/Cyrix под названием СЗА, С5Х.

Первым процессором, пригодным по своим параметрам для комплектации мультимедийных компьютеров, оказался Pentium II, созданный фирмой Intel. Однако из-за высокой цены спрос на процессор Pentium II был ограниченным. В 1998 г. фирмой Intel была выпущена упрощенная версия процессора Pentium II с так­товой частотой 375 МГц, которая получила название Celeron. Пер­вые модели Celeron не имели кэш-памяти и серьезно отставали от Pentium II в производительности. Однако вскоре появился Celeron с тактовой частотой 466 МГц, который превзошел параметры Pentium II с частотой 450 МГц. Последние модели Celeron 533 и Celeron 53 ЗА работают на одном уровне по производительности даже с Pentium III, уступая ему в цене в несколько раз.

С 1999 г. фирма Intel, добавив несколько десятков команд, пред­назначенных для повышения качества изображения в играх и для некоторого ускорения работы с Интернетом, выпустила процес­сор Pentium III. Рабочая частота Pentium III составляет около 500 МГц для 32-разрядных чисел.

К концу 2001 г. фирма Intel приступила к производству нового микропроцессора — Pentium 4. Рабочая частота процессора Pentium 4 достигла 1300 МГц. Этого достаточно как для выполне­ния всего программного обеспечения, так и для высококачествен­ного воспроизведения полнометражных DVD-фильмов.

В табл. 3.1 приведены важнейшие параметры процессоров.

Шины — это набор параллельных проводов (печатные линии на плате, шлейф, шнур, лента) для передачи сигналов в компью­тере между различными устройствами. Шины служат для обеспе­чения внутримашинного интерфейса. Интерфейсом называется совокупность средств сопряжения устройств компьютера, обеспе­чивающих их эффективное взаимодействие. В литературных источ­никах вместо термина «шина» часто используется понятие «ин­терфейс». Говорят, например, не шина USB, а интерфейс USB. Конструктивно шина представляет собой два многоконтактных разъема, соединенных между собой проводами.

Шины по набору соединяемых устройств могут быть систем­ные и локальные.

Системные шины служат для передачи информации между цен­тральным процессором и остальными компонентами компьютера в пределах материнской платы.

Локальные шины предназначены для связи процессора с кон­троллерами периферийных устройств (принтеров, сканеров). Ло­кальные шины не связаны напрямую с шиной центрального про­цессора. Для этой цели используется набор управляющих микро-

Таблица 3.1 Параметры процессоров разных фирм Процессор	Рабочие частоты, МГц	Частота шины, МГц	Объем кэш-памяти, кбайт	Напряжение питания, В	Разъем
Intel
Celeron	300...433	66	160	2	Slot 1
Celeron	366...533	66	160	2	Socket 370
Pentium III	450... 600	100,133	544	2	Slot 1
Pentium III	800... ИЗО	133	288	1,65	Socket 370
Pentium 4	1300... 2000	400	264	1'7	Socket 423
Pentium 4	2000	400	520	1,3	Socket 478
AMD
K6-III	450...550	100	320	2,4	Socket 7
Athlon (K7)	500... 1000	200	640	1,6...1,8	Slot A
Athlon	700... 1433	200, 266	384	1,7... 1,75	»
Athlon XP	1333... 1800	266	384	1,8	»
VIA/Cyrix
VIA C3A	500...667	100, 133	128	1,9	Socket 370
VIA C3B	600... 866	133	128	1,5	»

схем, который называется чипсет (chipset), обычно включающий в себя две базовые микросхемы, которые принято называть «север­ный мост» (north bridge) для высокоскоростных устройств и для остальных модулей — «южный мост» (south bridge) (см рис. 3.1).

Чипсеты анализируют адресность и очередность каждой коман­ды, а также обеспечивают независимость конкретного типа про­цессора от интерфейса новых устройств, устанавливаемых в ком­пьютер в случае его модернизации.

Следует отметить, что быстродействие системной шины из-за наличия чипсетов и контроллеров намного меньше, чем самого процессора. Если тактовые частоты современных процессоров до­стигают 2500 МГц, то тактовые частоты шины процессора на си­стемной плате имеют стандартные частоты от 50 до 133 МГц. Шины для Pentium 4 имеют тактовую частоту 400 МГц.

К локальным шинам, расположенным на материнской плате, относятся интерфейсы ISA и EISA, унаследованные от первых моделей IBM PC, и более современные шины PCI, USB и AGP.

Для подсоединения периферийных устройств используются шины IDE, EIDE, SCSI (скази), USB. В ближайшей перспективе намечается внедрение более скоростных шин IEEE 1394 (вместо IDE, EIDE, SCSI) и IEEE 1284 — для подключения принтеров и сканеров, цифровых фотокамер и внешних запоминающих устройств. Аббревиатура IEEE означает, что интерфейс разрабо­тан ассоциацией инженеров по электротехнике и электронике (institute of electrical and electronical engineers).

Локальная шина ISA (фирма Industry standart architecture) — основная 16-разрядная шина с тактовой частотой 8 МГц для материнских плат устаревших компьютеров. Пропускная способность шины ISA не превы­шает 5,5 Мбайт/с. Шина ISA служит для подключения к процессору низ­коскоростных устройств (клавиатуры, мыши, модема, звуковой карты). В новых компьютерах этот интерфейс представлен одним-двумя слотами для совместимости с устаревшими компонентами.

С появлением 32-разрядных высокоскоростных процессоров шина ISA стала существенным препятствием для увеличения быстродействия ПК, поэтому спецификация РС99 не допускает применения шин ISA.

Локальная шина PCI (peripheral component interconnect — соединение внешних устройств) — быстродействующая шина. Она называется про­цессорно-независимой, так как подключается к центральному процес­сору через одну из микросхем чипсета (северный мост). Чипсет обеспе­чивает ее взаимодействие с любыми микропроцессорами, как со стары­ми (486, Pentium, Pentium Pro), так и с новыми (Pentium II, Celeron, Pentium III и Pentium 4).

Шина PCI позволяет подключать до 10 устройств самой разной кон­фигурации. Разрядность шины PCI 32 бита с возможностью расширения до 64 бит, реальная пропускная способность 132 Мбайт/с. Эти параметры позволяют подключать к микропроцессору высокоскоростные устройства (видео- и звуковые платы).

Спецификация РС99 предполагает наличие в ПК только этой шины. К контроллерам, установленным в разъемах шины PCI, могут быть под­ключены все интерфейсы передачи данных (EIDE, SCSI, USB, firewire и др.) от внешних устройств.

Локальная шина AGP (accelerated graphics port — ускоренный графи­ческий порт) предназначена для подключения видеокарт к отдельной (не связанной с системной шиной) магистрали, имеющей выход на оператив­ную память. Пиковая пропускная способность шины до 1066 Мбайт/с. Этого больше чем достаточно для передачи трехмерного изображения высо­чайшего качества в режиме реального времени, что недоступно для шины PCI. В настоящее время большинство ЗО-ускорителей (D-dimension — измерение, ускоритель трехмерного изображения) выполняется на шине AGP.

Шина IDE (integratide drive electronics — встроенная электроника на­копителя) предназначена исключительно для обеспечения работы жестких дисков и других накопителей. Главные ее достоинства — простота и невы­сокая стоимость. Недостатком является то, что шина IDE — 6-разрядная, а шина PCI, к которой она подключается, — 32-разрядная, поэтому шина IDE тормозит работу всей системы. В разработанной в последнее время шине EIDE (enhanced IDE) достигнута скорость передачи инфор­мации 66,6 Мбайт/с, что позволяет подключать с ее помощью винчесте­ры, приводы CD-ROM и другие накопители.

Шина SCSI (small computer system interface — интерфейс малых ком­пьютерных систем) в отличие от IDE — 32-разрядная, параллельная. К ней одновременно может быть подключено до восьми устройств. Физически шина SCSI представляет собой плоский кабель с 25- или 50-контактны- ми разъемами для подключения периферийных устройств.

Шина SCSI стала одной из промышленных стандартных для подклю­чения периферийных устройств — винчестеров, сменных жестких и маг­нитооптических дисков, сканеров, CD-ROM и т.п.

Однако шины SCSI намного дороже шин IDE, поэтому пользуются ограниченным спросом, обычно в тех случаях, если предполагается про­фессиональная работа с ЗО-графикой, большими массивами данных и видео.

Шина USB (universal serial bus — последовательная универсальная шина) по спецификации РС97 является обязательным элементом со­временного ПК. Она должна постепенно заменить все ранее существо­вавшие шины для подключения периферийных устройств (параллель­ный и последовательный порты, разъемы PS/2 для мыши и клавиатуры, интерфейс SCSI).

Эта новая шина служит для подключения различных внешних уст­ройств. Обмен данными по шине USB происходит в пакетном режиме при пиковой пропускной способности до 12 Мбит/с (в версии USB-2 до 480 Мбит/с). К шине USB может быть подключено 4...5 внешних устройств, причем каждое устройство должно иметь 2...3 разъема USB для того, чтобы все устройства можно было соединить цепочкой. В каче­стве кабеля используется витая пара. Длина сегмента USB может дости­гать 12 м.

С шиной USB выпускаются модемы, клавиатуры, мыши, CD-ROM, джойстики, ленточные и дисковые накопители, сканеры и принтеры, цифровые камеры, мониторы (не для передачи сигнала, а для управле­ния настройками монитора) и другие устройства.

В один из слотов системной шины вставляется плата портов ввода и вывода, соединяющая материнскую плату с портами — разъемами на задней стенке системного блока, которые исполь­зуются для подключения низкоскоростных периферийных уст­ройств. Порты могут быть:

параллельные (LPT-1 — LPT-4), имеющие 25 гнезд и служащие для подключения принтеров и сканеров;

последовательные (СОМ-1 — СОМ-3), имеющие 9 или 25 штырьков и служащие для подключения мыши, модемов и кла­виатуры. К одному из СОМ-портов может быть подключен кон­нектор IrDA — разъем для инфракрасного приемника/передатчи­ка. Инфракрасная связь позволяет соединять с компьютером без проводов на расстоянии до 1 м различные устройства, в том чис­ле клавиатуру и мышь; игровые на 15 гнезд, служащие для под­ключения джойстиков.

Для согласования электрических параметров микропроцессора с различными периферийными устройствами служат контролле­ры (платы расширения). С помощью контроллеров-модулей мож­но модернизировать компьютер, расширяя его возможности в со­ответствии со своими потребностями. Например, можно добавить в компьютер контроллеры: факс-модем, звуковую карту, плату приема телепередач (TV-тюнер) и т.д.

Отдельные контроллеры интегрированы с материнской пла­той (контроллеры для управления клавиатурой, дисководами, контроллер портов ввода/вывода). Другие контроллеры выполня­ются в виде отдельных электронных модулей, которые вставляют­ся в разъемы (слоты) на материнской плате.

В микросхемах, размещенных на материнской плате, реализо­вана внутренняя (системная) память. К ним относятся микросхе­мы с постоянной и оперативной памятью, быстрой кэш-памятью и перепрограммируемой флэш-памятью. Кроме того, имеют свою собственную память контроллеры всех периферийных устройств, установленных в слоты на материнской плате. Внешняя память находится на накопителях различной конструкции: дискетах, жестких дисках, компактных лазерных дисках и на магнитной ленте.

Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), или по-англий­ски ROM (read only memory — память только для чтения), выпол­няет роль постоянной памяти. Данные, занесенные в постоянную память, не могут быть изменены, выполняемые на компьютере программы могут их только считывать. ПЗУ строится на основе модулей, устанавливаемых на материнской плате.

Постоянная память необходима для запуска компьютера и для автоматического ввода и вывода необходимых программ с нако­пителей информации. Содержимое постоянной памяти называет­ся BIOS (basic input-output system, или базовая система ввода- вывода).

Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), или по-англий- ски RAM (random access memory — память с произвольной вы­боркой), выполняет роль оперативной памяти. Обращение к ней возможно в любой момент времени. Оперативная память служит для того, чтобы обрабатывать всю информацию, поступающую в компьютер. Любая программа, с которой приходится работать, загружается сначала в оперативную память, где производятся все операции, необходимые для работы этой программы. Чем больше объем оперативной памяти, тем более сложную программу и на более высокой скорости способен выполнить компьютер.

Основу ОЗУ составляют большие интегральные микросхемы и модули.

По принципу функционирования различают микросхемы двух типов: с динамической (DRAM, SDRAM — synchronous dynamic RAM) и статической (SRAM, static RAM) выборкой.

В динамической памяти объем информации в ячейке определя­ется наличием или отсутствием заряда на миниатюрном конден­саторе, управляемым одним или двумя транзисторами. Время до­ступа к данным в этой памяти составляет 7...8 не (наносекунд).

Статическая память основана на использовании более слож­ных ячеек — триггеров, состоящих из 4...6 транзисторов. По этой причине микросхемы со статической памятью намного дороже микросхем с динамической памятью. Однако благодаря отсутствию инертных конденсаторов быстродействие микросхем на триггерах в 10 раз выше. Триггеры применяются в наиболее ответственных и дорогих компонентах, например, в быстрой кэш-памяти процес­соров, жестких дисках, приводах CD-ROM, а модули DRAM ис­пользуются в основном в оперативной памяти.

В дорогих моделях компьютеров используются более быстрая (5...6 не) память DDR SDRAM, которая в сочетании с кэш-па­мятью может поддерживать частоту системной шины на уровне 266 МГц. Лучшие модули памяти имеют торговые марки Kindston, Micron, Samsung.

Информация в оперативной памяти сохраняется до тех пор, пока компьютер включен: при выключении компьютера инфор­мация из оперативной памяти стирается. Объем оперативной па­мяти зависит от числа установленных модулей DRAM или SRAM, каждый из которых может иметь емкость 256 кбайт...256 Мбайт.

Флэш-память — легко перепрограммируемая мгновенная па­мять реализована внутри ударопрочного пластикового корпуса — флэш-карты (флэшки) и включает интегральную микросхему, кон­троллер записи/считывания и интерфейс обмена данными. Моду­ли или карты флэш-памяти могут устанавливаться прямо в разъемы материнской платы. У них довольно большая емкость (от 32 кбайт до 1000 Мбайт) и очень большая скорость считывания.

В последние годы флэш-карты стали использовать для созда­ния быстродействующих, компактных запоминающих устройств, используемых в мобильных телефонах, фотоаппаратах и проигры­вающих устройствах, а также вместо дискет и даже для замены ПЗУ, хранящего программы bios.

Видеокарта, видеоадаптер, видеоконтроллер, видеоплата — эти термины-синонимы обозначают устройство, которое непосред­ственно управляет монитором и выводом информации на его эк­ран. Видеокарта путем изменения сигналов строчной и кадровой развертки монитора обеспечивает яркость элементов изображе­ния и параметры смешения цветов.

Современная видеокарта должна быть рассчитана для установ­ки в слот AGP или PCI. Платы для шины ISA морально устарели.

Видеокарты рассчитаны на строго определенные модели мо­ниторов.

Видеокарта оснащается собственной оперативной памятью, от размеров которой зависят режимы работы, которые она может обеспечить.

Основными характеристиками видеокарт являются: режимы работы (текстовый и графический). В текстовом режи­ме экран монитора условно разбивается на отдельные участки — знакоместа, чаще всего на 25 строк по 80 символов. Текстовый режим работает быстро даже на самых медленных компьютерах. В графическом режиме на экран выводится изображение в виде прямоугольной сетки точек, цвет и оттенок каждой из которых задается отдельно. В графическом режиме можно выводить тексты, графики, рисунки и т.д.;

воспроизведение цветов (черно-белые и цветные); глубина цвета, число цветов или полутонов в монохромном изображении (от 256 до 16,7 млн);

разрешающая способность — число адресуемых на экран мо­нитора точек (пикселей) по горизонтали и вертикали. Современ­ные видеокарты могут поддерживать разрешения от 640 х 480 до 1600 х 1200 точек и более, причем режим разрешения можно ме­нять с клавиатуры. Разрешающая способность не зависит от раз­меров экрана монитора;

емкость и число страниц в буферной памяти. Видеокарты с ем­костью памяти 1 Мбайт способны обеспечить разрешение на экра­не монитора при глубине 16,7 млн цветов 640x480 точек, видео­карты с емкостью памяти 2 Мбайт — 800 х 600 точек, 4 Мбайт — 1280 х 1024 точек, а 8 Мбайт — 1600 х 1200 точек. Современные видеоадаптеры начального и среднего уровня имеют объем памяти 2, 4, 8 и 16 Мбайт, а наиболее совершенные видеокарты — от 32 до 128 Мбайт. Такой запас памяти достаточен для обработки пря­мого телевизионного сигнала или сигнала с видеомагнитофона;

частота кадровой развертки является чрезвычайно важным с точки зрения эргономики параметром. Если частота кадров мень­ше 75 Гц, то глаз замечает мерцание изображения, что приводит к быстрому утомлению. Частота кадровой развертки колеблется от 60 до 200 Гц;

разрядность шины данных, определяющая атрибуты каждого пикселя. Разрядность атрибута пикселя обеспечивает максималь­но возможное число полутонов или цветовых оттенков. 8-битный атрибут позволяет воспроизвести на экране 256 цветов или оттен­ков, 16-битный — 65000 цветовых оттенков (стандарт high color), 24-битный — 16,7 млн цветовых оттенков (стандарт true color — натуральный цвет).

Известны следующие видеокарты VESA (video electronics standards association — ассоциация по стандартам видеоэлектроники):

VGA (video graphics adapter) — видеографический адаптер, на­зываемый иногда видеографической матрицей (video graphics array);

SVGA (super VGA) — улучшенный видеографический адаптер;

PGA (professional GA) — профессиональный графический адаптер.

В настоящее время широко применяются видеокарты SVGA VESA. Видеокарта SVGA имеет объем видеопамяти 1 ...2 Мбайта. Этот стандарт допускает разрешение от 800 х 600 точек и более и воспроизведение до 16,7 млн цветовых оттенков. Видеоадаптеры предыдущих стандартов морально устарели.

Для ускорения вывода сложных изображений разработаны спе­циальные ускорители — графические акселераторы, а для игр с трехмерной графикой существуют особые трехмерные ЗО-акселе- раторы. Ускоритель может входить в комплект видеокарты, а мо­жет устанавливаться в слот материнской платы и отдельно как вторая видеокарта.

Телевизионные тюнеры, обычно совмещенные с УКВ-прием­никами, приобретают большую популярность благодаря относи­тельно низкой стоимости. Модуль тюнера, вставленный в систем­ный блок, превращает компьютер в полноценный телевизион­ный приемник с множеством дополнительных функций, в том числе с возможностью сплошной записи телепередачи, что по­зволяет потребителю сэкономить 60...70% от стоимости нового современного телевизора. Объединение возможностей компьюте­ра и телевизора позволило совершить новый качественный рывок в сфере развлечений.

Карта ТВ-тюнера с интерфейсом PCI базируется на двух ос­новных элементах — собственно ТВ-тюнера и видеоплаты.

Высокочастотный телевизионный эфирный сигнал поступает по кабелю на антенный ввод тюнера, где преобразуется в сигнал низкой частоты, содержащий построчную информацию.

Телевизионный кадр состоит из двух полукадров. Первый по­лукадр из тюнера пересылается на видеокарту, которая преобра­зует его в сигнал RGB и направляет в буфер памяти. Следующий кадр проходит тот же путь, складывается с первым в буфере па­мяти и направляется в монитор. В остальном формирование изо­бражения на экране монитора происходит так же, как и в кинес­копе телевизора.

К основным функциональным свойствам тюнеров можно от­нести:

прием телевизионного эфирного (кабельного) сигнала;

прием видеоизображения от внешнего устройства воспроизве­дения (видеомагнитофон, видеокамера) в форматах s-video и composite video;

автоматическое определение формата принимаемого изобра­жения;

вывод видеоизображения на монитор; вывод звукового сигнала на звуковую карту; покадровый захват видеоизображения; сплошная запись видеоизображения;

одновременный прием нескольких каналов (функция «картин­ка в картинке»);

запись по расписанию; поддержка телетекста;

прием эфирного радиосигнала в УКВ-диапазоне; дистанционное управление.

По способу исполнения ТВ-тюнеры делятся на встроенные (со­вмещенные с видеоадаптером компьютера), внутренние (устанав­ливаемые в слот расширения системной платы) и внешние.

По функциональным возможностям различают обычные тю­неры, ТВ/УКВ-тюнеры, а также тюнеры с видеозаписью.

Самыми популярными ТВ-тюнерами являются изделия фир­мы Aver media, такие, как TV-Phone, TV-Capture, JoyTV, FunTV, TV-Studio. Наибольшее число наград на выставках получила ви­деокарта all-in-wonder, объединяющая графический чипсет, ТВ- тюнер, аналого-цифровой преобразователь и микросхему поддерж­ки телетекста.

Звуковая плата (аудиоадаптер, звуковая карта) предназначена для записи и воспроизведения звуковой информации, а также для синтеза музыкальных звуков.

Многие современные программы трудно представить без зву­кового сопровождения, поэтому некоторые материнские платы в фирменном исполнении заранее укомплектованы аудиоадаптером. Звуковая карта не только обеспечивает стереофоническое звуча­ние, но и позволяет записать звуковые сигналы в цифровом виде на внешние носители. Эту функцию выполняет аналого-цифро- вой преобразователь (АЦП), или кодек, который является неотъем­лемым узлом звуковой платы.

На современных звуковых картах установлены микросхемы — синтезаторы музыкальных звуков. Это дает возможность исполь­зовать компьютеры как универсальные музыкальные инструмен­ты, если их укомплектовать миди-клавиатурой.

В компьютерной технологии наибольшее распространение по­лучили два способа синтеза звуков: волновой и частотный.

225

Волновой табличный (wave table) синтез основан на использо­вании записанных в память карты образцов звучания разных ин­струментов. При этом необязательно оцифровывать и запоминать звучание каждой ноты музыкального инструмента, а достаточно хранить в памяти тембр и высоту звучания хотя бы одной ноты. Музыкальный процессор звуковой карты с помощью специаль­ных алгоритмов по законам волнового синтеза даже по одному >тому тону воспроизводит остальные звуки инструмента.

8 Ходыкин

Звуковая карта хранит в своей памяти образцы звуков (сэмп­лы) более сотни музыкальных инструментов и позволяет прослу­шивать одновременно полифоническое звучание до 128 различ­ных инструментов.

Частотная модуляция основана на математическом синтезе зву­ков из двух или четырех звуковых тонов разной частоты. Такой синтез назван FM-синтез (frequency modulation). С помощью набо­ра определенных частот, хранимых в памяти звуковой карты, мож­но формировать высоту и тембр звука. Качество получаемого та­ким образом звука не высокое. FM-синтез используется в играх для воспроизведения криков, выстрелов, взрывов.

Звуковая плата характеризуется следующими параметрами: объем используемой памяти;

уровень шумов, выраженный в децибелах. Посредственным счи­тается уровень в 70 дБ, приемлемым — 78 дБ, а превосходным — 96 дБ и более;

возможность загружать в оперативную память новые сэмплы; вид слота для подсоединения к шине: ISA или PCI; возможность подключения микрофона; наличие усилителя мощности;

наличие на плате портов IDE или SCSI для подключения CD- ROM;

наличие на плате гнезда для наушников. Гнездо для наушников имеется на каждой передней панели CD-ROM, однако через него можно прослушивать только звуковые компакт-диски; наличие на плате УКВ-радиоприемника (FM-tuner). Стандартов на звуковые платы не существует. Самыми попу­лярными были признаны платы sound blaster (SB) фирмы Creative Labs (Сингапур) — на них равняются и все остальные фирмы.

Из выпускаемых сегодня звуковых карт одной из лучших явля­ется sound blaster live platinum digital 5.1. Эта звуковая карта спо­собна обрабатывать множество звуковых потоков в двустороннем (дуплексном) режиме. Ее микросхема содержит 2 млн транзисто­ров, что позволяет выполнять до 1 млрд операций в секунду и обеспечивать технологию трехмерного (3D) звучания. Карта пре­дусматривает подключение до восьми колонок и обработку звука в соответствии со свойствами человеческого слуха, в том числе генерацию эффектов отражения, поглощения и искажения зву­ков, как это происходит в реальном мире и времени (ЕАХ). Кроме того, в зависимости от расположения движущихся объектов в иг­рах звуковая карта обеспечивает позиционирование и даже трас­сирование звука (direct sound 3D).

Карта способна обрабатывать до 128 независимых звуковых ка­налов и содержит в себе аппаратный wave table синтезатор с ин­терполяцией образца звучания инструмента по восьми точкам (обычно в картах такого класса звук интерполируется максимум по четырем точкам). Карта имеет шесть цифровых и восемь анало­говых входов, восемь выходов.

Аудиоадаптер Sound Blaster A WE 32 Value содержит: два микрофонных усилителя с автоматической регулировкой усиле­ния для сигналов, поступающих от микрофона;

два линейных усилителя для сигналов, поступающих с линии, с про­игрывателя звуковых дисков или музыкального синтезатора;

программно-управляемый электронный микшер, обеспечивающий смешивание сигналов от различных источников и регулировку их уровня и стереобаланса;

20-голосый синтезатор музыкальных звуков частотной модуляции FM; программно-управляемый волновой (табличный) синтезатор музы­кальных звуков и звуковых эффектов (16 каналов, 32 голоса, 128 инстру­ментов);

аналого-цифровой 16-разрядный преобразователь для превращения аналогового сигнала с выхода микшера в цифровой сигнал;

систему сжатия цифровой информации с возможностью применения расширенного звукового процессора ASP;

цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) для превращения цифро­вых сигналов, несущих информацию о звуке, в аналоговый сигнал;

двухканальный усилитель мощности по 4 Вт на канал с ручным и программно-управляемым регулятором громкости;

MIDI-разъем (musical instrument digital interfase — цифровой интер­фейс музыкальных инструментов) для подключения музыкальных инст­рументов;

цифровой сигнальный процессор DSP (digital signal processor) или расширенный сигнальный процессор ASP (advanced signal processor), которые используются для цифровой компрессии и декомпрессии зву­ковых сигналов, для расширения базы стереозвука, создания эха и обес­печения объемного (квадрофонического) звучания.

Дисковые накопители памяти. Внешние запоминающие устрой­ства персональных компьютеров представляют собой дисковые накопители памяти различной конструкции: на гибких магнитных дисках; на жестких магнитных дисках типа винчестер; на оптических компакт-дисках CD-ROM (compact disk read only memory — компакт-диск с памятью только для чтения).

Накопители на гибких магнитных дисках (НГМД) — дискеты НГМД, которые обозначают еще FDD, флоппи-диски, гибкие диски; в настоящее время используются как самое дешевое сред­ство резервного копирования информации, а также для переноса данных с одного ПК на другие, в том числе с портативных на стационарные.

Дискеты характеризуются диаметром и емкостью, т. е. количеством информации в байтах, которую на них можно записать. В зависимости от диаметра их условно называют трех- и пятидюймовые, хотя дей­ствительный их диаметр составляет 3,5 дюйма (89 мм) и 5,25 дюй­ма (133 мм). Трехдюймовые дискеты имеют емкость 1,44 Мбайт, пятидюймовые — 360 кбайт.

На системном блоке имеются ниши как для пятидюймовых, так и для трехдюймовых дисководов, хотя сейчас на практике используются только трехдюймовые дисководы, так как пятидюй­мовые дискеты считаются устаревшими.

Носитель информации в дискете представляет собой гибкий диск из лавсановой пленки, помещенный в корпус из твердого пластика. Единственное отверстие для доступа головок к носите­лю прикрыто металлической шторкой. В качестве запоминающей среды используются магнитные материалы — износоустойчивые ферролаки, которые наносятся на поверхность магнитного диска. Принцип записи информации на дискету такой же, как и в маг­нитофоне — при непосредственном механическом контакте го­ловки с магнитным слоем. Однако в отличие от магнитофона за­пись здесь осуществляется без высокочастотного подмагничива- ния путем перемагничивания материала-носителя до насыщения.

В приводе дискеты имеются два двигателя: один обеспечивает стабильную частоту вращения вставленной в накопитель диске­ты, а второй перемещает головки записи/чтения. Частота враще­ния первого двигателя зависит от типа дискеты и составляет 300... 360 мин"¹. Двигатель для перемещения головок в этих приво­дах всегда шаговый. С его помощью головки перемещаются по ра­диусу от края диска к его центру дискретными интервалами. В отличие от привода винчестера головки в данном устройстве не «парят» над поверхностью флоппи-диска, а касаются ее.

Дискеты бывают обычно двусторонними (double sided, DS). Плотность записи может быть различной: одинарной (single density, SD), двойной (double density, DD) и высокой (high density, HD). Дискеты одинарной плотности морально устарели.

Двусторонние дискеты двойной плотности (DS/DD) имеют емкость 1,44 Мбайт, а двусторонние дискеты высокой плотности (DS/HD) - 2,88 Мбайт).

Дискеты могут быть форматированные и неформатированные. На дискетах предусмотрена возможность защиты от записи.

Наиболее распространены 3,5-дюймовые дискеты. Их магнит­ный диск помещен в прочный пластмассовый корпус. Зона контакта магнитных головок с поверхностью диска закрыта специальной шторкой (задвижкой), отодвигающейся только внутри накопите­ля. Скорость чтения/записи для 3,5-дюймового дисковода состав­ляет около 63 кбайт/с, среднее время поиска около 80 мс.

Сейчас популярны дискеты verbatim data life plus. Они имеют тефлоновое покрытие, которое предохраняет магнитное покры­тие и записанную на нем информацию от грязи, воды, пыли и жира и даже от растворителей типа ацетона. Емкость 3,5-дюймо­вых дискет составляет 2,88 Мбайт. К аналогичным по качеству дискетам относятся дискеты «go anywhere» (в свободном переводе «вездеход»).

Накопители информации на жестких магнитных дисках

(НЖМД), или винчестеры, предназначены для постоянного хра­нения информации, используемой при работе с компьютером: программ операционной системы, редакторов документов и са­мих документов. Свое название «жесткий» диск получил в отли­чие от носителей информации на гибких магнитных лентах и дис­ках, а название «винчестер» — по названию города, в котором он был разработан.

Из всех устройств для хранения данных жесткие диски обеспе­чивают наиболее быстрый доступ к ним и высокую скорость счи­тывания, уступая в этом отношении только оперативной памяти.

Частота вращения двигателя для обычных моделей винчесте­ров может составлять 3600... 12000 мин^-1.

Жесткий диск (винчестер) — герметичная металлическая ко­робка (рис. 3.3), внутри которой расположены до десяти дисков, нанизанных на общую ось. Сами диски представляют собой обра­ботанные с высокой точностью керамические или алюминиевые пластины с магнитным покрытием — тонким слоем оксида желе­за или оксида хрома. Запись информации производится на ферро- лаковую пленку, нанесенную на обе стороны каждого диска. Име­ется необходимое число магнитных головок. Емкость винчестеров благодаря чрезвычайно высокой плотности записи достигает не­скольких десятков гигабайт; в системном блоке возможна уста­новка нескольких жестких дисков.

Жесткие диски характеризуются емкостью, быстродействием и интерфейсом.

Сейчас в компьютеры устанавливаются жесткие диски емкос­тью 2,5...40 Гбайт и более.

Скорость работы диска определяется двумя показателями: време­нем доступа к данным на диске и скоростью записи/чтения данных на диске. Обычное время доступа к данным на диске 10... 12 мс (миллисекунд), более быстрые диски имеют время доступа около 7...8 мс.

Рис. 3.3. Винчестер:

/ — диски с магнитным слоем; 2 — головки чтения записи; 3 — механизм позиционирования головок

Максимальная скорость передачи данных существенно зависит от интерфейса, используемого накопителем для связи с материн­ской платой. Обычно жесткие диски подключаются через интер­фейс IDE, который обеспечивает скорость передачи данных 5... 10 Мбайт/с.

Интерфейс EIDE (enhanced IDE) — более современный. Он поддерживает одновременно до четырех винчестеров емкостью до 2500 Мбайт и скорость обмена данными до 66 Мбайт/с.

К более сложным дисковым интерфейсам относятся SCSI (small computer system interface), SCSI-Fast Wide-2, Ultra-SCSI-2 и др. Интерфейсы SCSI поддерживают скорость обмена данными до 320 Мбайт/с и позволяют подключать до семи накопителей, в том числе и CD-ROM.

Производителями винчестеров являются следующие фирмы: IBM, Futjitsu, Western digital (WD), Quantum, Seagate. К накопи­телям на оптических компакт-дисках относятся диски CD-ROM, CD-R, CD-RW.

CD-ROM (compact disk read only memory — память только для чтения на компакт-диске) — устройство (дисковод) для считы­вания информации с компакт-диска. Вследствие очень плотной записи компакт-диск может вмещать более 700 Мбайт информа­ции.

На диски записывают объемные программы: энциклопедии вместе с иллюстрациями, красочные игры с множеством эффек­тов, видеофильмы. С помощью дисковода можно прослушивать также музыкальные диски, особенно если у компьютера есть зву­ковая карта. В CD-ROM есть выход на наушники или на акусти­ческие системы.

Различают диски CD-ROM с одинарной (обычной), 2-, 4-, 6- и т.д. кратной скоростью передачи информации. Для обозначения скорости дисковода обычно указывают, во сколько раз дисковод вращает диск быстрее, чем дисководы для аудиокомпакт-дисков. Так, дисководы с одинарной скоростью обеспечивают скорость чтения 150 кбайт/с; 2-кратной — около 300 кбайт/с; 4-кратной — 600 кбайт/с и т.д. Современные 40-скоростные диски CD-ROM работают практически со скоростью винчестера.

В продажу поступают также пишущие дисководы и специаль­ные диски к ним (CD-R). Перезаписывать однажды записанный диск уже нельзя.

Для многократной перезаписи используются диски CD-RW (rewritable — перезаписываемый компакт-диск). Диски CD-R и CD- RW незаменимы для хранения и передачи больших объемов ин­формации, т.е. для тех пользователей, которые занимаются гра­фикой, музыкой, видео.

Самыми популярными в России являются дисководы торговых марок Panasonic, Creative, Samsung, Hitachi, Pioneer, Teas, LG.

В последнее время возник новый стандарт на компакт-диски и дисководы к ним — DVD (digital video disk — цифровой видео­диск). Емкость DVD составляет 3...5 Гбайт, т.е. в 10 раз больше, чем на компакт-диске. На таком диске можно записать полномет­ражный фильм с высококачественным изображением и многока­нальным стереозвуком, десятки обычных аудиоальбомов, а также огромные мультимедийные энциклопедии.

Перезаписываемый носитель DVD состоит из восьми различ­ных слоев: нижней и верхней пластин из поликарбоната, двух диэлектрических слоев, между которыми находится слой данных, отражателя, клеевого слоя и этикетки.

Как и в грампластинках, у нижней пластины имеется направля­ющая бороздка — канавка. При считывании записи бороздка ука­зывает путь лазеру по всему DVD-диску.

Рабочий слой (слой данных) состоит из сплава серебро-ин- дий-сурьма-теллур, который под воздействием температуры мо­жет изменять свое состояние от аморфного (плохо отражающего) до кристаллического (хорошо отражающего).

При записи лазер разогревает точечное пространство на рабочем слое до температуры свыше температуры плавления (500... 700 °С). При охлаждении расплав переходит в аморфное состояние. Если же слои разогреть только до температуры 200 °С, то он снова при­нимает кристаллическое состояние. Лазер по-разному воздейству­ет на рабочий слой в зависимости от того, поступает на запись 1 или 0. При считывании, различая участки с разными коэффици­ентами отражения, лазерный луч считывает информацию бит за битом. Если же перевести весь слой данных в кристаллическое состояние, то вся информация (данные) будет стерта.

Оба диэлектрических слоя имеют особое назначение: они слу­жат в качестве охлаждающего материала и предотвращают испа­рение. Благодаря такому хорошему отводу тепла после каждого импульса лазера устанавливается аморфное состояние сплава, что очень важно для высокой скорости передачи данных.

Для DVD промышленность выпускает следующие разновидно­сти приводов:

DVD-ROM предназначен только для воспроизведения аудио- и видеоинформации. DVD-ROM встречаются в современных ноутбуках и компьютерах brand name. В отдельных литературных источниках аббревиатуру DVD расшифровывают как цифровой универсальный диск (digital versatile disk), поскольку дисководы DVD-ROM могут читать также CD-диски;

DVD-RW позволяет не только читать, но и многократно пере­записывать DVD;

DVD + RW называют комбоприводом, так как он обеспечивает полную совместимость со всеми существующими CD- и DVD- плейрами, как бытовыми, так и компьютерными.

Комбопривод SM-332Wфирмы Samsung. Размеры привода стан­дартизованы и позволяют устанавливать их даже в малогабарит­ные корпуса. Привод при высоких скоростях практически не шу­мит. Он позволяет читать и записывать как CD-, так и DVD-дис­ки, имеет буфер емкостью 8 Мбайт.