2.9. Чипсет (Chipset)

Следующий важнейший компонент, на котором мы остановимся – так называемый набор микросхем или сhipset, на базе которого строится материнская плата. Чипсет – самые большие (после процессора) микросхемы в компьютере, и самые большие из припаянных к материнской плате. Чипсет обеспечивает связь между основными узлами, расположенными на материнской плате, в первую очередь между процессором и памятью. Поэтому, естественно, от чипсета так же зависит производительность компьютера в целом. Но функция связывания всех компонентов в единую систему не единственная функция чипсета. Кроме того, современный чипсет содержит целый ряд основных, базовых контроллеров различных устройств, подключаемых к материнской плате:

- контроллер дисковода (его называют FDC – Floppy Disk Controller, а сам дисковод FDD - Floppy Disk Drive), к нему можно подключить 2 дисковода;

- контроллер жесткого диска (контроллер принято называть IDE Controller, а жесткий диск - HDD - Hard Disk Drive), причем встроенный в чипсет контроллер поддерживает 2 порта для подключения жестких дисков, а к каждому порту можно подключить по 2 диска, то есть к стандартной материнской плате можно подключить до 4 жестких дисков;

- контроллер порта принтера (еще его называют параллельный порт или LPT port), к этому порту подключают принтер, сканер;

- коммуникационные порты (последовательные асинхронные порты – СОМ1 – СОМ4), к ним подсоединяются мышь, модем (устройство связи с другими компьютерами по телефонным линиям), некоторые экзотические принтеры (обычно от мобильных компьютеров) и т.д.;

- контроллер клавиатуры и контроллер специального порта мыши (разъем такого вида принято называть PS/2);

- контроллер универсальной последовательной шины (USB, Universal Serial Bus). Это достаточно новая шина, порт с наивысшей скоростью ввода-вывода, к нему подключаются новые модели принтеров, сканеров, модемов, мониторов и т.д. Одним из его достоинств является возможность подключения целой цепочки устройств, то есть к одному порту можно подключить последовательно 127 устройств!

Обычно чипсет состоит из нескольких микросхем, чаще всего из двух. Эти микросхемы принято называть мостами (bridge). Одна микросхема обеспечивает связь компонентов системной платы, ее обычно называют Северным мостом (North bridge), другая микросхема называется Южным мостом (South bridge), она ответственна в первую очередь за интегрированные в чипсет контроллеры. Бывают и другие названия микросхем чипсета (Hub, хаб). Бывают чипсеты состоящие так же из 1. 3, 4 микросхем.

От чипсета, на базе которого построена материнская плата, зависят все возможности, которые плата предоставляет. В частности тип используемого процессора, тип и количество оперативной памяти зависят в первую очередь от чипсета. Итак, ясно, что чипсет является как бы сердцем материнской платы, и, безусловно, важнейшим ее компонентом.

2.10. Жесткий диск

Жесткий диск (винчестер, HDD - Hard Disk Drive) используется для длительного хранения больших объемов информации.

Три основных требования к жесткому диску – это емкость, быстродействие и минимальные габариты.

Емкость измеряется в Гбайтах (Гигабайт): 2Гб; 4Гб; 10Гб, 40Гб, 80Гб.

Скорость работы диска характеризуется двумя показателями: 1) временем доступа к данным на диске; 2) скоростью чтения и записи данных на диск.

Эти характеристики соотносятся друг с другом приблизительно так же, как время разгона и максимальная скорость автомобиля. При чтении или записи коротких блоков данных, расположенных в разных участках диска, скорость работы определяется временем доступа к данным – подобно тому, как при движении автомобиля по городу в час пик с постоянными разгонами и торможениями не так уж важна максимальная скорость, развиваемая автомобилем. Зато при чтении или записи данных (в десятки, сотни килобайт, мегабайт) файлов гораздо важнее пропускная способность тракта обмена с диском – точно так же, как при движении автомобиля по скоростному шоссе важнее скорость автомобиля, чем время разгона.

Следует заметить, что время доступа и скорость чтения–записи зависят не только от самого дисковода, но от параметров всего тракта обмена с диском: от быстродействия контроллера диска, системной шины и процессора компьютера.

Конструкция жесткого диска.

Жесткий диск представляет собой несколько соосных магнитных дисков, постоянно вращающихся с высокой скоростью. Каждый из отдельных дисков имеет две стороны с магнитным покрытием, и всю конструкцию условно рассматривают как один диск, имеющий много поверхностей. Над каждой поверхностью располагается считывающая головка. При высоких скоростях вращение дисков головки «парят» над их поверхностями на воздушной подушке.

Типы.

Их всего два. Они отличаются методом управления и связью с остальными участниками компьютерной системы (интерфейсом).

Наиболее часто применяются жесткие диски с интерфейсом IDE (Integrated Disk Electronics) или ATA, ATAPI.

Жесткие диски подключаются к специальному дисковому контроллеру, входящему в состав материнской платы.

Структура хранения информации на жестком диске.

Компьютеру важно не просто записать информацию на диск, а так записать, ее, чтобы потом найти, причем быстро и безошибочно. Поэтому на жестком диске создается специальная структура для хранения данных. Операция создания такой структуры называется форматированием диска. После форматирования каждый файл, записанный на диск, может иметь собственный адрес, выраженный в числовой форме.

Физически жесткий диск состоит из n-дисков и имеет поверхностей. Поверхность разбивается на концентрические дорожки. Каждая дорожка имеет свой уникальный номер. Дорожки, в свою очередь, разбиваются на секторы. Длина каждого сектора равна 512 байт. Таким образом, сектор наименьший элемент структуры жесткого диска. Так как реальный жесткий диск имеет много поверхностей, таким образом, дорожки с одинаковыми номерами, но принадлежащие разным поверхностям, образуют один цилиндр. Каждый цилиндр имеет номер, совпадающий с номером входящих в него дорожек.

Для того, чтобы записать, а затем затребовать информацию, необходимо задать адрес, состоящий из трех чисел: номера цилиндра, номера поверхности и номера сектора.

Что такое таблица размещения файлов.

Вам известно понятие «реестр». Роль реестра на жестком диске выполняет специальная таблица, которая называется FAT (File Allocation Table) - таблица размещения файлов.

Она находится на служебной дорожке жесткого диска. Физическое повреждение секторов, в которых записана эта таблица, равносильна краху всей информации на жестком диске, поэтому эта таблица всегда продублирована.

В зависимости от типа (FAT 32, FAT 64), имеет разную структуру.