Інформаційні системи і технології на підприємствах - Плескач В.Л. - Пристрої збереження інформації

Системний блок складається з корпуса з блоком живлення і материнської (системної) плати. Блок живлення перетворює змінний струм на постійний струм низької напруги. Від потужності блока живлення залежить, яку кількість додаткових пристроїв, що не мають власного блока живлення, можна підключати до системного блока.

Материнська плата - основна частина комп'ютера, за допомогою якої поєднуються інші елементи. Це велика друкована плата, на якій розташовуються системна і локальна шини, мікропроцесор, оперативна пам'ять, додаткові мікросхеми та слоти для підключення додаткових пристроїв. Материнські плати уніфіковані за типорозмірами (нині найбільш поширені AT, ATX, LPX, NLX).

Системна шина призначена для передачі інформації між центральним процесором та іншими компонентами комп'ютера. У сучасних комп'ютерах застосовуються шини EISA, PCI, PCMCIA, AGP. Шини поділяються на синхронні, де дані передаються відповідно до тактової частоти (РСІ), й асинхронні, де дані передаються в довільні моменти часу (EISA).

Центральний процесор (Central Processing Unit - CPU) - це велика інтегральна схема, реалізована на одному напівпровідниковому кристалі, що призначена для програмно керованої обробки інформації. Залежно від типу інструкцій, що виконуються, розрізняють мікропроцесори CISC (Complex Instruction Set Computer) і RISC (Reduce Instruction Set Computer). Перші мікропроцесори були CISC-процесорами. У RISC-процесорах використовуються інструкції однакової довжини, які простіше і швидше виконуються.

Розрядність мікропроцесора визначає, скільки бітів інформації обробляється в ньому за один такт. Перший мікропроцесор Intel 4004, що з'явився в 1971 p., був чотирирозрядним і мав тактову частоту 750 КГц. З розвитком процесорів їх тактова частота, розрядність регістрів і зовнішньої шини даних збільшуються, поліпшується декодування команд. Сучасні комп'ютери Pentium III мають тактову частоту 450 МГц і вище.

Оперативна пам'ять буває динамічною або статичною. Оперативна пам'ять динамічного типу - це пам'ять з довільним вибиранням (Dynamic Random Access Memory, DRAM). Кожний біт такої пам'яті подається як наявність або відсутність заряду на конденсаторі, утвореному в структурі напівпровідникового кристала. Статична пам'ять (Static RAM - SRAM) як елементарну комірку використовує статичний тригер, що складається з кількох транзисторів. Ця пам'ять має вищу швидкодію, але вона дорожча.

За способом доступу до даних пам'ять поділяють на синхронну та асинхронну. Мікросхеми динамічної пам'яті виконуються в різних корпусах: SIMM (Single In line Memory Module), DIMM (Dual In line Memory Module). SDRAM синхронізована із системним таймером, що керує центральним процесором. SDRAM II (DDR - Double Data Rate) використовує більш точну внутрішню синхронізацію, що вдвічі збільшує швидкість доступу.

У відеопам'яті використовується динамічна оперативна пам'ять, яка має низку особливостей: доступ здійснюється досить великими блоками, перезаписування даних відбувається без переривання процедури зчитування.

BIOS (Basic Input/Output System) - спеціальна мікросхема, що містить набір програм вводу-виводу, за допомогою яких операційна система і прикладні програми можуть взаємодіяти з пристроями комп'ютера на фізичному рівні; програму тестування комп'ютера і його пристроїв, що запускається при включенні комп'ютера; програму setup для зміни параметрів, що визначають конфігурацію комп'ютера.

Пристрої збереження інформації

Накопичувачі інформації призначені для тривалого збереження великих обсягів інформації. Цей вид пам'яті, на відміну від оперативної, енерго-незалежний, тобто інформація не втрачається після вимкнення живлення комп'ютера. В основі роботи пристроїв збереження інформації лежать різні принципи (магнітні, оптичні тощо). Вартість збереження одиниці інформації на них значно нижча порівняно з оперативною пам'яттю, а обсяг носіїв, які використовуються у цих пристроях, набагато більший, однак час доступу до інформації в них ще більший. Розрізняють накопичувачі зі змінними і незмінними носіями. Надійність збереження інформації на незмінних носіях значно більша, а час доступу - менший.

Для інтеграції в комп'ютер накопичувачів інформації розроблені спеціальні інтерфейси, з яких на сьогоднішній день найбільш популярні IDE (Integrated Drive Electronics) і SCSI (Small Computer System Interface).

Інтерфейс SCSI був розроблений у 1970 p. До шини можна підключати до восьми пристроїв, включаючи основний контролер SCSI. Контролер SCSI має власний BIOS, що керує вось-мирозрядною шиною SCSI, звільняючи центральний процесор.

Інтерфейс IDE був запропонований у 1988 р. Функції контролера реалізовані в електронній частині пристрою. Обмін даними може здійснюватися як через центральний процесор (РІО - Programmed Input/Output), так і безпосередньо (DMA - Direct Memory Access).

Стримери - накопичувачі на магнітних стрічках. Вони звичайно використовуються для створення архівних копій великого обсягу і мають вмонтовані засоби стиснення даних.

Накопичувачі на жорстких дисках - це пристрої з незмінним носієм. їх часто називають вінчестерами. Вони містять механічний привод, голівки зчитування запису, кілька носіїв і контролер, що забезпечує роботу пристрою і передачу даних. Для запису інформації використовуються магнітні властивості поверхні дисків-носіїв.

Накопичувачі на жорстких дисках відрізняються один від одного насамперед своєю місткістю та швидкістю роботи. Швидкість роботи диска характеризується двома показниками: часом доступу до даних на диску та швидкістю читання і запису даних на диск.

При читанні або записуванні коротких блоків даних, розташованих у різних ділянках диска, швидкість роботи визначається часом доступу до даних, а при зчитуванні або записуванні великих блоків даних набагато важливішою є пропускна здатність тракту обміну з диском.

Накопичувачі на змінних дисках: приводи для дискет розміром "5,25" - FDD (Floppy Disk Drive), магнітооптичних дисків - MOD (Magneto-Optical Disk), CD-ROM, CD-RW, DVD (Digital Versatile Disk). Вони дають змогу переносити інформацію з одного комп'ютера на інший та робити архівні копії інформації, що міститься на жорсткому диску.

Слід зауважити, що час доступу і швидкість зчитування-за-пису залежать не тільки від самого пристрою, а й від параметрів усього тракту обміну з диском: від швидкодії контролера диска, системної шини і центрального процесора комп'ютера.

Клавіатура є основним пристроєм вводу інформації в комп'ютер. Це сукупність механічних датчиків, що сприймають натискування на клавіші і замикають певний електричний ланцюг. Розроблено багато видів клавіатур, що відрізняються в основному за ергономічними якостями. У клавіатуру можуть вбудовуватися додаткові пристрої, приміром мікрофон. Найбільш поширені два види клавіатур: з механічним і мембранним перемикачами. Технологія, заснована на мембранних перемикачах, вважається більш прогресивною, хоч особливих переваг не має.

Миші і трекболи - це координатні пристрої вводу інформації в комп'ютер. Вони мають дві чи три кнопки керування, але третя кнопка практично не використовується. Крім того, двокнопкова миша може мати спеціальне коліщатко для швидкого перегляду багатосторінкової інформації. Поширені як механічні миші, так і оптичні, які дають змогу досягати більшої точності. Є три способи підключення миші: через послідовний СОМ-порт, порт PS/2 і порт USB. У трекболі рухається не корпус, а тільки його кулька, що дозволяє підвищити точність керування курсором і не вимагає додаткового простору для роботи. Трекболи зазвичай використовуються в портативних комп'ютерах.

Сканер - це пристрій, за допомогою якого інформація з паперових носіїв вводиться в комп'ютер. Оптична роздільна здатність сканера визначає розмір елементів, які сканер передає без перекручувань. Роздільна здатність залежить від кількості елементів, що використовуються на одиницю довжини в лінійці світлочутливих елементів і від кроку переміщення пристрою сканування. Вона виміряється в dpi - кількості точок на дюйм.

Усі моделі сканерів можна поділити на ручні, планшетні, рулонні і барабанні. Ручні сканери треба переміщати рукою по матеріалу, який сканується. У планшетних сканерах голівка сканування переміщається по зображенню за допомогою крокового двигуна. Рулонні сканери протягають зображення через пристрій сканування. Барабанні сканери використовують фотоелектронний множник як світлочутливий елемент.

Крім того, сканери поділяють на однопрохідні, що використовують три лінійки для одночасного отримання інформації про три основні кольори, та трипрохідні, що за один прохід отримують інформацію про якийсь один колір. Колірна розрядність сканера визначається кількістю бітів, що використовуються для збереження інформації про колір. Сучасні сканери використовують не менше 24 біт (8 біт на кожний колір).

Для зв'язку з комп'ютером сканери використовують послідовний і паралельний порти, а також інтерфейси SCSI і USB.

Електронний планшет - координатний перетворювач, що використовується в основному для задач САПР.

Джойстик - аналоговий важільний пристрій для вводу координатної інформації. Він використовується практично тільки в іграх і тренажерах.