Регістри являють собою упорядковану послідовність тригерів, число яких відповідає числу розрядів в слові.

Фактично будь який цифровий пристрій можна подати у вигляді сукупності регістрів, об’єднаних між собою за допомогою комбінаційних цифрових пристроїв.

Тригери широко використовуються для формування імпульсів,(тактових генераторів) у генераторах одиничних сигналів, для побудови подільників частоти, лічильників, перерахункових пристроїв, регістрів, суматорів, у пристроях керування тощо.

Інтерфейсна система МП реалізує зв'язок з іншими пристроями ПК (через системну шину).

Інтерфейс це – сукупність засобів і правил, що забезпечують взаємодію пристроїв комп’ютерної системи та програм.

Інтерфейс поділяється на:

· інтерфейс користувача;

· графічний інтерфейс користувача;

· інтерфейс командного рядка який полегшує роботу з ЕОМ.

Т(такт)

Генератор тактових імпульсів. Генерує послідовність електричних імпульсів, частота яких визначає тактову ча­стоту комп'ютера. Проміжок часу між імпульсами стано­вить такт.

U(Мв) Т (Такт)

 

 

т (час в мксек)

0

F = (гц), де F - тактова частота генератора, а Т - період існування такту

Фізичний адаптер (контролер) – це пристрій, який призначений для підключення фізично неоднорідних зовнішніх пристроїв.

Він виконує наступні функції:

- підсилює сигнали між процесором і зовнішніми пристроями;

- прискорює передачу інформаційних даних між зовнішніми пристроями і процесором;

- перетворює інформаційні дані із формату процесора у формат зовнішнього пристроїв (наприклад, перетворює аналоговий сигнал синусоїдальної форми в імпульсний і навпаки).

У сучасних ПК керування шиною здійснюється контролером шини.

Математичний співпроцесор широко застосовується для прискореного виконання операцій над двійковими числами з рухомою комою і двійковокодованими десяте­ричними числами, а також для обчислення деяких транс-цедентних, у тому числі тригонометричних, функцій. Ма­тематичний співпроцесор має свою систему команд і пра­цює паралельно (сумісно в часі) з основним МП, але під керуванням останнього. Прискорення операцій відбу­вається в десятки разів. Останні моделі МП, починаючи з МП 486ВХ, мають у своїй структурі співпроцесор.

Попереджуюче завантаження даних. Існує декілька стратегій завантаження даних з основної оперативної пам'яті в кеш-пам'ять. Простий алгоритм завантаження, що називається завантаженням на вимогу(on demand), пропонує звертатися до основної пам'яті тільки після того, якщо потрібні процесору дані не опиняться у кеші (тобто, просто кажучи, після виникнення кэш-промаха). Використання такої стратегії призводить до того, що у кеш потрапляють дійсно потрібні нам дані (і це плюс!), проте при першому зверненні до регістрової комірки процесору доведеться дуже довго чекати - приблизно 20 тактів системної шини, що є безперечний мінус!

Стратегія спекулятивного(speculative) завантаження, навпаки, пропонує поміщати дані в кеш задовго те того, як до них станеться реальне звернення. Звідки ж кэш-контроллеру знать, які саме елементи пам'яті знадобляться процесору в найближчому майбутньому? Ну... напевно знати цього він, звичайно, не може, але чому б йому не спробувати просто вгадати?

Алгоритми вігадування діляться на інтелектуальні і неінтелектуальні. Типовий приклад неінтелектуального алгоритму - випереджаюче завантаження. Виходячи з припущення, що дані з оперативної пам'яті обробляються послідовно, в порядку зростання адреси, кеш-контроллер, перехопивши запит на читання першого комірки, в порядку власної ініціативи завантажує деяку кількість комірок, подальших за ним. Якщо дані дійсно обробляються послідовно, то інші запити процесора будуть виконані практично миттєво, адже необхідні комірки вже є присутніми в кеші! Слід зауважити, що стратегія випереджаючого завантаження виникає вже в силу необхідності узгодження розрядності оперативної пам'яті і процесора (див. " Узгодження інтерфейсів процесора і контроллера пам'яті").

Серйозний мінус випереджаючого (і взагалі неінтелектуального) завантаження полягає в тому, що вибраний програмістом алгоритм обробки даних далеко не завжди співпадає з алгоритмом їх завантаження і частенько елементи пам'яті потрібні зовсім не у тому порядку, в якому кеш-контроллер просить їх з основної пам'яті. Як наслідок, ми маємо значне падіння продуктивності, оскільки дані у цьому випадку завантажуються вхолосту.

Інтелектуальний кеш-контроллер передбачає адресу наступної за прошеної комірки не за сліпим шаблоном, а на основі аналізу попередніх звернень. Досліджуючи послідовність кэш-промахів, контроллер намагається встановити, якою саме залежністю зв'язні її елементи і, якщо це йому вдається, перед обчислює її подальші члени. Якщо звернення до пам'яті відбувається за регулярним шаблоном, інтелектуальна стратегія спекулятивного завантаження при сприятливому збігу обставин може повністю ліквідовувати затримки, що виникають при очікуванні завантаження даних з основної пам'яті.

До недавнього минулого інтелектуальні кэш-контроллеры викорис-товувалися хіба що в суперкомп'ютерах і високопродуктивних робочих станціях, але тепер вони реалізовані в процесорах P - 4 і AMD Athlon XP.

Стратегії пошуку даних. Відповідно до вибраної стратегії завантаження даних з пам'яті може починатися або після фіксації кэш-промаха (стратегія Look Through), або здійснюватися паралельно з перевіркою наявності відповідної копії даних у надоперативній пам'яті і уриватися у разі кэш-попадания (стратегія Look aside). Останнє скорочує накладні витрати на кэш- промахи, зменшуючи тим самим латентність завантаження даних, та зате збільшує енергоспоживання, що у ряді випадків виявляється неприйнятно великою платою за загалом досить незначну надбавку продуктивності.

Відкладений запис даних. Наявність тимчасового сховища даних дозволяє накопичувати записувані дані і потім, дочекавшись звільнення системою шини, вивантажувати їх в оперативну пам'ять миттєво. Це ліквідовує нікому не потрібні затримки і значно збільшує продуктивність підсистеми пам'яті(детальніше про це див. " Політики запису і підтримка когерентности ").

У Х86- процесорах механізм відкладеного запису реалізований, починаючи з Pentium і AMD K5. Більш ранні моделі були вимушені безпосередньо записувати в основну пам'ять кожну модифіковану комірку, що серйозно обмежувало їх швидкодію. На щастя, сьогодні такі процесори практично не зустрічаються і про цю проблему вже можна забути.

Основна пам'ять. Складається з оперативного запам’ятовуючого пристрою (ОЗП і постійного запам’ятовуючого пристрою (ПЗП) (див. с. ІЗ, 14).

ПЗП - р егістрова або буферна пам’ять - найбільш швидкодіюча, але найменша за ємністю пам’ять. Постійна пам’ять призначена тільки для зчитування інформації. Тому ПЗП називають терміном ROM (Read Onlu Memori). Регістрова пам’ять містить деякі системні дані (наприклад, адресу наступної команди, яку буде виконувати процесор), вихідні дані і результати виконання деяких команд процесора, а також використовувані в програмі дані.

Крім того вона призначена для зберігання програми те­стування ПК, програми початкового його завантаження, базової системи введення-виведення (ВІОС).

Оперативний запам'ятовуючий пристрій (ОЗП) – це енергозалежна память, яка при вимкнені зовнішнього живлення інформація в ній витирається.. ОЗП - блок ЕОМ, призначений для розміщення програм, а та­кож тимчасового зберігання деяких вхідних даних і проміжних результатів. ОЗП здатний записувати (зчитува­ти) елементи програм і даних у довільне місце пам'яті (з довільного місця пам'яті), має високу швидкодію. Довільне місце означає можливість звернутися до заданої адреси (до конкретної ділянки пам'яті) без перегляду по­передніх.. Тому ОЗП називають також пам’яттю з довільним доступом (Random Accsses Memoru), або скорочено RAM

ОЗП слу­жить для оперативного запису, зберігання та зчитування інформації (програм і даних), безпосередньо бере участь в інформаційно-обчислювальному процесі, виконуваному ПК (у поточний період часу). Головними перевагами ОЗП є його висока швидкодія і можливість звернення до кожного елемента пам'яті окремо (прямий адресний до­ступ до комірки). Але в ньому неможливо зберігати інформацію після вимкнення живлення ПК (енергозалежність). Ємність ОЗП сучасного ПК може становити 64, 128, 256, 512,1024 Мбайт до 8 Гбайт.

Оперативна пам’ять має значно більшу ємність ніж ПЗП (від декількох десятків мегабайтів до декількох гігабайтів) і використовується для тимчасового зберігання програм та даних під час їх оброблення. Так, для запуску програми вона попередньо завантажується з пристрою зовнішньої пам’яті і тільки потім починає виконуватися.

Існує два види ОЗП: динамічна і статична.

Динамічна пам’ять DRAM (Dunamic RAM) побудована на мікросхемах. Структура – це конденсатор, що може знаходитися в зарядженому чи в розрядженому стані. Зарядженому стану конденсатора відповідає одиниця, розрядженому - нуль. Крім того, до складу запам’ятовуючого елемента входить транзистор, що зчитує значення, які зберігаються в конденсаторі.

Відновлення (регенерація) інформаційних даних відбувається під час виконання операцій зчитування чи запит даних. Але, оскільки частота звернення до різних ділянок пам’яті різна, не можна гарантувати, що до конкретних даних відбувається звернення до того, як вони зіпсуються. Тому в комп’ютері реалізовано спеціальну схему регенерації, яка через визначені проміжки часу (декілька мілісекунд) зчитує увесь вміст динамічної пам’яті. Ще недавно під час роботи схеми регенерації центральний процесор знаходиться в стані очікування іншими словами ОЗП працювала значно повільніше процесора., і для звернення до неї використовувались цикли очікування і спеціальні запам’ятовуючі буферні схеми кеш-пам'ять. Сьогодні широко застосовуються мікросхеми пам’яті, які працюють синхронно з процесором. Наприклад: DDR і RDRAM., які забезпечують ефективне множення частоти в операціях з пам’яттю. Модулі DDR забезпечують подвійну швидкість операцій з пам’яттю, а модулі RDRAM збільшення швидкості в 4 рази. Швидкість оперативної пам’яті вимірюється в наносекундах (міліарних долях секунди).

Швидкість роботи пам’яті повинна бути погоджена з частотою, на якій працює системна плата. В тому випадку, якщо фізичного об’єму оперативної пам’яті не достатньо, то вся надлишкова інформація, яку йому ніде розмістити процесор відправляє її тимчасово на жорсткий диск, який називається файлом підкачки. Таким чином запис і зчитування відбувається порціями, що значно затримує процес обробки інформації. І додатково завантажує НЖМД, що є непродуктивним використанням зовнішнього жорсткого диску.

Підводячи висновок, можна сказати, що при одинаковому рейтингу память DDR2 и DDR мають одинаковую швидкість передачи даних. Головною перевагою DDR2 є можливість функціонувания на значно більш высоких частотах.

Типи динамічної пам’яті. Існує два типи динамічної памяті-

1. Звичайні моделі DRAM у яких використовується асинхронний метод доступу, тобто дані записувалися незалежно від роботи процесора. Істотного збільшення швидкості доступу до даних удалося досягти завдяки синхронізації роботи памяті з тактом системної шини в моделях синхронної DRAM- SDRAM (Sunxronous DRAM) і її модифікації DDR SDRAM та DDR 2 SDRAM, що тепер є найбільш поширеними моделями оперативної пам’яті. Частота доступу до даних у DDR SDRAM скоротився за рахунок вилучення тактів очікування і становить в останніх моделях до 1133 Мггц. Крім того DDR SDRAM використовуються такі ж самі методи зменшення часу доступу, що і в асинхронних DRAM:

- чергування адрес (контролер, що забезпечує цей режим, знаходиться безпосередньо в мікросхемі);

- пакетний режим і конвеєрне оброблення адрес даних.

Переваги DDR SDRAM над асинхронними моделями DRAM особливо відчутні за високих швидкостей системної шини.

Кеш-пам'ять – Швидкість обробки інформаційних даних процесора значно менший від часу звернення до даних в оперативній пам'яті. Тому процесор змушений очікувати доти, доки дані з відповідних елементів ОЗП надійдуть на системну шину. Для зменшення часу непродуктивного простою ЄОМ використовується регістрова електронна швидкодіюча кеш –пам'ять. Вона виконується на більш дорогих і швидких елементах ніж ОЗП. Такий спосіб обміну даними має перевагу, оскільки у разі повторного звернення до кеш - пам'яті вже немає потреби зчитувати дані з повільної ОЗП, а тому інформація надається процесору без затримки. Сучасна Кеш-пам'ять значно менша по об’єму порівняно з ОЗП (досягає до 2Мбайт), але значно швидша по частоті обробки даних.

Кеш-пам'ять складається з трьох основних елементів:

1.Контролер кеш-пам'яті, що керує взаємодією кеш-пам'яті, системної шини і процесора;

2. Кеш-пам'яті даних;

3. Кеш-пам'яті адрес.

В сучасних моделях вона встановлюється на платі процесора.

 

 

Зовнішня память

Зовнішня пам'ять - це пам'ять, що реалізована у вигляді зовнішніх, відносно материнської плати, пристроїв із різними принципами збереження інформації і типами носія, призначених для довготривалого зберігання інформації. Зокрема, в зовнішній пам'яті зберігається все програмне забезпечення комп'ютера. Пристрої зовнішньої пам'яті можуть розміщуватись як в системному блоці комп'ютера так і в окремих корпусах. Фізично зовнішня пам'ять реалізована у вигляді накопичувачів. Накопичувачі - це запам'ятовуючі пристрої, призначені для тривалого (що не залежить від електроживлення) зберігання великих обсягів інформації. Ємність накопичувачів в сотні разів перевищує ємність оперативної пам'яті або взагалі необмежена, якщо мова йде про накопичувачі зі змінними носіями.

Накопичувач можна розглядати як сукупність носія та відповідного приводу. Розрізняють накопичувачі зі змінними і постійними носіями. Привід - це поєднання механізму читання-запису з відповідними електронними схемами керування. Його конструкція визначається принципом дії та виглядом носія. Носій - це фізичне середовище зберігання інформації, на зовнішній вигляд може бути дисковим або стрічковим. За принципом запам'ятовування розрізняють магнітні та оптичні носії. У дискових носіях використовують магнітні та оптичні методи запису-зчитування інформації.

Найбільш поширеними є накопичувачі на магнітних дисках, які поділяються на накопичувачі на жорстких магнітних дисках (НЖМД) та накопичувачі на гнучких магнітних дисках (НГМД), та накопичувачі на оптичних дисках, такі як накопичувачі CD-ROM, CD-R, CD-RW та DVD-ROM.

Накопичувачі на жорстких магнітних дисках (НЖМД)

НЖМД - це основний пристрій для довготривалого збереження великих об'ємів даних та програм. Інші назви: жорсткий диск, вінчестер, HDD (Hard Disk Drive). Ззовні, вінчестер являє собою плоску герметично закриту коробку, всередині якої знаходяться на спільній осі декілька жорстких алюмінієвих або скляних пластинок круглої форми. Поверхня кожного з дисків покрита тонким феромагнітним шаром (речовини, що реагує на зовнішнє магнітне поле), власне на ньому зберігаються записані дані. При цьому запис проводиться на обидві поверхні кожної пластини (крім крайніх) за допомогою блоку спеціальних магнітних головок. Кожна головка знаходиться над робочою поверхнею диска на відстані 0,5-0,13 мкм. Пакет дисків обертається безперервно і з великою частотою (4500-10000 об/хв), тому механічний контакт головок і дисків недопустимий.

Запис даних у жорсткому диску здійснюється наступним чином. При зміні сили струму, що проходить через головку, відбувається зміна напруженості динамічного магнітного поля в щілині між поверхнею та головкою, що приводить до зміни стаціонарного магнітного поля феромагнітних частин покриття диску (диполя). Диполь електромагнітний - сукупність двох рівних по абсолютній величині точкових різнойменних зарядів (+е;−е), які знаходяться на деякій віддалі один від одного.

Основною характеристикою диполя є його дипольний момент, який вказує на напрямок та величину заряду. Прийнято рахувати, що вектор диполя Р направлений від – до +.

Операція зчитування відбувається у зворотному порядку. Намагнічені частинки феромагнітного покриття спричиняють електрорушійну силу самоіндукції магнітної головки. Електромагнітні сигнали, що виникають при цьому, підсилюються й передаються на обробку.

Роботою вінчестера керує спеціальний апаратно-логічний пристрій - контролер жорсткого диска. В минулому це була окрема дочірня плата, яку під'єднували через слоти до материнської плати. У сучасних комп'ютерах функції контролера жорсткого диска виконують спеціальні мікросхеми, розташовані в чіпсеті.

У накопичувачі може бути до десятьох дисків. Їх поверхня розбивається на кола, що називаються доріжками (track). Кожна доріжка має свій номер. Доріжки з однаковими номерами, що розташовані одна над одною на різних дисках утворюють циліндр. Доріжки на диску розбиті на сектори (нумерація починається з одиниці). Сектор займає 571 байт: 512 відведено для запису потрібної інформації, решта під заголовок (префікс), що визначає початок і номер секції та закінчення (суфікс), де записана контрольна сума, потрібна для перевірки цілісності збережених даних. Сектори й доріжки утворюються під час форматування диска. Форматування виконує користувач за допомогою спеціальних программ (операційною системою).

Сектор 18

Форматування дискети – це процес розмітки її поверхні засобами операційної системи на сектори і доріжки.

 

 

 

Ніяка інформація не може бути записана на неформатований диск. Жорсткий диск може бути розбитий на логічні диски. Це зручно, оскільки наявність декількох логічних дисків спрощує структуризацію даних, що зберігаються на жорсткому диску.

Існує величезна кількість різноманітних моделей жорстких дисків багатьох фірм, таких як Seagate, Maxtor, Quantum, Fujitsu і т.д. Щоб забезпечити сумісність вінчестерів, розроблено стандарти на їх характеристики, які визначають номенклатуру з'єднувальних провідників, їх розміщення в перехідних роз'ємах, електричні параметри сигналів. Найпоширенішими нині є стандарти інтерфейсів IDE (Integrated Drive Electronics) або ATA та більш продуктивні EIDE (Enhanced IDE) і SCSI (Small Computer System Interface). Саме характеристики цих інтерфейсів, за допомогою яких вінчестери зв'язані з материнською платою, у значній мірі визначають продуктивність сучасних жорстких дисків. Серед інших параметрів, що впливають на швидкодію HDD слід відзначити такі:

· швидкість обертання дисків - в наш час випускаються накопичувачі EIDE із частотою обертання 4500-7200 об/хв, і накопичувачі SCSI - 7500-10000 об/хв;

· ємність кеш-пам'яті - у всіх сучасних дискових накопичувачах встановлюється кеш-буфер, який дає змогу прискорити обмін даними; чим більша його ємність, тим вища ймовірність того, що в кеш-пам'яті буде необхідна інформація, якої не треба прочитувати з диску (цей процес у тисячі разів повільніший); ємність кеш-буфера в різних пристроях може змінюватися в межах від 64 Кбайт до 2Мбайт;

· середній час доступу - це час (у мілісекундах), на протязі якого блок головок зміщуються з одного циліндра на інший. Залежить від конструкції приводу головок і складає приблизно 10-13 мілісекунд;

· час затримки - це час від моменту позиціювання блоку головок на потрібний циліндр до позиціювання конкретної головки на конкретний сектор, іншими словами, це час пошуку потрібного сектора;

швидкість обміну - визначає об'єми даних, які можуть бути передані з накопичувача до мікропроцесора та в зворотному напрямку за певні проміжки часу. Максимальне значення цього параметра дорівнює пропускній здатності дискового інтерфейсу і залежить від того, який режим використовується PIO або DMA; в режимі PIO обмін даними між диском і контролером відбувається за безпосередньої участі центрального процесора, чим більший номер режиму PIO, тим вища швидкість обміну; робота в режимі DMA (Direct Memory Access) дозволяє передавати дані безпосередньо в оперативну пам'ять без участі процесора; швидкість передавання даних у сучасних жорстких дисках коливається в діапазоні 30-60 Мбайт/с.

Різняться НЖМД та НГМД лише конструктивно, обсягом інформації, що зберігається, і часом пошуку, запису та зчитування її. Ємність сучасних НЖМД — від одиниць Гбайт до 40—75 Гбайт і більше (1 Гбайт = 10⁹ байт).

Накопичувачі на гнучких магнітних дисках (НГМД)

НГМД або дисковод вмонтований у системний блок. Гнучкі носії для НГМД випускають у вигляді дискет (інша назва флопі-диск). Власне носій - це плоский диск зі спеціальної, достатньо міцної плівки, покритий феромагнітним шаром і поміщений у захисний конверт із рухомою засувкою у верхній частині. Дискети використовуються, в основному, для оперативного перенесення невеликих об'ємів інформації з одного комп'ютера на інший. Дані, записані на дискеті можна захистити від стирання чи перезапису. Для цього потрібно пересунути маленьку захисну засувку в нижній частині дискети таким чином, щоб утворилося відкрите віконце. Для того, щоб дозволити запис цю засувку слід перемістити назад і закрити віконце.

Лицьова панель дисководу виведена на передню панель системного блоку, на якій розташовані кишенька, закрита шторкою, куди вставляють дискету, кнопка для виймання дискети та лампочка-індикатор. Дискета вставляється у дисковод верхньою засувкою вперед, її потрібно вставити у кишеню накопичувача і плавно просунути вперед до звуку щиглика. Правильний напрямок вставляння дискети помічено стрілкою на пластиковому корпусі. Щоб вийняти дискету з накопичувача, потрібно натиснути на його кнопку. Світловий індикатор на дисководі показує, що пристрій зайнятий (якщо лампочка світиться, виймати дискету не рекомендується). На відміну від жорсткого диска, диск у НГМД приводиться в обертання тільки за командою на читання або запис, в інший час він перебуває у спокої. Головка читання-запису під час роботи механічно контактує з поверхнею дискети, що призводить до швидкого зношування дискет.

Як і у випадку жорсткого диску, поверхня гнучкого диску розбивається на доріжки, які у свою чергу розбиваються на сектори. Сектори й доріжки утворюються під час форматування дискети. Зараз дискети поставляються відформатованими.

Накопичувач CD-ROM Починаючи з 1995 року в базову конфігурацію персонального комп'ютера замість дисководів на 5,25 дюймів почали включати дисковод CD-ROM. Абревіатура CD-ROM (Compact Disk Read Only Memory) перекладається як постійний запам'ятовуючий пристрій на основі компакт-дисків. Принцип дії цього пристрою полягає у зчитуванні цифрових даних за допомогою лазерного променя, що відбивається від поверхні диска. В якості носія інформації використовується звичайний компакт-диск CD. Цифровий запис на компакт-диск відрізняється від запису на магнітні диски високою щільністю, тому стандартний CD має ємність порядку 650-700 Мбайт. Такі великі об'єми характерні для мультимедійної інформації (графіка, музика, відео), тому дисководи CD-ROM відносяться до апаратних засобів мультимедіа. Крім мультимедійних видань (електронні книги, енциклопедії, музикальні альбоми, відеофільми, комп'ютерні ігри) на компакт-дисках розповсюджується також різноманітне системне та прикладне програмне забезпечення великих обсягів (операційні систе-ми, офісні пакети, системи програмування і т.д.) Компакт-диски виготовляють із прозорого пластику діаметром 120 мм і товщиною 1,2 мм. На пластикову поверхню напилюється шар алюмінію або золота. В умовах масового виробництва запис інформації на диск відбувається шляхом витиснення на поверхні доріжки, у вигляді ряду заглиблень. Такий підхід забезпечує двійковий запис інформації. Заглиблення (pit - піт), поверхня (land - ленд). Логічний нуль може бути представлений як пітом, так і лендом. Логічна одиниця кодується переходом між пітом та лендом. Від центру до краю компакт-диску нанесена єдина доріжка у вигляді спіралі шириною 4 мкм із кроком 1,4 мкм. Поверхня диска розбита на три ділянки. Початкова (Lead-In) розташована в центрі диска і зчитується першою. В ній записано вміст диска, таблиця адрес всіх записів, мітка диска й інша службова інформація. Середня ділянка містить основну інформацію і займає більшу частину диска. Кінцева ділянка (Lead-Out) містить мітку кінця диску. Для штампування існує спеціальна матриця-прототип (мастер-диск) майбутнього диска, яка витискує доріжки на поверхні. Після штампування, на поверхню диска наносять захисну плівку з прозорого лаку. Накопичувач CD-ROM містить: · електродвигун, що обертає диск; · оптичну систему, яка складається з лазерного випромінювача, оптичних лінз та датчиків і призначена для зчитування інформації з поверхні диска; · мікропроцесор, що керує механікою привода, оптичною системою і декодує прочитану інформацію у двійковий код. Компакт-диск розкручується електродвигуном. На поверхні диска за допомогою приводу оптичної системи фокусується промінь із лазерного випромінювача. Промінь відбивається від поверхні диска і скрізь призму подається на датчик. Світловий потік перетворюється в електричний сигнал, який поступає у мікропроцесор, де він аналізується й перетворюється у двійковий код. Основними характеристиками CD-ROM є: · швидкість передачі даних - вимірюється в кратних долях швидкості програвача аудіо компакт-дисків (150 Кбайт/сек) і характеризує максимальну швидкість з якою накопичувач пересилає дані в оперативну пам'ять комп'ютера, наприклад, 2-швидкісний CD-ROM (2x CD-ROM) буде зчитувати дані зі швидкістю 300 Кбайт/сек., 50-швидкісний (50x) - 7500 Кбайт/сек.; · час доступу - час, потрібний для пошуку інформації на диску, вимірюється у мілісекундах. Основний недолік стандартних CD-ROM - неможливість записування даних, але існують пристрої однократного записування CD-R та багаторазового записування CD-RW. Накопичувач CD-R (CD-Recordable) Зовні схожі на накопичувачі CD-ROM і сумісні з ними за розмірами диска та форматами запису. Дають змогу виконати одноразовий запис і необмежену кількість зчитувань. Запис даних здійснюється за допомогою спеціального програмного забезпечення. Швидкість запису сучасних накопичувачів CD-R складає 4х-8х. Накопичувач CD-RW (CD-ReWritable) Використовуються для багаторазового запису даних, причому можна як просто дописати нову ін-формацію на вільний простір, так і повністю перезаписати диск новою інформацією (попередні дані знищуються). Як і у випадку з накопичувачами CD-R, для запису даних необхідно встановити в системі спеціальні програми, причому формат запису сумісний зі звичайним CD-ROM. Швидкість запису сучасних накопичувачів CD-RW складає 2х-4х. Накопичувач DVD (Digital Video Disk) Пристрій для читання цифрових відеозаписів. Зовні DVD-диск схожий на звичайний CD-ROM (діаметр - 120 мм, товщина 1,2 мм), однак відрізняється від нього тим, що на одній стороні DVD-диску може бути записано до 4,7 Гбайт, а на обох - до 9,4 Гбайт. У разі використання двошарової схеми запису на одному його боці можна розмістити вже до 8,5 Гбайт інформації, відповідно на обох боках - близько 17 Гбайт. DVD-диски допускають також перезапис інформації. Найважливішим чинником, що стримує широке застосування накопичувачів CD-R, CD-RW та DVD, є висока вартість як їх самих, так і змінних носіїв. Контрольні запитання. 1. Що таке зовнішня пам'ять? Які різновиди зовнішньої пам'яті ви знаєте? 2. Що таке жорсткий диск? Для чого він призначений? Яку ємність мають сучасні вінчестери? 3. Яким чином здійснюються операції читання і запису в НЖМД? 4. В чому полягає операція форматування магнітних дисків? 5. Які є типи стандартних дискових інтерфейсів? 6. Які параметри впливають на швидкодію вінчестера? Яким чином? 7. Що таке флопі-диск? Що спільного та відмінного між ним та жорстким диском? 8. Яких правил слід дотримуватися під час користування дискетою? 9. Які ви знаєте різновиди накопичувачів на оптичних дисках? Чим вони різняться між собою? 10. Яким чином відбувається зчитування інформації з компакт-дисків? 11. В чому вимірюється швидкість передачі даних в накопичувачах на оптичних носіях?

Джерело живлення. Це блок, який містить системи автономного й мережного енергоживлення ПК.

Таймер. Це внутрішній електронний годинник, що забезпечує автоматичне зняття поточного моменту часу рік, місяць, години, хвилини, секунди та частки секунд), які підключається до автономного джерела живлення — акумулятора і при вимкненні ПК продовжує працювати.

Зовнішні пристрої. Це найважливіша складова частина будь-якого обчислювального комплексу. Вартість їх іноді гановить 50—80 % вартості всього ПК. Від їхніх складу і їх характеристик багато в чому залежать можливість й рективність застосування ПК в системах управління і народному господарстві взагалі.

Зовнішні пристрої забезпечують взаємодію ПК з навколишнім середовищем: користувачами, об'єктами уп­равління та іншими ЕОМ. Вони дуже різноманітні і мо­жуть бути класифіковані за рядом ознак. Так, за призна­ченням можна виділити такі їхні види:

• зовнішні запам'ятовуючі пристрої (ЗЗП), або зовнішня пам'ять ПК;

• діалогові засоби користувача;

• пристрої введення інформації;

• пристрої виведення інформації;

• засоби зв'язку і телекомунікації.

Зовнішні запам'ятовуючі пристрої ПК — це ті самі за­пам'ятовуючі пристрої, але виконані як окремий конст­руктивний блок із, як правило, власним блоком живлен­ня. Часто вони мають велику ємність, іноді містять кілька накопичувачів в одному корпусі. ЗЗП допускають опера­тивне їх підключення до різних ПК (іноді одночасно). За наявності кількох ПК зручно мати один дорогий зовнішній пристрій для перезапису компакт-дисків, один-два пристрої для ЗІР або магнітооптичних носіїв.

Діалогові засоби користувача — монітори, різноманітні пристрої введення та пристрої мовного введення-виве-дення інформації.

Монітор (дисплей) — пристрій для відображення інформації, що вводиться в ПК і виводиться з нього.

Пристрої мовного введення-виведення належать до за­собів мультимедіа. Пристрої мовного введення — це різні мікрофонні акустичні системи (наприклад «звукові миші») зі складним програмним забезпеченням, що дає змогу розпізнавати слова, ідентифікувати їх і видавати комп'ютеру відповідні команди або перетворювати мову на текст. Пристрої мовного виведення — це різні синте-іатори звуку, які перетворюють цифрові коди на літери та:лова, відтворювані через гучномовці (динаміки) або зву­кові колонки, приєднані до комп'ютера.

Пристрої введення інформації:

• клавіатура — пристрій для ручного введення число­вої, текстової і керуючої інформації в ПК;

• графічні планшети (діджитайзери) — пристрої для ручного введення графічної інформації, зображень переміщенням по планшету спеціального покажчика (пера) з одночасним автоматичним прочитуванням координат його місцезнаходження та введення цих координат у ПК;

• сканери (читаючі автомати) — пристрої для автома­тичного прочитування з паперових носіїв і введення.* в ПК машинописних текстів, графіків, малюнків, креслень;

• маніпулятори (пристрої вказівки — джойстик, миша, трекбол, світлове перо та ін.) — пристрої для введен­ня графічної інформації на екран монітора, керуван­ня рухом курсора по екрану з подальшим кодуван­ням координат курсора та введенням їх у ПК;

• сенсорні екрани — пристрої для введення окремих елементів зображення, програм або команд з поліек­рана дисплея у ПК.

Пристрої виведення інформації:

• принтери — друкувальні пристрої для реєстрації інформації на паперовому носію;

• графпобудовники (плотери) — пристрої для виведен­ня графічної інформації (графіків, креслень, ри­сунків) з ПК на паперовий носій. Бувають векторні з кресленням зображення за допомогою пера і рас­трові (термографічні, електростатичні, струминні та лазерні). За конструкцією поділяються на планшетні й барабанні. Основні характеристики плотерів при­близно однакові: швидкість креслення — 100— 1000 мм/с, у кращих моделей можливі кольорове зо­браження і передача півтонів; найбільшу роздільну здатність та чіткість зображення забезпечують ла­зерні плотери, але вони найдорожчі.

Пристрої зв'язку і телекомунікаці ї використовують для зв'язку з приладами й іншими засобами автоматизації (інтерфейсні адаптери, цифро-аналогові та аналого-циф­рові перетворювачі тощо) і для підключення ПК до ка­налів зв'язку, інших ПК та комп'ютерних мереж (мережні і інтерфейсні плати, модеми).

Зазначений на рис. мережний адаптер є зовнішнім інтерфейсом ПК і служить для підключення його до ка­налу зв'язку з метою обміну інформацією з іншими ЕОМ, роботи в складі обчислювальної мережі. У глобальних ме­режах функції мережного адаптера виконує модем.

Мережний адаптер (мережна карта) – інтерфейсний блок для спряження комп’ютера з лінією зв’язку. Мережний адаптер виконує кодування і декодування інформації, синхронізацію передавання сигналів, а також перевіряє правильність передавання.

Тип адаптера визначається мережною технологією, відповідно найпопулярнішими типами адаптерів є: Ethernet, Token Ring, FDDI. Стандарт Ethernet було введено у 1980 р., і він донині є наймасовішим стандартом локальних мереж. За деякими оцінками, загальне число комп’ютерів, що працюють у мережах Ethernet, перевищило 50 мільйонів. Якщо коротко описати принципи роботи Ethernet, то це стандарт випадкового доступу до каналу передавання даних. Що це означає? Комп’ютер, підключений до мережі, спочатку перевіряє, чи вільна мережа. Якщо так, то комп’ютер починає передавання даних, монопольно «захоплюючи» мережу. Така монополія триває протягом передавання одного кадра – мінімальної порції обміну в мережі. Коли кадр потрапляє до мережі, всі мережні адаптери приймають його і звіряють адресу призначення кадра з їхньою власною адресою. Якщо адреси збігаються, то кадр розміщують у пам’яті мережного адаптера, і комп’ютер-адресат отримує призначену для нього порцію інформації. З появою нового кадра у мережі все відбувається аналогічно. Якщо кадри передаються до мережі двома комп’ютерами водночас, виникає так звана колізія. Протокол Ethernet передбачає коректне вирішення і такої ситуації.

Інші поширені типи адаптерів, Token Ring і FDDI, працюють за принципом маркерного доступу до каналу передавання даних. По кільцю лінії зв’язку, яка з’єднує комп’ютери (), дані можуть бути передані лише в одному напрямку. Для визначення права передавання даних тим чи іншим комп’ютером по кільцю циркулю кадр спеціального формату – маркер. Комп’ютер, який отримав маркер, може передати порцію даних (кадр) до мережі. Якщо він має такі дані, то вилучає маркер з кільця і передає до мережі кадр з даними. Після повернення надісланих даних по кільцю комп’ютер-відправник перевіряє перевіряє факт одержання даних адресатом і передає маркер наступному комп’ютеру кільця, тобто своєму найближчому сусідові, де і повторюється процедура з маркером.

Якщо для зв’язку віддаленого комп’ютера з мережею застосовується телефонна лінія, то необхідним елементом мережного обладнання буде модем.

Модем (скорочення від слів Модулятор/ДЕМодулятор) – пристрій, що з боку передавача забезпечує перетворення цифрового сигналу комп ’ютера у модульований аналоговий сигнал, а з боку приймача виконує зворотне перетворення сигналів.

За допомогою модемів багато індивідуальних користувачів підключаються до регіональних та відомчих комерційних мереж, до Інтернету, а також користуються електронною поштою та беруть участь у телеконференціях.