Современная электронная библиотека ModernLib.Net

Компьютер для врача. Самоучитель

ModernLib.Net / Компьютерное железо / Виталий Александрович Герасевич / Компьютер для врача. Самоучитель - Чтение (Ознакомительный отрывок) (Весь текст)
Автор: Виталий Александрович Герасевич
Жанр: Компьютерное железо

 

 


Виталий Александрович Герасевич

Компьютер для врача

Введение

Медицина всегда была на переднем крае прогресса. Многие технические достижения внедрялись впервые в медицине. Так было и с перспективными разработками в области электроники.

История применения компьютеров в медицине ведет отсчет с 1967 года, когда Олдендорф использовал примитивный ламповый ПЭВМ в первом магнитно-резонансном сканирующем томографе. Серийно же компьютеры стали применяться с 1971 года в МР-томографах Хаусфилда – инженера музыкальной компании EMI.

В то же время консерватизм врачей не позволял глубоко внедриться компьютерам в повседневную практику. Изменения произошли с появлением персональных компьютеров. Их вторжение, полезное для всей медицины в целом, сопряжено с преодолением множества барьеров, одним из которых является психологическая неготовность медика к работе с компьютером.

Мир переживает настоящий компьютерный бум. Персональные компьютеры (ПК или PC) прочно входят в нашу жизнь и становятся вещью первой необходимости. Жизнь миллионов людей не мыслима без «персоналки» и медицина на данном этапе развития уже не может обойтись без "электронного помощника".

Возможности, которые предоставляет ПК, рано или поздно станут такими же обыденными, как и стетоскоп, и их придется осваивать.

Для кого предназначена эта книга?

В целом можно определить круг читателей, как «Медицинский работник».

• Студенты медицинских вузов начинают активно приобщаться к информационным технологиям. Сейчас, наверное, это самая «компьютеризированная» часть медицинских работников. Преподавание элементов информатики проводится на начальных курсах, и в дальнейшем, при обучении, студент-медик соприкасается в той или иной мере с персональным компьютером.

• Аспиранты. Наиболее активно использующая ПК прослойка медицинских работников. Подготовка диссертации немыслима сейчас без применения ПК. Подготовка докладов, выступлений на конференции тоже в большинстве случаев проводится на компьютере: от подготовки диаграмм и таблиц для вывода на пленки – до полноценной компьютерной презентации с использованием арсенала мультимедиа. Сдача кандидатского минимума по курсу информационных технологий обязательна для аспирантов.

• Научные работники НИИ и кафедр. Отдельные врачи-исследователи используют ПК достаточно давно.

• Практические врачи – есть несколько категорий пользователей ПК:

– врачи, которые резко отрицательно относятся к любым попыткам автоматизации их деятельности. Чаще всего, это пожилое поколение, но есть немалая часть врачей пенсионного возраста, которые с огромным интересом осваивают компьютер;

– вторая категория врачей активно внедряет новые информационные технологии в свою практику;

– третья категория – врачи, занявшие нейтральную или выжидательную позицию, но много людей из этой категории в последнее время склоняются к сторонникам ПК.

Из вышесказанного, да и из наблюдений за окружающей действительностью, можно сказать, что изучать ПК необходимо и применять его возможности в работе тоже.

Из собственных наблюдений скажу: 80 % медиков – пользователей компьютеров применяют ПК исключительно в качестве печатной машинки. Это, конечно же, необходимое применение компьютера, но не единственно возможное. Особенно с появлением доступного Interneta.

Данная книга поможет взглянуть на этот вопрос на качественно новом уровне.

Книга будет полезна как начинающему пользователю, так и людям, которые уверенно используют компьютер. Каждый найдет полезное для себя.

Новичок поймет, какие программы надо применять в работе, получит базовые сведения о них и определится с выбором более полного руководства по отдельным программным продуктам.

Пользователи со стажем найдут приемы для более эффективной работы. Они взглянут на старые программы новым взглядом.

Части IV и V уникальны в своем роде. В одной из них освещены медицинские ресурсы Internet, использование этой сети для поиска информации.

Последняя часть книги касается вопросов телемедицины, однако не с выкладкой сухих фактов, а с более аналитическим и критическим подходом.

О чем эта книга?

Эта книга не самоучитель для работы на компьютере. Это можно понять, взглянув на содержание и объем. Вопросы, освещаемые в книге, затрагивают множество аспектов. Часто они изложены в размерах одной главы. К примеру, книги, обучающие основам работы с Excel, имеют объем больше всей книги, которую вы держите в руках. Поэтому, прежде всего эта книга – ваш гид в бескрайнем мире компьютеров и программного обеспечения.

Каждая часть является самостоятельной. Чтение можно начинать с любой из них в зависимости от интересующего вас вопроса и базовой подготовки.

В книге описываются многие вопросы взаимодействия человек – компьютер. Здесь изложены собственные взгляды на проблему. Описание работы на компьютере приведено с использованием личного опыта.

Прочитав эту книгу, вы получите знания, которые не найдете в отдельных книгах по каждой программе. Это приемы эффективной работы.

Итак, более подробно о каждой части.

<p>Часть I</p>

Компьютер состоит из вполне материальных устройств. Что представляет каждое из них, о предназначении отдельных компонентов компьютера можно узнать в части I.

• Глава /, помимо информации об устройстве ПК, содержит историю создания компьютеров.

• Из главы 2 можно узнать о периферийных устройствах.

• Эта часть книги богато иллюстрирована.

• Глава 3 содержит информацию о жестких дисках. Также в этой главе описана технически сложная процедура восстановления данных с жесткого диска.

<p>Часть II</p>

Компьютер это не только аппаратное обеспечение, но и программное. «Первая программа» на компьютере – это операционная система.

• Глава 4 расскажет вкратце о различных операционных системах и более подробно о Windows. И, конечно же, немного об истории ОС.

• С Windows поставляется комплект программ. Об их назначении и работе с ними можно узнать из главы 5.

• Наиболее важные прикладные программы – это антивирусные программы и архиваторы. О них в главе 6. В этой же главе есть описание форматов файлов. Эта информация поможет понять, с каким типом файла вы имеете дело при работе с файловой системой.

<p>Часть III</p>

• Глава 7. Описание дополнительного программного обеспечения. Это программы для работы со звуком, видео, текстом. Криптографические системы, программы обслуживания компьютера и утилиты резервного копирования, средства мультимедиа.

• В главе 8 рассказывается о Microsoft Office в целом и об отдельных малополезных компонентах.

• Глава 9 целиком посвящена текстовому процессору Microsoft Word.

• В главе 10 можно узнать, почему для статистического анализа необходимо использовать программу Statistica и как этой программой пользоваться.

• Глава 11 расскажет все о СУБД. Работа с ними описана на примере MS Access.

• О подготовке презентаций при помощи программы MS PowerPoint из пакета MS Office можно узнать в главе 12.

• Специализированных программ для применения в медицинской практике великое множество. С отдельными представителями этого класса вы познакомитесь в главе 13.

<p>Часть IV</p>

С появлением Internet возможности использования ПК расширились. IV часть полностью посвящена работе с сетью Internet.

• Глава 14. Теоретические основы локальных и глобальных компьютерных сетей, история Internet и принцип работы «сети сетей».

• В главе 15 приводится описание технических аспектов работы Internet, информация о сервисах Internet – о современных, перспективных и устаревших.

• Подключение к Internet: аппаратные и программные составляющие – это глава 16.

• Использованию такого сервиса, как электронная почта, посвящена глава 17.

• То, что волнует всех пользователей Internet – поиск информации и, в частности, медицинской – об этом в главе 18.

• Глава 19 — это «желтые страницы» медицинского Internet. Каталог ресурсов состоит из следующих разделов: Электронные версии журналов, Учебные учреждения, Научно-исследовательские учреждения, Домашние страницы кафедр и некоторые англоязычные и русскоязычные медицинские серверы.

<p>Часть V</p>

В этой части обобщены знания об использовании компьютерных технологий в медицине.

• Главы 20–25 содержат информацию о телемедицине, стандартах медицинской информации и отдельных направлениях применения в практике: АРМы, экспертные системы, телеметрия, дистантное обучение.

Глава 26 представляет телемедицинские центры и ресурсы Internet по телемедицине.

В приложениях можно найти словарь терминов, вопросы для подготовки аспирантов к сдаче кандидатского зачета по «информационным технологиям» и размышления автора об информационных технологиях и их роли в здравоохранении.

Благодарности

Прежде всего, хочется сказать спасибо соавторам отдельных глав. Их помощь неоценима. Это Михаил Дзядзько, принимавший участие в написании главы 4 «Операционные системы», главы 11 «Использование баз данных», главы 21 «Стандарты медицинской информации».

Валерий Стельмашок описал работу с пакетом Statistica в главе 10 "Биомедицинская статистика".

Дмитрий Мрочек рассказал про антивирусное программное обеспечение в главе 6 "Прикладные программы".

Слова благодарности я адресую доктору Владиславу Абрамовичу. В студенческие годы этот человек объяснил мне всю значимость компьютеров, их будущее. С его помощью я делал первые шаги на поприще компьютерных технологий. Правильная постановка вопроса в те годы вылилась в итоге в эту книгу.

Спасибо Дмитрию Данилову – он прочитывал написанное мной и высказывал свое мнение о простоте и доступности изложенного материала.

Спасибо участникам уже канувшей в лета Региональной сети обмена медицинской информацией BelMedNet. Многие суждения сделаны на основе того общения – в сети ведь были врачи и студенты, которые использовали компьютерную технику в своих профессиональных целях.

Спасибо всем, кто верил в меня все время, которое заняло написание этой книги, т. к. иногда это было в ущерб основной деятельности.

Я всегда готов ответить на ваши вопросы по электронной почте gva@belmednet.com и на форуме Белорусского медицинского сервера www.belmednet.com.


С уважением, автор: Герасевич Виталий.

Часть I

Что нужно знать врачу об устройстве персонального компьютера

Глава 1

Структура IBM PC

Приступая к написанию этой книги, я долго обдумывал один вопрос, в каком объеме преподнести читателю информацию о структуре и аппаратной части персонального компьютера (ПК). При этом мои колебания были диаметрально противоположны – от самого минимума до достаточно большого объема, который требуют при изучении курса «Основы информационных технологий». В итоге, вспоминая свои первые шаги в освоении компьютера и те трудности, которые при этом возникали, я пришел к тому, что вы прочитаете на последующих страницах, касающихся устройства ПК. Отвечая на уже возникшие вопросы критически настроенных врачей, приведу доводы, условно разделив мнения многих пользователей на категории.

• "Знать про устройство ПК мне совершенно ничего не надо; это большой ящик, на котором есть кнопка включения; я его включаю, делаю свою работу, а остальное меня не касается; все возникающие проблемы при эксплуатации техники решает техническая служба университета, клиники". Такого человека нисколько не волнует обслуживание жесткого диска и когда возникает сбой в работе техники по причине неграмотной эксплуатации, возмущению пользователя нет предела.

• "Мне интересно, что там внутри". Человек разбирается в устройстве компьютера, знает из каких частей он состоит. Ему достаточно знаний, чтобы общаться с техническими работниками (той же сервисной службой) и толково объяснить причину неисправности. Объявления в газете о продаже компьютерной техники для него не китайские иероглифы. Знаний хватает, чтобы читать новую литературу о ПК и пополнять свои знания. Такой пользователь знает, что он может получить от техники и успешно применяет знания в своей профессиональной деятельности.

• "Я очень увлекаюсь компьютерной техникой". Иногда, для человека это увлечение вредит основной профессии. Знания такого пользователя могут составить конкуренцию малокомпетентным техническим работникам. Он изучает языки программирования, увлекается оверклокингом (разгоном компонентов компьютера для получения максимального быстродействия).

Конечно, совсем необязательно знать устройство видеомагнитофона, чтобы успешно пользоваться им. Но это прибор с фиксированным набором функций. Компьютер же – настраиваемая система и теоретически его возможно запрограммировать на решение любых вычислительных задач.

Другой пример – автомобиль. Очень малая часть владельцев автомобилей совершенно ничего не знает об его устройстве. Подавляющее большинство знает, что существует двигатель, что у него есть объем цилиндров, что он характеризуется мощностью. Многие занимаются самостоятельным обслуживанием своего "железного коня", хотя их профессия абсолютно не связана с автопромышленностью. И конечно, существует категория людей (сродни пункту 1 в нашей классификации), которая знать ничего не хочет о своем автомобиле. Они всегда пользуются автосервисом. Но все-таки большая часть владельцев автомобиля – "автолюбители".

На основе своего опыта применения ПК, будучи студентом-медиком, врачом, считаю, что "золотая середина" – пользователь номер 2 в нашей классификации.

Рано или поздно перед любым человеком, поработавшим на компьютере, встает вопрос о приобретении домашнего ПК. Поэтому в описании аппаратной части компьютерной техники я также буду освещать вопросы выбора ПК для индивидуального использования.

Существует отдельный класс вычислительных машин – переносные компьютеры (ноутбуки). Это специфичные устройства и рассмотрение их аппаратной части выходит за рамки данной книги. Работа с программным обеспечением этих устройств идентична работе с настольными ПК.

<p>История создания ПК</p>

В 50-х годах прошлого столетия ЭВМ состояла из большого количества электронных ламп, проводов и магнитных сердечников, занимающих целые комнаты. Теперь ПК – это миллион миниатюрных полупроводниковых приборов, которые занимают вместе совсем небольшой по размерам прямоугольный ящик, легко помещающийся на столе.

История развития ПК тесно связана с историей развития микропроцессоров и компанией Intel, первый микрокомпьютер которой появился на свет в 1971 году. Этот компьютер на базе процессора 4004 превосходил по вычислительной мощности самую первую ЭВМ ENIAC, созданную в 1946 году. При первом рассмотрении это не впечатляет, но если учитывать, что первая ЭВМ была монстром, занимая около 1000 кубометров и потребляя соответствующее количество электроэнергии, то компания Intel совершила прорыв. Затем в середине 70-х годов был выпущен процессор 8080, который был 8-разрядный (за один такт обрабатывалось 8 битов информации). И вот в 1981 году корпорация IBM создает свой первый PC (персональный компьютер) на основе микропроцессора Intel 8088.

Затем развитие ПК пошло настолько быстрыми темпами, что его нельзя сравнить ни с какой другой областью человеческой деятельности.

В 1982 году на рынке появились первые ПК IBM PC AT на процессоре Intel 80286. Тактовая частота процессора была 12 МГц и он был уже 16-разрядным. В 1985 году выходит в свет 386-й с 32-разрядной структурой. Тактовые частоты возросли до 40 МГц (процессор имел несколько модификаций).

Популярность нового процессора и ПК не давали покоя другим фирмам и у компании Intel появились конкуренты. На рынок микропроцессоров вышла фирма AMD (более мелких конкурентов мы не будем рассматривать).

В 1989 году был выпущен новый процессор 486. Тактовые частоты его модификаций начинались с 25 МГц и заканчивались 120 МГц. Надо отметить, что AMD выпустила свой 5x85 – по сути дела 486 процессор с тактовой частотой 133 МГц. На этом эволюция 486-х закончилась.

В 1993 году был создан первый процессор непрерывно совершенствующейся линейки Pentium, дополненный впоследствии инструкциями ММХ, которые позволяли процессору более эффективно обрабатывать мультимедийные данные. Первые процессоры сильно нагревались и работали с ошибками при тактовой частоте в 60 Мгц. Начиная с частоты 100 МГц, появились "настоящие пентиумы", те, которые завоевали всеобщую популярность и любовь. Фирма AMD, в свою очередь, выпускала свои аналоги – К5. Для установки процессора используется процессорное гнездо Socket 7.

В конце 1995 года появился сверхмощный Pentium Pro, который не предназначался для ПК. Это было начало разделения процессоров на классы.

Дальше история развития процессоров становится сложной и запутанной, изобилующей различными именами, которыми называли процессоры.

Компания Intel выпускает свой Pentium II (P-II) – процессор, имеющий совершенно новую форму. Для установки P-II на материнскую плату используется новый разъем – Slot 1.

Конкуренция – двигатель прогресса. Так как компания Intel не продала лицензию на Slot 1 сторонним фирмам, то произошло разделение линейки процессоров. Фирма AMD дает жизнь своему процессору К6-2, который позиционировался на рынке, как аналог P-II. Процессор AMD К6-2 имел дополнительный набор команд 3DNow и использовал модифицированный разъем предыдущего поколения – SuperSocket 7. Естественно, что при этом процессоры были электрически несовместимы и для них использовались различные материнские платы. Тактовые частоты Pentium II начинаются с 233 МГц и заканчиваются 533 МГц (рис. I.1). Процессор AMD К6-2 работает на тактовых частотах от 266 до 500 МГц. В процессе эволюции шестого поколения процессоров компания Intel выделила новое направление – процессор Celeron для компьютеров начального уровня. Эти процессоры были дешевле и менее производительны за счет уменьшения кэша L2 до 128 Кбайт (кэш – это быстрая память, часто интегрированная в процессор). Более новые поколения устанавливались в новый вид разъема – Socket 370 (PPGA).

Рис. I.1. Процессор Pentium II в корпусе для разъема Slot 1


Чтобы как-то исправить положение на рынке материнских плат, некоторые фирмы освоили производство переходников Socket 370 – Slot 1. Они позволили устанавливать процессор Celeron Socket 370 в плату для Slot 1.

Менялись разъемы и частоты. Компания Intel подошла к процессорам седьмого поколения, которые также были разделены на два условных класса: для мощных машин и компьютеров начального уровня. Эти процессоры называются Pentium III и Celeron (рис. I.2). Чтобы отличать их от процессоров предыдущего поколения, в название добавляют слово Cooppermine или FCPGA, что отражает название разъема, в который его устанавливают. Частоты процессоров этого поколения начинаются с 533 МГц.

Рис. I.2. Процессор Pentium III в корпусе FCPGA


А что же фирма AMD? Фирма выпускает свои процессоры седьмого поколения – Athlon для более мощных машин и Duron для систем начального уровня, которые устанавливаются в свои разъемы. Более ранние версии имели разъем Slot А, последующие – Socket А (рис. I.3). Тактовые частоты начинаются с 600 МГц.

Рис. I.3. Процессор Duron в корпусе Socket А


На этом эволюция процессоров не останавливается и уже выпущен процессор следующего поколения – Pentium IV, рабочие частоты которого лежат выше 1400 МГц.

Параллельно с миром IBM-совместимых компьютеров шел Macintosh. Создан он был в 1984 году и имел потрясающий по тем временам интерфейс пользователя, графический дисплей и однокнопочную мышь. Этим несомненные достоинства «Макинтоша» исчерпывались. Фирма Apple создала практически нерасширяемую машину с закрытой архитектурой. Сторонние фирмы не могли делать дополнительные и стандартные устройства к компьютерам Macintosh в отличие от компьютеров IBM. К тому же, в мире PC царила строжайшая преемственность поколений, но фирма Apple не утруждала себя заботой о совместимости. Каждое поколение существовало в своем собственном мире. В настоящее время компьютеры Macintosh, несмотря ни на что, существуют, но на просторах СНГ распространения не получили.

Благодаря наличию открытой архитектуры, компьютеры IBM PC получили широчайшее распространение во всем мире. Не обошла эта тенденция и нашу страну.

Принцип открытой архитектуры заключается в том, что все устройства компьютера стандартизированы. При помощи стандартных устройств возможна сборка ПК с индивидуальными техническими параметрами. Все разъемы сделаны так, что невозможно неверно соединить кабели. Их разъемы будут механически несовместимы.

<p>Структура и компоненты персонального компьютера</p>

В состав любого персонального компьютера входят обязательные устройства, без которых работа компьютера невозможна. Существуют также устройства, которые необязательны для ПК, но при их наличии возможности компьютера расширяются. Так, при первом знакомстве с персональным компьютером человек видит перед собой монитор, клавиатуру, мышь и системный блок.

В системном блоке расположены все основные компоненты компьютера.

Там находится материнская плата с процессором и оперативной памятью, накопитель на жестких дисках – «винчестер», видеоадаптер для подключения монитора. Это есть тот минимум, без которого не будет работать ПК.

В состав современного ПК всегда входит дисковод на гибких дисках и устройства мультимедиа – привод CD-ROM и звуковая плата.

Как дополнительные устройства могут присутствовать модем, сетевой адаптер, принтер, сканер и другие устройства.

Каждый компьютер имеет стандартный набор портов для подключения внешних устройств.

<p>Представление информации в компьютере. Единицы измерения информации</p>

В электронике различают два вида кодирования информации: аналоговый и цифровой. С аналоговым сигналом мы сталкиваемся, например, в кассетном магнитофоне. В ПК информация представлена в цифровом виде, при помощи двух цифр 1 и 0. Точнее сказать, эти цифры кодируются электрическим импульсом. Когда он есть, это 1, когда нет – 0. Данный вид представления информации называют двоичным. При нажатии клавиши клавиатуры в оперативную память передается определенный набор импульсов из восьми нулей и единиц.

Минимально значимая единица информации – бит (0 или 1). Байт – основная единица измерения объемов информации в компьютере. Информация в ПК представлена байтами – последовательностями из восьми битов. Запомните, 1 байт = 8 бит.

Большие объемы измеряются производными от байта. Обратите внимание, что если в 1 километре содержится 1000 метров, то в 1 килобайте (Кбайт) содержится 1024 байта. Соответственно, в 1 мегабайте (Мбайт) – 1024 килобайт и в 1 гигабайте (Гбайт) – 1024 мегабайта.

Часто при приблизительных измерениях объема информации считают, что в 1 мегабайте содержится 1000 килобайтов. Во многих случаях такие приближения являются допустимыми.

<p>Микропроцессор: функции и характеристики</p>

Микропроцессор это интегральная микросхема, выполняющая основные вычисления и обработку информации в ПК. Скорость его работы во многом определяет быстродействие компьютера. Микропроцессоры разделяют по поколениям (моделям). Одна из характеристик быстродействия – тактовая частота, которая выражается в мегагерцах (МГц). За одну секунду компьютер выполняет столько миллионов элементарных операций, сколько в процессоре мегагерц.

Из практических аспектов надо помнить, что для процессора всегда необходимо использовать радиатор е вентилятором (Cooler) (рис. I.4). Мощность, выделяемая процессорами новее 5-го поколения, составляет десятки ватт. Хороший вентилятор эффективно защищает процессор от перегрева.

Рис. I.4. Радиатор для процессора Pentium


Рекомендации для покупки

Необходимо отметить, что для задач среднего пользователя по вычислительной мощности подойдет любой процессор не ниже 6-го поколения (Pentium II и выше).

Но для разных поколений процессоров нужны «свои» материнские платы. Платы для процессоров более старших поколений не поддерживают свежие технические решения, поэтому в настоящее время надо ориентироваться на процессоры 7-го поколения – Pentium III или его более дешевую версию – Celeron Cooppermine. Тактовые частоты их начинаются с 533 МГц. Выбирайте процессор, наиболее подходящий вам по цене. Помните, что производительность компьютера не зависит напрямую от тактовой частоты процессора. К примеру, тактовая частота процессора 667 МГц больше тактовой частоты процессора 533 МГц на 25 %, но это не означает, что компьютер, построенный на втором процессоре, будет на 25 % быстрее. Гораздо важнее строить сбалансированную по всем компонентам систему.

<p>Материнская плата. Системная шина</p>

Считают, что сердцем компьютера является процессор. Материнскую плату в данном случае можно сравнить с сосудистой и костной системой, вместе взятыми.

Материнскую плату (Motherboard) называют еще системной платой. Она представляет собой большую печатную плату, на которой расположены контроллеры (устройства для обеспечения взаимодействия компонентов ПК) и соединители (рис. I.5). Принципиальное отличие IBM-совместимых компьютеров в шинной архитектуре: материнская плата несет на себе контроллеры, а остальные устройства системы подключаются в виде дополнительных плат, устанавливаемых в специальные разъемы (слоты).

Рис. I.5. Материнская плата IBM-совместимого компьютера


Системная шина – главная магистраль, по которой происходят обмен информацией внутри компьютера и связь компьютера с периферийными устройствами. Основная ее функция – передача информации между процессором и остальными компонентами на системной плате. Различают шины по разрядности. Так первые ПК были 8-разрядными. Процессорная шина современного компьютера 64-разрядная.

Все устройства компьютера подключаются через контроллеры или непосредственно к системной шине.

Контроллер внешнего устройства – электронная схема, которая транслирует код внешнего устройства в код процессора и обратно. Программа, которая осуществляет управление контроллером, называется драйвером внешнего устройства.

Шина персонального компьютера претерпела множество изменений в связи с постоянным повышением требований к ней. Исходным расширением шины ПК была Industry Standard Architecture (ISA) – архитектура промышленного стандарта – основная шина на компьютерах типа PC AT (рис. I.6). Разрядность – 16, тактовая частота – 8 МГц, предельная пропускная способность – 5,55 Мбайт/с.

Рис. I.6. Плата стандарта ISA


Созданная в 1984 году шина ISA оказалась настолько удачной, что она используется и по сей день, несмотря на ограничения. Однако через некоторое время она стала узким местом, сдерживающим развитие вычислительных систем, поскольку на определенном этапе основным фактором, влияющим на быстродействие компьютеров, стала пропускная способность шины, а не скорость центрального процессора.

Через некоторое время появилась шина VLBus (VESA Local Bus – локальная шина стандарта VESA), которая была ориентирована на 486-е семейство процессоров. VLB – 32-разрядное дополнение к шине ISA. Конструктивно представляет собой дополнительный разъем (116-контактный, как у МСА) при разъеме ISA. Разрядность – 32/32, тактовая частота – 25–50 МГц, предельная скорость обмена – 130 Мбайт/с. Электрически шина выполнена в виде расширения локальной шины процессора – большинство входных и выходных сигналов процессора передаются непосредственно VLB-платам без промежуточной буферизации. Из-за этого возрастает нагрузка на выходные каскады процессора, ухудшается качество сигналов на локальной шине и снижается надежность обмена по ней. Поэтому VLB имеет жесткое ограничение на количество устанавливаемых устройств: при 33 МГц – три, при 40 МГц – два, и при 50 МГц – одно, причем желательно – интегрированное в системную плату.

Затем VLB быстро вытеснила процессорно-независимая Peripherals Component Interconnect busace (PCI), которая существует и процветает ныне (рис. I.7). Она стала стандартной системной шиной для таких быстродействующих периферийных устройств, как, например, дисковые контроллеры и графические платы. Не совместима ни с какими другими шинами, разрядность – 32/32 (расширенный вариант – 64/64), тактовая частота – до 33 МГц (PCI 2.1 – до 66 МГц), пропускная способность – до 132 Мбайт/с (264 Мбайт/с для 32/32 на 66 МГц и 528 Мбайт/с для 64/64 на 66 МГц), поддержка Bus Mastering и автоконфигурации Plug-and-Play. Количество разъемов шины на одном сегменте ограничено четырьмя. Сегментов может быть несколько, они соединяются друг с другом посредством мостов (bridge). Сегменты могут объединяться в различные топологии (дерево, звезда и т. п.). Это самая популярная шина в настоящее время, она используется также на других компьютерах. Тем не менее, внедрение ЗЭ-графики угрожает перегрузить шину PCI.

Рис. I.7. Плата стандарта PCI


Ускоренный графический порт (АСР) – это специальное расширение шины PCI, чье назначение – обработка больших массивов данных ЗЭ-графики (см. рис. I.32. Фактически – это прямое соединение между графической подсистемой и системной памятью. Такое решение позволяет обеспечить значительно лучшие показатели передачи данных, чем при передаче через шину PCI. Графические системы, встроенные в материнскую плату и использующие AGP, не могут быть улучшены.

Шина USB достаточно молода – ей не более четырех лет. USB – это спецификация на шину, предназначенную для подсоединения к ПК внешних периферийных устройств. Она разработана с учетом наибольшего соответствия технологии Plug-and-Play, предложенной Microsoft, и позволяет отключаться либо подключаться к ней без выключения питания и перезагрузки ОС. Именно эти свойства новой шины и считались самым главным ее козырем. В версии 1.1 количество подсоединенных к ней устройств ограничивается 127, а скорость передачи составляет 1,5 или 12 Мбайт/с. Кроме того, она может обеспечить электропитание для подключенной аппаратуры током до 500 мА. Работа этой шины управляется одним прерыванием. На Рис. I.8 представлен соединительный шнур для USB-устройства.

Рис. I.8. Шнур USВ


Каждый компьютер имеет стандартный набор портов. Это так называемые порты COM, LPT, USB, PS/2. Портом управляет контроллер. В устарешшх компьютерах это было отдельное устройство, но в современных ПК микросхема контроллера встроена в материнскую плату.

Материнские платы могут иметь AT и АТХ форм-фактор. Материнские платы, поддерживающие стандарт АТХ, в отличие от AT допускают расширенное управление питанием компьютера.

Еще существуют переходники, позволяющие устанавливать процессор для разъема PPGA в Slot 1 (рис. I.9).

Рис. I.9. Переходник для установки процессора


Что же можно увидеть на современной плате для процессора Pentium III? Разъем для процессора – он выделяется светлым цветом. Разъемы для модулей оперативной памяти DIMM в количестве от 1 до 4 штук. Количество их зависит от чипсета (микросхемы) контроллера, дизайна платы и производителя. Подписанные разъемы для подключения кабелей (шлейфов) жестких дисков и дисководов. Слот AGР – он коричневого цвета и расположен выше остальных слотов. Ниже расположены от 2 до 6 разъемов стандарта PCI. И в самом низу до 3 слотов ISA черного цвета.

<p>BIOS</p>

Basic Input/Output System – основная система ввода/вывода, записанная в ПЗУ. Она представляет собой набор программ проверки и обслуживания аппаратуры компьютера и выполняет роль посредника между операционной системой DOS и аппаратурой. ПЗУ представляет собой микросхему (рис. I.10), которая присутствует на любой материнской плате. BIOS получает управление при включении и сбросе системной платы, тестирует саму плату и основные блоки компьютера – видеоадаптер, клавиатуру, контроллеры дисков и портов ввода/вывода, настраивает чипсет платы и загружает внешнюю операционную систему. При работе под управлением DOS/Windows 95/98 BIOS управляет основными устройствами, при работе под управлением OS/2, UNIX, WinNT/2000 BIOS практически не используется, выполняя лишь начальную проверку и настройку.

Рис. I.10. Микросхема BIOS на материнской плате


В мире известно несколько производителей BIOS. Наибольшее распространение получили AWARD и AMI BIOS (рис. I.11). Они имеют очень много настроек, изменение которых может помочь повысить быстродействие всей компьютерной системы в целом. Однако установка чрезмерно маленьких значений задержек работы с памятью, не поддерживаемых вашей системой, может приводить к нестабильной работе, зависаниям и невозможности загрузить компьютер. В таком случае спасает установка BIOS «по умолчанию». К ней вы можете прибегнуть всегда. Изменение установок не может повредить вашу систему, но установки по умолчанию не будут обеспечивать максимальной производительности. Правильное значение многих параметров важно для работы компьютера.

Рис. I.11. Вид одного из экранов с AWARD BIOS


Настройка BIOS возможна после нажатия клавиши при начальной загрузке компьютера в тот момент, когда на экране монитора появляется соответствующая надпись. Вход в BIOS может быть защищен паролем, устанавливаемым в нем же.

Рассмотрим некоторые параметры BIOS.

• Virus Warning (предупреждение о вирусе) – разрешение этого параметра запрещает любую запись в загрузочный сектор жесткого диска без разрешения пользователя. Он введен для защиты от так называемых boot-вирусов, поражающих загрузочный сектор. Рекомендуется всегда разрешать этот параметр.

• Quick Power On Self Test (быстрый тест компьютера после включения питания) – разрешение этого параметра приводит к значительному сокращению времени на начальное тестирование компьютера BIOS'om, особенно при значительных объемах оперативной памяти. Следует только учесть, что память в этом случае не тестируется, а только проверяется ее размер.

• Boot Sequence (последовательность загрузки) – параметр устанавливает последовательность опроса устройств, с которых может быть загружена операционная система. Эти устройства обозначаются либо буквами для физических жестких дисков и обычных дисководов, либо названием устройства – CD-ROM для накопителей CD-ROM, LS для накопителей ardrive на 120 Мбайт или Zip для накопителей Zip IDE на 100 Мбайт. Для современных версий возможные значения могут выглядеть так: А, С; С only; CD-ROM, С; С, A; D, A; LS/Zip, С.

Неправильное изменение значений в разделе CHIPSET FEATURES SETUP может привести к замедлению работы всей системы. Рекомендуется все пункты, о назначении которых вам неизвестно выставлять в режим "Auto".

• PCI 2.1 Support (поддержка спецификации шины PCI 2.1) – при разрешении этого параметра поддерживаются возможности спецификации 2.1 шины PCI. Спецификация 2.1 имеет два основных отличия от 2.0 – максимальная тактовая частота шины увеличена до 66 МГц и вводится механизм моста PCI – PCI, позволяющий снять ограничение спецификации 2.0, согласно которой допускается установка не более 4-х устройств на шине. Запрещать этот параметр имеет смысл только при возникновении проблем после установки платы PCI (как правило, они возникают только с достаточно старыми платами).

• Parallel Port Mode (ЕСР + ЕРР) (режим работы параллельного порта) – параметр позволяет задать режимы работы параллельного порта в соответствии со стандартом IEEE 1284. Следует учитывать, что скорость обмена для некоторых устройств может быть существенно увеличена при правильной установке режима работы порта принтера, например, для внешних устройств хранения информации типа Iomega Zip Drive LPT. Параметр может принимать следующие значения:

Normal – обычный интерфейс принтера, также называется SPP;

ЕСР – порт с расширенными возможностями;

ЕРР – расширенный принтерный порт;

ЕСР + ЕРР – можно использовать оба режима.

• PNP OS Installed (установлена ли операционная система с поддержкой режима Plug-and-Play?) – Установить Yes, если операционная система поддерживает Plug-and-Play (например, Windows 95) и No – в противном случае.

• Resources Controlled By (как управляются ресурсы) – если выбрано AUTO, то BIOS сам автоматически назначит прерывания и каналы DMA всем устройствам, подключенным к шине PCI, и эти параметры не будут появляться на экране. В противном случае все эти параметры следует установить вручную. В некоторых вариантах BIOS этот параметр может устанавливаться индивидуально для каждого PCI-слота и выглядеть так: Slot 1 IRQ, Slot 2 IRQ и т. д.

• Reset Configuration Data (сброс конфигурационных данных) – рекомендуется устанавливать его в Disabled. При установке Enabled BIOS будет очищать область Extended System Configuration Data (Расширенные данные о конфигурации системы – ESCD), в которой хранятся данные о конфигурировании BIOS системы, поэтому возможны аппаратные конфликты у «брошенных» таким образом на произвол судьбы устройств

• PCI Slot IDE 2nd Channel (2-й канал контроллера PCI IDE) – разрешает или запрещает 2-й канал контроллера IDE. Запрещение параметра используется для освобождения прерывания, занятого 2-м каналом в том случае, если ко второму каналу ничего не подключено.

• Power Management (управление энергопотреблением) – позволяет либо разрешать BIOS снижать энергопотребление компьютера, если за ним не работают, либо запрещать. Параметр может принимать следующие значения:

User Define (определяется пользователем) – при установке этого параметра вы можете самостоятельно установить время перехода в режим пониженного энергопотребления;

Min Saving (минимальное энергосбережение) – при выборе этого параметра компьютер будет переходить в режим пониженного энергопотребления через время от 40 мин до 2 ч (зависит от конкретного BIOS материнской платы);

Max Saving (максимальное энергосбережение) – компьютер перейдет в режим пониженного энергопотребления через 10–30 с после прекращения работы пользователя с ним;

Disable (запрещение энергосбережения) – запрещает режим энергосбережения.

<p>IRQ, ресурсы и Plug-and-Play</p>

IRQ (Interrupt ReQuest – запрос прерывания) – сигнал от одного из узлов компьютера, требующий внимания процессора к этом узлу. Возникает при наступлении какого-либо события (например, при нажатии клавиши, завершении операции чтения/записи на диске и т. п.). На PC AT предусмотрено 15 каналов IRQ, часть которых используется внутренними контроллерами системной платы, а остальные заняты стандартными адаптерами, либо не используются (рис. I.12).

Рис. I.12. Распределение IRQ


Ниже указано стандартное распределение IRQ.

• 0 – системный таймер.

• 1 – контроллер клавиатуры.

• 2 – сигнал возврата по кадру (EGA/VGA), на AT соединен с IRQ 9.

• 3 – обычно СОМ2/СОМ4.

• 4 – обычно СОМ1/СОМЗ.

• 5 – обычно свободен на AT.

• 6 – контроллер FDD.

• 7 – LPT1, многими LPT-контроллерами не используется.

• 8 – часы реального времени с автономным питанием (RTC).

• 9 – параллельна IRQ 2.

• 10 – не используется.

• 11 – не используется.

• 12 – обычно контроллер мыши типа PS/2.

• 13 – математический сопроцессор.

• 14 – обычно контроллер IDE HDD (первый канал).

• 15 – обычно контроллер IDE HDD (второй канал).

DMA (Direct Memory Access – прямой доступ к памяти) – способ обмена данными между внешним устройством и памятью без участия процессора, что может заметно снизить нагрузку на процессор и повысить общую производительность системы. Режим DMA позволяет освободить процессор от рутинной пересылки данных между внешними устройствами и памятью, отдав эту работу контроллеру DMA; процессор в это время может обрабатывать другие данные или другую задачу в многозадачной системе. На PC AT есть 7 независимых каналов контроллера DMA.

• 0 – регенерация памяти на некоторых платах.

• 1 – не используется.

• 2 – контроллер FDD.

• 3 – на AT не используется.

• 5 – не используется.

• 6 – не используется.

• 7 – не используется.

Каналы 0–3 – восьмиразрядные, каналы 5–7 – шестнадцатиразрядные.

Использование одного IRQ несколькими адаптерами зависит от некоторых условий. Использование разными адаптерами одного канала DMA в принципе возможно, но связано со множеством проблем и потому не рекомендуется.

Plug-and-Play – дословно в переводе звучит «вставь и играй». Обозначает технологию, которая сводит к минимуму усилия по подключению новой аппаратуры. PnP-карты не имеют перемычек конфигурации или особых программ настройки; вместо этого общий для компьютера РпР-диспетчер (отдельная программа либо часть BIOS или ОС) сам находит каждую из них и настраивает на соответствующие адреса, линии IRQ, DMA, области памяти, предотвращая совпадения и конфликты.

<p>Оперативная память</p>

Оперативная память (ОЗУ) – это набор микросхем для временного хранения данных в ПК. От постоянной памяти она отличается тем, что при выключении питания вся информация, хранящаяся в ней, пропадает. Возникает вопрос: почему нельзя пользоваться HDD? Дело в том, что оперативная память работает очень быстро. Доступ к ней осуществляется в среднем в 100 раз быстрее, чем к жесткому диску. Это позволяет процессору быстро получать и сохранять необходимые на тот момент работы данные.

Немного о характеристиках памяти. Внешне все модули памяти очень похожи. Маркировка, нанесенная на них, может сказать только о производителе микросхем и времени доступа (не всегда). Модули микросхем памяти бывают двух типов: SIMM (Single In-line Memoiy Module) и DIMM (Dual Inline Memory Module) (рис. I.13). В ПК с системными платами для процессора 386 используются 30-контактные разъемы SIMM. Ранние модели материнских плат для Pentium имеют 72-контактные разъемы для SIMM. Платы для 486-го процессора могут иметь разъемы как для 30-, так и для 72-контактных модулей. Модули DIMM устанавливаются на платы для систем Pentium, Pentium II и Pentium III. Они имеют 168 контактов и несут на себе память типа SDRAM.

Рис. I.13. Модуль памяти DIMM


Быстродействие современных модулей памяти DIMM находится в пределах 6—10 наносекунд (не).

Величина ОЗУ, установленного в вашей системе, зависит от ОС и задач, стоящих перед ней. Чтобы узнать, какой объем памяти в вашей системе уже имеется, щелкните правой кнопкой мыши на значке Мой компьютер, выберите пункт Свойства и в диалоговом окне Система выделите вкладку Общие.

Рекомендации для покупки

Для ОС с Windows 9х необходимо как минимум 32 Мбайт ОЗУ. Однако этого достаточно только в том случае, когда вы работаете с электронной почтой, текстовыми редакторами и Web-браузерами, а также минимально используете многозадачность. Если же вы пользуетесь электронными таблицами, базами данных или готовите презентации и у вас открыты два-три приложения одновременно, то системе потребуется по крайней мере 64 Мбайт ОЗУ. Когда же у вас одновременно открыты четыре и более приложений и вы работаете с графикой, то и 128 Мбайт ОЗУ не покажется вам лишним. Система Windows NT в зависимости от поставленной перед ней задачей требует от 32 до 128 Мбайт памяти.

Однако чем больше вы наращиваете ОЗУ, тем меньше получите повышения быстродействия. Здесь начинает действовать обратное правило: чем больше, тем меньше. Более того, в некоторых ПК на базе процессора Pentium может даже снизиться производительность, поскольку наборы микросхем на их системных платах обеспечивают поддержку кэша только для первых 64 Мбайт.

<p>Что такое кэш и зачем он нужен?</p>

Кэш (Cache) обозначает быстродействующую буферную память между процессором и основной памятью. Кэш служит для частичной компенсации разницы в скорости процессора и основной памяти – туда попадают наиболее часто используемые данные. Когда процессор первый раз обращается к ячейке памяти, ее содержимое параллельно копируется в кэш, и в случае повторного обращения в скором времени может быть с гораздо большей скоростью выбрано из кэша.

<p>Мониторы</p>

Монитор является «окном в ПК» – все свое время работы с ПК пользователь визуально взаимодействует с ним (рис. I.14).

Рис. I.14. Внешний вид монитора


Монитор состоит из двух функциональных частей – электронно-лучевой трубки (ЭЛТ) и электронной схемы, от которой зависит, аналоговый он или цифровой (это зависит от способа передачи сигнала внутри монитора). В настоящее время выпускаются только аналоговые мониторы. (Еще существуют LCD (Liquid Ciystal Display) – жидкокристаллические мониторы, но они еще достаточно редки и дороги, поэтому выходят за рамки нашего внимания.)

Что необходимо знать пользователю о мониторе? Прежде всего, это показатели размера экрана (size), разрешения (resolution) и частоты обновления (refresh rate). Также просто обязательно надо знать, каким стандартам безопасности соответствует монитор.

У мониторов с ЭЛТ под размером обычно подразумевают размер диагонали монитора, выраженный в дюймах. Приняты следующие основные типоразмеры: 14, 15, 17, 19, 21 дюйм по диагонали. Видимый размер изображения всегда меньше заявленного. Выбор размера зависит от задач компьютера: при работе только с текстовыми редакторами подойдет 15-дюймовый монитор. Если вы пользуетесь различными графическими программами, электронными таблицами, базами данных, то стоит обратить внимание на 17-дюймовый монитор. Большие мониторы подходят для верстки и дизайна.

В настоящее время считается, что для комфортной работы необходим монитор с размером диагонали не менее 17 дюймов.

Разрешение выражается в количестве точек по горизонтали и по вертикали отображаемого изображения. Например, если указано, что монитор имеет разрешение 800x600, это означает, что изображение состоит из 800x600=480 000 точек. Возможность использования конкретного разрешения зависит от возможностей монитора и видеокарты.

Частота обновления экрана – это параметр, определяющий, как часто изображение на экране заново перерисовывается. Частота регенерации измеряется в герцах (Гц).

У мониторов время свечения люминофорных элементов очень мало, поэтому электронный луч должен проходить через каждый элемент люминофорного слоя достаточно часто, чтобы не было заметно мерцания изображения. Если частота такого обхода экрана становится меньше 70 Гц, то инерционности зрения будет недостаточно для того, чтобы изображение не мерцало. Чем выше частота регенерации, тем более стабильно выглядит изображение. Мерцание изображения приводит к переутомлению с соответствующими последствиями. Минимально безопасной частотой кадров в настоящее время считается 85 Гц.

То что мониторы вредны для здоровья, знают, наверное, все. Электромагнитное и рентгеновское излучения оказывают неблагоприятное действие на организм. С целью снижения риска для здоровья были разработаны стандарты безопасности для мониторов. Они регламентируют максимально допустимые значения электрических и магнитных полей, создаваемых монитором при работе. Наибольшую известность и популярность во всем мире получили шведские стандарты MPRII и ТСО. Считается, что монитор, поддерживающий стандарт MPRII, достаточно безопасен в работе. Но лучше, чтобы монитор был сертифицирован по одному из стандартов ТСО 92, ТСО 95 или ТСО 99.

Правильно выбрать монитор при покупке не менее важно, чем весь компьютер. Монитор должен соответствовать требованиям графических операционных систем, обеспечивать безопасность работы пользователя, быть легким в управлении, иметь малые размеры, вес и потреблять мало электроэнергии.

<p>Видеоадаптер</p>

Видеоадаптер (видеокарта) – это устройство для вывода информации на монитор (рис. I.15). У любой видеокарты есть видеопамять для работы с той информацией, которую ему передает компьютер и которая потом выводится на экран, а также видеопроцессор – специальная микросхема, отвечающая непосредственно за обработку поступающей информации и вывод ее на экран. Вот эти две составляющие присутствуют у любого видеоадаптера.

Рис. I.15. Внешний вид видеоплаты на чипсете S3


Любой современный видеопроцессор работает в двух режимах – 2D и 3D. С двухмерной графикой мы работаем каждый день. Это работа в Windows. Трехмерная графика присутствует во многих графических прикладных программах и компьютерных играх. Большинство видеокарт показывают высокие результаты в 20-графике.

На первых моделях видеокарт объем памяти был равен 512 Кбайт. Сегодня ее объемы сравнялись уже с объемами оперативной памяти компьютера – 32 и 64 Мбайт. Основное назначение локальной памяти видеокарты – хранение текстур. Для современного видеоадаптера имеет значение не только объем установленной памяти, но также ее скорость работы и тип.

Важной характеристикой видеокарты является максимальная частота вертикальной развертки — скорости перерисовки экрана. Она должна быть не меньше, чем у вашего монитора. В руководстве пользователя указываются максимально поддерживаемые частоты при различных разрешениях монитора. От объема памяти зависит глубина выводимой на экран цветовой палитры. Они бывают: 256 цветов – не рекомендуется для применения. High Color – примерно 65 000 оттенков и True Color (истинный цвет) – примерно 16 700 000 оттенков.

Из дополнительных возможностей видеокарты заслуживает внимания видеовход и видеовыход. Видеовыход позволяет выводить изображение на экран телевизора, записывать на видеомагнитофон, а посредством видеовхода можно передавать видеоинформацию на компьютер для дальнейшей обработки.

<p>Мультимедиа. Звуковая карта</p>

Мультимедиа – это комплекс аппаратных и программных средств, позволяющих человеку общаться с компьютером, используя естественные для себя средства: звук, графику, анимацию и т. п. К средствам мультимедиа относятся устройства речевого ввода и вывода информации, звуковые платы (рис. I.16), платы видеозахвата, снимающие изображение с видеомагнитофона или видеокамеры и вводящие его в компьютер, акустические системы и др. Также к средствам мультимедиа можно отнести энциклопедии на компакт-дисках, интерактивные обучающие программы и т. п.

Рис. I.16. Внешний вид звуковой карты


Первоначально ПК был молчалив. Иногда звуки тишины разрывались пронзительным писком PC Speaker. Он мог выдавать только однотональные звуки. Сравнительно недавно, в эру процессоров 486-х появились первые доступные звуковые платы потребительского класса.

Основные параметры звуковой карты – разрядность, максимальная частота дискретизации, количество каналов (моно или стерео), параметры синтезатора, расширяемость, совместимость.

Под разрядностью карты подразумевается разрядность цифрового представления звука – 8 или 16 битов. 8-разрядные карты дают качество звука, близкое к телефонному; 16-разрядные уже подходят под определение «Hi-Fi» и теоретически могут обеспечить студийное качество звучания, хотя практически это реализуется очень редко. Разрядность представления звука не имеет никакой связи с разрядностью системной шины для карты, однако карта для 32-разрядной шины MCA, EISA, VLB или PCI будет работать с несколько меньшей нагрузкой на весь ПК на запись/воспроизведение оцифрованного звука, чем карта для ISA.

Максимальная частота дискретизации (оцифровки) определяет максимальную частоту записываемого/воспроизводимого сигнала, которая примерно равна половине частоты дискретизации. Для записи/воспроизведения речи может быть достаточно 6–8 кГц, для музыки среднего качества – 20–25 кГц, для высококачественного звучания необходимо 44 кГц и больше.

Параметры синтезатора определяют возможности карты в синтезе звука и музыки. Тип синтеза – FM или WT определяет вид звучания музыки: на FM-синтезаторе инструменты звучат очень бедно, со «звенящим» оттенком, имитация классических инструментов весьма условна. На WT-синтезаторе звучание более «живое», «сочное»; классические инструменты звучат естественно, а синтетические – более приятно. Хорошие WT-синтезаторы довольно удачно имитируют настоящие «живые» инструменты. Число голосов (polyphony) определяет предельное количество элементарных звуков, которые могут звучать одновременно.

Под совместимостью сейчас чаще всего понимается совместимость с моделями Sound Blaster – обычно SB Pro и SB 16. Совместимость с SB Pro подразумевает совместимость и с AdLib – одной из первых звуковых карт для IBM PC.

Помимо вышеуказанных параметров существуют еще и другие, которые характеризуют аналоговый аудиотракт и присущи любой аудиоаппаратуре: диапазон воспроизводимых частот, отношение сигнал/шум, динамический диапазон.

<p>Сетевая карта</p>

Если компьютер подключен к локальной сети, то у него присутствует сетевая карта (рис. I.17). Она может быть встроенная в материнскую плату, но чаще это отдельное устройство.

Рис. I.17. Сетевая карта Combo (BNC+UTP)


Характеризуется скоростью передачи данных. Наиболее распространены карты 10 Мбит и 100 Мбит.

Для подключения кабеля сети служат разъемы. Для коаксиального кабеля и сети 10 Мбит существуют разъемы BNC. Разъемами типа UTP подключают витую пару на скоростях от 10 и до 100 Мбит.

<p>Клавиатура</p>

Клавиатура служит для ввода алфавитно-цифровых данных в компьютер (рис. I.18). Посредством клавиатуры даются команды ПК. Каждая клавиша алфавитно-цифровой группы имеет два значения. На клавиатуре присутствуют буквы английского и русского алфавитов. Переключение выполняется клавишей или комбинацией клавиш, определенных системой. Переключение между прописными и строчными буквами выполняется удерживанием клавиши . Цифры и дополнительные знаки переключаются также.

Рис. I.18. Клавиатура


К служебным клавишам относятся: уже упомянутая клавиша , а также , , , и .

Сверху расположены функциональные клавиши .

Правее клавиши < Enter> можно найти блок клавиш управления курсором. К ним относятся клавиши со стрелкой: , , , , а также и .

Группа дополнительных клавиш дублирует цифровые и некоторые знаковые клавиши, а после нажатия клавиши эта группа клавиш выполняет функции управления курсором.

На всех современных клавиатурах присутствуют Win-клавиши. Они вызывают стандартные меню Windows.

По дизайну существуют обычные клавиатуры и эргономичные. Последние имеют «изогнутый» вид. Считается, что они уменьшают нагрузку на кисти рук. Подключаться клавиатуры могут при помощи двух видов разъемов СОМ и PS/2. Это надо помнить при покупке.

<p>Мышь</p>

Для работы в графической операционной системе незаменимым помощником становиться манипулятор типа «мышь» (рис. I.19). Свою историю он ведет от манипуляторов огромных размеров, которые в народе метко называли «крыса». Использовать мышь в DOS не было особой необходимости, но с появлением Windows мышь стала неотъемлемым компонентом системы. Манипулятор ускоряет и облегчает «общение» пользователя с компьютером.

Рис. I.19. Мышь со скроллингом


Внешне мыши могут выглядеть различно, но функции выполняют одинаковые. Наиболее распространены двухкнопочные мыши. В последнее время завоевывают популярность мыши с дополнительными кнопками и колесиком скроллинга, эти дополнения облегчают навигацию в Internet и делают работу с документами более комфортной. Подключаются эти устройства или через порт СОМ, или через более новый порт PS/2, что не имеет принципиального различия в работе.

<p>Корпус и блок питания</p>

Корпус – немаловажный компонент хорошей компьютерной системы. Корпуса выпускаются в основном двух типов: размещаемые на столе – Desktop (и сверху ставят монитор) и устанавливаемые вертикально – Tower. Как показала практика, корпуса типа Desktop непрактичны. Они имеют недостатки, например загромождающий корпус на столе, который делает рабочее место менее эргономичным. Корпуса типа Tower выпускаются нескольких типоразмеров. Наиболее низкие, имеющие минимальное количество отсеков для 5-дюймовых устройств, называют Minitower. Затем идут по мере увеличения Miditower, Bigtower и Fulltower. Наиболее часто применяются корпуса типа Miditower. Они удобны тем, что имеют достаточное количество дополнительных отсеков для офисно-бытового применения. Размеры корпусов такого типа невелики.

Блоки питания напрямую связаны с типом корпуса. Но не по размеру, а по так называемому форм-фактору. (Все нижесказанное относится к корпусам типа Tower).

Более старый стандарт блока питания и корпуса – AT. Он всем хорош, но, как известно, хорошее – враг лучшего. Лучшим здесь оказался стандарт АТХ. Помимо усовершенствования системы вентиляции большие изменения произошли в электрической схеме (рис. I.20).

Рис. I.20. Блок питания стандарта АТХ


Для подключения питания к материнской плате изменился и разъем. Сами платы стали более компактными. Изменился порядок расположения разъемов. Все это делалось с целью совершенствования управления питанием компьютера. ПК с блоком питания и материнской платой типа АТХ имеют расширенные возможности по мониторингу температурных режимов работы важнейших компонентов системы; включение компьютера стало возможным по сигналу с клавиатуры, модема, сети.

Внешне корпуса могут быть различными по дизайну. На скоростных характеристиках ПК это никак не отражается. Только на настроении пользователя.

<p>Блок бесперебойного питания</p>

UPS (Uninterruptible Power Supplies)

Стабильность питающего напряжения сети всегда вызывает нарекание у пользователей компьютеров. Проявляется нестабильность скачками и снижением напряжения 220 В. Если с повышением напряжения можно бороться с помощью сетевых фильтров, то от падения и кратковременного отсутствия напряжения могут спасти только источники бесперебойного питания. Проблема бесперебойного питания не является надуманной. UPS не только защищает дорогостоящие компоненты вашего ПК от повреждений, связанных с резкими колебаниями питающего напряжения, но и является защитой ваших результатов труда на компьютере от безвозвратной потери. Сколько бывало случаев потери документов после многочасовой работы из-за того, что пропадало напряжение в сети? Использование же блока бесперебойного питания позволяет забыть о таких проблемах.

Выполнены UPS в виде отдельных устройств, через которые ПК подключается к электрической сети (рис. I.21). Упрощенно UPS состоят из аккумулятора и электрической схемы, которая управляет переключением источника напряжения: сеть или аккумулятор.

Рис. I.21. UPS Powercom 425VA


Существуют несколько типов устройств: off-line, on-line, line-interactive. Расположены они в порядке возрастания сложности, стоимости и отчасти эффективности. Для бытового и офисного применения подойдет любой тип.

Из важных параметров необходимо учитывать мощность, которую выражают в VA – вольт-амперах. Чем больше мощность, тем дольше может работать компьютер при отсутствии напряжения в сети. Длительность работы зависит от конфигурации компьютера и потребляемой мощности монитора. Подбирать UPS нужно так, чтобы минимальное время автономной работы составляло не менее 10 минут. Естественно, чем больше – тем лучше. Неплохим выбором являются блоки бесперебойного питания с мощностью 325–525 VA. Они позволяют комфортно завершить работу в отсутствие электропитания в сети.

Более дорогие устройства оснащаются портом, при помощи которого можно управлять UPS из операционной системы; они также защищают от бросков напряжения телефонный и сетевой кабели.

Если вы не можете приобрести UPS по каким-либо причинам, то используйте те несколько советов, которые приведены ниже.

Советы

• Чаще сохраняйте результаты труда на диске.

• Возьмите за правило при наборе текстов сохранять документ раз в 5 минут.

• При работе в других программах сохраняйте файл после каких-либо значащих преобразований. Например, в PowerPoint – после создания очередного слайда.

• Помните, что нестабильность питающего напряжения в сети 220 В выше в зимний период.

• Используйте для подключения к сети электропитания хотя бы сетевой фильтр.

Глава 2

Периферийные устройства

<p>Что такое модем? Характеристики модема</p>

Современный персональный компьютер имеет помимо базовой конфигурации, как правило, модем, который помогает пользователю общаться с внешним миром.

Расшифруем слово модем. МОДЕМ (МОдулятор – ДЕМодулятор) – устройство, предназначенное для передачи и приема цифровой информации по аналоговому каналу. Для чего это нужно? Дело в том, что телефонные линии предназначены для передачи аналоговых сигналов – голоса. В компьютере используются цифровые сигналы. Модем преобразовывает цифровой сигнал в аналоговый и наоборот.

Характеристики модемов. Чтобы модемы понимали друг друга, связь между ними осуществляется по стандартным правилам – протоколам. Их очень много и большинство – устаревшие. Наиболее распространенные ныне протоколы связи:

• V.32bis, работает на скоростях до 14 400 бит/с;

• V.34 – обеспечивает передачу данных на скоростях от 2400 до 28 800 бит/с;

• V.34+. По сравнению с V.34 добавлены скорости 31 200 и 33 600 бит/с. V.34bis, скорее всего, останется самым последним аналоговым стандартом;

• V.90, асимметричный протокол. Максимальная скорость передачи данных от модема составляет 33 600. Но получение данных может быть на скоростях до 56 000 бит/с.

Модемы имеют обратную совместимость по протоколам, т. е. модем с более новым протоколом может связываться с более старым.

По конструкции модемы бывают внешние и внутренние (рис. I.22). Одна и та же модель может изготавливаться в обоих исполнениях. Внутренний модем вставляется в свободный слот расширения, а внешний подключается через порт. Внешний модем дороже аналогичного внутреннего. Существует мнение, что внешние модемы надежнее работают, но в принципе оно неверно.

Рис. I.22. Внешний модем


Модем представляет собой маленький компьютер. В его состав входят свой процессор (даже два – основной и сигнальный), память (ОЗУ (RAM), ПЗУ (ROM) и NVRAM (Non-Volatile RAM)) и еще много других компонентов.

В последенее время получили распространение так называемые софтмодемы. Они не имеют своего процессора и поэтому все вычисления производит центральный процессор ПК. Вследствие этого требования к вычислительной мощности такого компьютера повышаются. Но софтмодем обладает и рядом достоинств, таких как быстрая смена программного обеспечения и низкая цена по сравнению со своими аналогичными аппаратными моделями. Установка софтмодема может быть названа оптимальным решением, если существуют следующие предпосылки:

• модем требуется в основном для доступа в Internet по хорошей линии;

• вы располагаете достаточно мощным компьютером, желательно с некоторым запасом относительно минимальных требований со стороны программы модема;

• экономия лишних $10–20 весьма существенна для бюджета;

• надежность соединения некритична;

• вы твердо уверены, что в течение ближайшего времени не откажетесь от ОС, к которой «привязан» модем;

• для вас некритичны возможные сбои в работе компьютера, а также некритична необходимость перезапуска компьютера при сбоях в работе «программного» модема;

• не требуется работа на выделенной линии.

В противном случае необходимо остановить свой выбор на аппаратной модели.

Рекомендации для покупки

Выбирать надо модем известной фирмы, хотя для модемов такое правило не всегда верно. Качество постсоветских АТС стало уже "притчей во языцех".

И абсолютно нелогично иногда дорогие модели отказываются работать на некачественных телефонных линиях, в то время как простые модемы неизвестной китайской фирмы показывают себя просто отлично. Наиболее правильным решением при покупке модема можно считать ситуацию, когда продавец дает модем на тестирование. Вы его пробуете в работе на своей телефонной линии и, сравнивая с другими моделями, выбираете лучший.

<p>Сканер</p>

Сканер – устройство для ввода изображения с бумаги в компьютер (рис. I.23).

Рис. I.23. Внешний вид планшетного сканера


Под этим подразумевается процесс преобразования изображения в электронный вид. Приблизительно это можно назвать принтером наоборот.

Подразделяют сканеры на ручные, листовые, планшетные и барабанные. Последние приметаются в полиграфии и стоят очень дорого. Ручные сканеры отжили свой век, но могут приметаться в настоящее время для решения специфических задач. Листовые сканеры – скорее экзотика – их возможности весьма ограничены. Планшетные сканеры – отличные помощники в работе. За считанные секунды изображение (текст) с бумаги переводится в компьютер.

Важнейшие характеристики сканера – разрешающая способность и глубина цвета. Существует оптическая и программная разрешающая способность. Выражается она в единицах dpi. У офисных планшетных сканеров она составляет 600 или 1200 dpi. Чем больше эти цифры, тем качественнее изображение. Так называемая программная разрешающая способность в принципе неважна, она достигает у отдельных моделей астрономических цифр в 19 000 dpi и не отражает истинного разрешения.

Глубина передаваемого цвета в современных моделях достигает 36 бит. Это позволяет передавать реалистичный цвет.

Подключаться сканеры к компьютеру могут посредством SCSI-, LPT– или USB-портов. Каждый имеет свои преимущества и недостатки. Так, при подключении к SCSI требуется установка дополнительной платы контроллера в один из слотов расширения, но это компенсируется скоростью работы сканера. Если принтер подключается через LPT-порт, то могут быть проблемы с совместимостью, да и скорость работы очень небольшая. Наиболее перспективным можно считать подключение через порт USB. Преимущества налицо: хорошая скорость работы, возможность подключать сканер без выключения и перезагрузки компьютера. Отдельные модели получают питание по шине USB и не требуют блока питания. О возможностях использования сканера будет рассказано далее.

<p>Принтер</p>

Хранение информации на компьютере имеет свои преимущества, но, тем не менее, наличие копии документа на бумаге часто является логическим завершением работы на ПК.

Такой процедурой занимаются печатающие устройства – принтеры. Их можно конструктивно подразделить на три класса.

• Матричный принтер (рис. I.24). Наиболее старая технология печати. Изображение формируется путем ударов тонких стержней печатающей головки по бумаге через красящую ленту. Плюсы матричных принтеров: невысокая цена, низкие требования к качеству бумаги, низкая цена расходных материалов (лента). Минусы: шумный в работе, медленная печать, низкое качество печати, печать только черно-белая.

Рис. I.24. Внешний вид матричного принтера


• Струйный принтер (рис. I.25). Изображение формируется путем разбрызгивания чернил на бумагу через микроскопические форсунки. Плюсы: качественная печать (при использовании специальной бумаги), цветная печать (большинство моделей принтеров). Минусы: дорогие расходные материалы (чернила), малый ресурс картриджей, требовательность к бумаге.

Рис. I.25. Внешний вид струйного принтера


• Лазерный принтер (рис. I.26). Сложная технология печати, использующая в качестве субстрата порошок. Плюсы: отличное качество черно-белой и цветной печати, высокая скорость, большой ресурс картриджа. Минусы: высокая стоимость принтера.

Рис. I.26. Внешний вид лазерного принтера


При описании характеристик принтеров указываются разрешение (300–600 dpi) и скорость печати. Так, у наиболее распространенного лазерного принтера Hewlett-Packard 1100 скорость печати достигает 8 страниц в минуту, а разрешение 600 dpi.

Подключаются принтеры при помощи специального шнура к параллельному порту (LPT). Любые подключения необходимо производить на выключенном компьютере во избежание порчи оборудования. Последние модели принтеров могут иметь разъем для подключения к USB-порту.

Рекомендации для покупки

При выборе принтера для покупки надо, прежде всего, определиться с кругом задач, для которых он будет использоваться. Так, матричный принтер целесообразно применять при больших объемах печати с невысокими требованиями к качеству. Струйный цветной принтер оптимально подходит для небольших объемов работ с повышенными требованиями к качеству изображения. Лазерный принтер найдет применение для любых объемов работ с высоким качеством печатного текста, подготовки оригинал-макетов. Использование хорошей бумаги продлит жизнь картриджу лазерного принтера.

<p>Устройства внешней памяти</p>

В оперативной памяти информация хранится только тогда, когда компьютер включен, для долговременного хранения любой информации используется дисковая память.

<p>Накопитель на жестких магнитных дисках</p>

HDD (винчестер) – основное устройство хранения программ и данных в ПК. Это устройство включает в себя как электронные, так и механические компоненты. Конструктивно выполнено в виде коробки с внутренним диском размером 3,5 дюйма (рис. I.27).

Рис. I.27. Внешний вид накопителя на жестких дисках


С точки зрения пользователя, это очень важное устройство – на нем хранятся все данные пользователя; выход его из строя чреват потерей информации. Поэтому мы позже более детально рассмотрим устройство жесткого диска и вопросы восстановления информации. На этом я заостряю внимание, т. к. начинающий пользователь может подумать, что работа с ПК – это постоянный страх потерять информацию. Отчасти это так. Человек, ведущий все делопроизводство на компьютере, может в любой момент оказаться у разбитого корыта. Чтобы так не получилось, необходимо принимать превентивные меры – резервное копирование. А если неприятность все-таки случилась, уметь восстановить данные (или хотя бы попытаться это сделать).

При выборе жесткого диска необходимо решить вопрос выбора интерфейса. Для подавляющего большинства случаев подойдет «винчестер» с интерфейсом IDE – встроенным интерфейсом устройств, не требующим специальной адаптерной платы. Так называются жесткие диски, использующие АТА-интерфейс. Жесткий диск с таким интерфейсом может располагаться только внутри системного блока, т. к. длина кабеля (шлейфа) не может превышать 60 см. Один АТА-канал может поддерживать до двух винчестеров – так называемые главный (primary) и второстепенный (secondary) диски. Обычно устанавливают главным устройством жесткий диск, а второстепенным CD-ROM. Это снижает производительность системы – IDE-протокол не позволяет использовать одновременно два устройства, подключенных на один канал. Поэтому желательно CD-ROM подключать на второй канал IDE-контроллера, тем более, что сейчас все материнские платы имеют по два интегрированных IDE-контроллера. В настоящее время существует три варианта IDE-винчестеров: ATA/33, АТА/66 и АТА/100, где число – пиковая пропускная способность в мегабайтах. АТА/66 и АТА/100 требуют специальный 80-контактный кабель, и если использовать обычный 40-контактный кабель, то скорость передачи данных будет как у АТА/33. Иногда АТА упоминается как UDMA. Все IDE-винчестеры имеют полную совместимость с контроллерами. Так, например, жесткий диск АТА/100 должен работать на АТА/33-контроллере, а жесткий диск АТА/33 на АТА/100-контроллере. Но следует иметь в виду, что передача данных будет происходить на скорости самого медленного узла в такой цепочке.

Разница в производительности между АТА/33, 66 и 100 не очень большая, но при построении максимально быстрой системы необходимо использовать более новые устройства с большей скоростью вращения диска.

Немного о скорости вращения дисков. Большинство HDD работают при скорости 5400 оборотов в минуту. Наиболее производительные жесткие диски с интерфейсом IDE используют интерфейс АТА/100 и скорость вращения дисков 7200 оборотов в минуту. Чем выше скорость вращения дисков, тем быстрее считываются данные и тем быстрее доступ к ним.

Одна из характеристик производительности жестких дисков – среднее время поиска. У современных моделей оно меньше 8 мс.

Рекомендации для покупки

Выбирайте накопитель, произведенный известной фирмой. В мире не более 10 фирм, производящих винчестеры. В разное время лидирующее положение занимали фирмы IBM, Quantum и Seagate. Объем винчестера в настоящее время можно рекомендовать не менее 20 Гбайт. Одним из важнейших показателей HDD является среднее время доступа. Чем оно меньше, тем быстрее работает винчестер. У современных моделей оно меньше 8 мс. На скорость работы влияет в определенной степени скорость работы интерфейса передачи данных. Выбирайте модели с интерфейсом АТА/100 и, как вариант, АТА/66.

Конец бесплатного ознакомительного фрагмента.

  • Страницы:
    1, 2, 3