Антон Трасковский

Антон Трасковский
УСТРОЙСТВО, МОДЕРНИЗАЦИЯ, РЕМОНТ IBM PC
Санкт-Петербург
«БХВ-Петербург»
2004
УДК 681.3.06 ББК 32.973 Т65
Трасковский А. В.
Устройство, модернизация, ремонт IBM PC. — СПб.: БХВ-Петербург,
2004. — 608 с: ил.
ISBN 5-94157-273-5
Книга поможет вам разобраться в устройстве IBM-совместимых компьютеров, научит самостоятельно модернизировать свой компьютер и при необходимости ремонтировать его в домашних условиях. У вас не хватает
средств на покупку современного мощного компьютера? Книга посоветует,
как найти неплохую альтернативу по доступной цене. Вы не хотите, чтобы
кто-то чужой копался в вашем компьютере? Теперь вы сумеете самостоятельно заменить любое из установленных устройств. После установки новой
платы компьютер перестал работать? Книга подскажет, как правильно
поступить в этой ситуации — вы легко найдете источник проблемы и устраните его. Кроме того, прочитав книгу, вы сможете давать советы по модернизации своим друзьям, и они будут считать Вас компьютерным гением.
Для широкого круга пользователей
УДК 681.3.06 ББК 32.973
Группа подготовки издания:
Главный редактор
Екатерина Кондукова
Зам. главного редактора
Евгений Рыбаков
Зав. редакцией
Григорий Добин
Редактор
Юрий Рожко
Компьютерная верстка
Ольги Сергиенко
Корректор
Зинаида Дмитриева
Дизайн обложки
Игоря Цырульникова
Зав. производством
Николай Тверских
Лицензия ИД № 02429 от 24.07.00. Подписано в печать 25.02.04.
Формат 70х100 1/16. Печать офсетная. Усл. печ. л. 49.
Доп. тираж 5000 экз. Заказ № 115 "БХВ-Петербург", 190005, СанктПетербург, Измайловский пр., 29.
Гигиеническое заключение на продукцию, товар №
77.99.02.953.Д.001537.03.02 от 13.03.2002 г. выдано Департаментом ГСЭН
Минздрава России.
Отпечатано с готовых диапозитивов
в Академической типографии "Наука" РАН
199034, Санкт-Петербург, 9 линия, 12.
ISBN 5-94157-273-5 © Трасковский а. в., 2003
© Оформление, издательство "БХВ-Петербург", 2003
-1-
Содержание
Предисловие
Для кого эта книга?
Что такое апгрейд?
Почему компьютер ломается?
Как пользоваться книгой?
Введение
Облик современного компьютера
Центральный процессор
Материнская плата
Жесткий диск
Видеоплата
Оперативная память
Перспективы развития
ЧАСТЬ I.
УСТРОЙСТВО IBM-СОВМЕСТИМОГО КОМПЬЮТЕРА
Глава 1.
ПК и термины
Проблема профессионального жаргона
"Теоретические" термины
"Физические" термины
Основные принципы устройства и работы ПК
Чем живет компьютер
Глава 2.
Из чего состоит ПК
Глава 3.
Системный блок
-2-
Разновидности системных блоков
Компоненты системного блока
Материнская плата и блок питания
Отсеки для накопителей
Кнопки управления
Вентиляторы охлаждения
Блок питания
Устройство блока питания
Рекомендации по выбору системного блока
Блок бесперебойного питания
Устройство и принципы работы UPS
Производители UPS
Сетевые фильтры
Проблемы, характерные для компьютерных корпусов
Глава 4.
Клавиатура
Устройство и принципы работы
Рекомендации по выбору клавиатуры
Производители клавиатур
Проблемы, характерные для клавиатур
Глава 5.
Мышь и другие манипуляторы
Разновидности мышей
Принципы устройства и работы мышей
Trackball, Touch Pad и другие мутанты
Рекомендации по выбору мыши
Немного о коврике
Проблемы, характерные для мышей
Глава 6.
Монитор
Устройство и принципы работы монитора
Монитор с электронно-лучевой трубкой
Жидкокристаллический монитор
-3-
Рекомендации по выбору монитора
Излучение — опасно ли оно?
Немного о шлемах виртуальной реальности
Производители мониторов
Проблемы, характерные для мониторов
Глава 7.
Материнская плата
Разновидности материнских плат
Конструкция материнской платы
Компоненты материнской платы
Чипсет
Разъем для процессора
Шины расширения (описание, разъемы)
Шина ISA
Шина PCI
Шина AGP
Разъемы для модулей памяти
Разъемы для подключения накопителей
Разъемы для устройств IDE
Разъем для флоппи-дисковода
Разъемы для подключения внешних устройств
Разъемы для подключения клавиатуры и мыши
Разъемы портов СОМ
Разъем порта LPT
Разъемы шины USB
Разъем шины FireWire
Разъем инфракрасного порта IrDA
Микросхема BIOS
Устройства конфигурирования
Перемычки
Переключатели
Функции BIOS
Подключение напряжения питания
Разъемы для питания
Фильтрующие конденсаторы
Микросхема регулятора напряжения
Нестандартные компоненты материнской платы
-4-
Принципы работы материнской платы
Рекомендации по выбору материнской платы
Производители материнских плат и чипсетов
Производители BIOS
Проблемы, характерные для материнских плат
Глава 8.
Процессор
Компьютер один, а процессоров много?
Устройство центрального процессора
Производители процессоров
Процессоры Intel
Устаревшие процессоры Intel (краткая история)
Современные процессоры Intel
Intel Pentium II Klamath
Intel Pentium II Deschutes
Intel Pentium III Katmai
Intel Pentium III Coppermine
Intel Pentium III Tualatin
Intel Pentium 4 Willamette
Intel Pentium 4 Northwood
Процессоры Intel Celeron
Intel Celeron Covington
Intel Celeron Mendocino
Intel Celeron Coppermine 128
Intel Celeron Tualatin
Intel Celeron Willamette 128
Процессоры AMD
Старые процессоры AMD (краткая история)
Современные процессоры AMD
AMD K6-2
AMD K6-III
AMD Athlon K7
AMD Athlon Thunderbird
AMD Athlon XP Palomino
AMD Athlon XP Thoroughbred
Современные процессоры AMD Duron
AMD Duron Spitfire
-5-
AMD Duron Morgan
Процессоры VIA
VIA Cyrix III Samuel
VIA Cyrix III Samuel 2
Маркировка процессоров
AMD 5x86
AMD K5
AMD K6AMDK6-2
AMD K6-2+
AMDK6-III
AMD K6-III+
AMD Athlon K7
AMD Athlon Thunderbird Slot A
AMD Athlon Thunderbird Socket A
AMD Athlon XP
AMD Duron (Spitfire)
AMD Duron (Morgan)
Intel Pentium II
Intel Pentium III
Celeron
VIA Cyrix III
Рекомендации по выбору процессора
Система охлаждения процессора
Проблемы, характерные для процессоров
Глава 9.
Оперативная память
Принципы работы памяти
Разновидности памяти
Модули памяти
Маркировка модулей памяти
Немного о кэш-памяти
Рекомендации по выбору оперативной памяти
Производители модулей и чипов памяти
Характерные проблемы с оперативной памятью
Глава 10.
-6-
Жесткий диск
Устройство и принцип работы жесткого диска
Корпус винчестера
Носитель информации
Магнитные головки
Устройство позиционирования
Плата электроники
Принцип работы
Методы хранения информации
Форматирование жесткого диска
Метод кодировки данных
Метод адресации данных
Интерфейсы современных жестких дисков
Интерфейс IDE (ATA)
Интерфейс SCSI
IDE против SCSI
Контроллеры жестких дисков
Производители жестких дисков
Рекомендации по выбору жесткого диска
Характерные проблемы с жесткими дисками
Глава 11.
Дисковод для гибких дисков
Дискеты
Устройство и принцип работы дисковода
Iomega Zip и другие "монстры"
Проблемы, характерные для флоппи-дисководов
Глава 12.
Дисковод для компакт-дисков
Компакт-диски
Устройство и принципы работы CD-ROM
Рекомендации по выбору дисковода CD-ROM
Немного о DVD
Производители CD-ROM и DVD-ROM
Производители CD-R
Проблемы, характерные для CD-ROM
-7-
Глава 13.
Звуковая плата
Устройство и принципы работы звуковой платы
Блок преобразования
Блок синтезатора
Блок МРU
Блок микшера
Оценка качества звуковых плат
Современные технологии звука
Интегрированные звуковые платы
Технология интегрированного звука
Практическое применение интегрированного звука
Акустические системы
Рекомендации по выбору звуковой платы
Производители звуковых плат
Проблемы, характерные для звуковых плат
Глава 14.
Видеоплата
Устройство и принцип работы видеоплаты
Видеопроцессор
Видеопамять
Микросхема ПЗУ
Цифро-аналоговый преобразователь
Разъем, соединяющий плату с монитором
Современный видеоинтерфейс AGP
Интегрированные видеоплаты
Рекомендации по выбору видеоплаты
Производители видеоплат
Проблемы, характерные для видеоплат
Глава 15.
Модем
Устройство и принципы работы модемов
Рекомендации по выбору модема
Производители модемов
-8-
Проблемы, характерные для модемов
Глава 16.
FM/TV-тюнер
TV-тюнер
FM-тюнер
Антенны
Характеристики антенны
Установка антенны
Рекомендации по выбору тюнера
Проблемы, характерные для тюнеров
Глава 17.
Принтер
Устройство и принципы работы
Матричный принтер
Струйный принтер
Лазерный принтер
Рекомендации по выбору принтера
Производители принтеров
Проблемы, характерные для принтеров
Глава 18.
Сканер и другие устройства ввода изображений
Устройство и принципы работы
Рекомендации по выбору сканера
Производители сканеров
Немного о других устройствах ввода изображений
Web-камера
Цифровой фотоаппарат
Проблемы, характерные для сканеров
ЧАСТЬ II.
МОДЕРНИЗАЦИЯ КОМПЬЮТЕРА
-9-
Глава 19.
Общие принципы модернизации
Процесс устаревания
Соотношение цена/качество
Субъективность оценки
Доверять ли рекламе?
Как правильно читать прайс-лист
Материнская плата
Процессор
Модули памяти
Жесткий диск
Приводы CD-ROM
Видеоплата
Звуковая плата
Монитор
Как вести себя в компьютерном магазине
Можно ли избежать модернизации?
Гарантийное обслуживание
Где можно прочитать о тестировании устройств
Глава 20.
Определение конфигурации компьютера
Средства Windows
Программы тестирования
Глава 21.
Разработка конфигурации нового компьютера
Основные правила разработки конфигурации ПК
Домашний компьютер
Центральный процессор
Материнская плата
Оперативная память
Жесткий диск
Видеоплата
Звуковая плата
- 10 -
Монитор
Мышь
CD-ROM
Другие устройства
Офисный компьютер
Центральный процессор
Материнская плата
Оперативная память
Жесткий диск
Видеоплата
Монитор
Мышь
CD-ROM
Другие устройства
Глава 22.
Подготовка к модернизации
Техника безопасности
Инструменты и приборы
Загрузочная дискета
Резервирование информации
Глава 23.
Замена компонентов компьютера
Замена компьютерного корпуса
Замена (подключение) клавиатуры
Замена (подключение) мыши
Замена (подключение) монитора
Замена (подключение) материнской платы
Замена (подключение) процессора
Замена (подключение) модулей памяти
Замена (подключение) жесткого диска
Замена (подключение) флоппи-дисковода
Замена (подключение) привода CD-ROM
Замена (подключение) звуковой платы
Замена (подключение) видеоплаты
Замена (подключение) модема
- 11 -
Замена (подключение) тюнера
Замена (подключение) принтера
Замена (подключение) сканера
Глава 24.
Настройка компьютера
Настройка BIOS
Основные разделы программы BIOS Setup
Универсальные пароли BIOS
AWARD BIOS
AMI BIOS
Настройка операционной системы
Переустановка операционной системы
Программы настройки операционной системы
ЧАСТЬ III.
РЕМОНТ И ОБСЛУЖИВАНИЕ КОМПЬЮТЕРА
Глава 25.
Неужели поломался?
Классификация неисправностей
Характерные ошибки пользователя
Как себя вести при поломке компьютера
Глава 26.
Поиск неисправностей
Правила поиска неисправностей
Диагностика при помощи POST-платы
Звуковые сигналы
Звуковые сигналы AWARD BIOS
Звуковые сигналы AMI BIOS
Звуковые сигналы Phoenix BIOS
Диагностические сообщения на экране монитора
Глава 27.
- 12 -
Ремонт компонентов ПК
Основы ремонта: инструменты, приборы
Техника безопасности
Глава 28.
Внутренние устройства
Блок питания
Индикаторы и кнопки системного блока
Дисководы со сменными носителями
Жесткие диски
Материнские платы и платы расширения
Глава 29.
Периферийные устройства
Клавиатура
Мышь
Монитор
Принтер
Глава 30.
Соединительные кабели
Разводка основных разъемов ПК
9-контактный разъем последовательного порта
25-контактный разъем последовательного порта
Разъем параллельного порта
Разъем шины USB
Разъем клавиатурыРазъем игрового порта (MIDI)
Разъем шины IEEE 1394 (FireWire, iLink, Lynx)
Разъем монитора
Разъем питания материнской платы
Рекомендации по заземлению компьютера
Глава 31.
Профилактика неисправностей
- 13 -
Удаление пыли
Смазка вентиляторов
Программы мониторинга
Антивирусная защита
Глоссарий
Предисловие
Для кого эта книга?
Постепенно персональный компьютер становится настолько
же обычным предметом домашнего обихода как, например,
телевизор или музыкальный центр. В основном это произошло
благодаря широким возможностям IBM-совместимых ПК: они
способны "превращаться" в музыкальный центр, для чего
достаточно установить звуковую плату и акустическую систему; в
телевизор, для чего следует установить тюнер, принимающий
каналы не хуже обычного телевизора; в офисную систему, для чего
нужно установить принтер и сканер. Сегодня многие пользователи
считают, что компьютер должен быть дома даже в том случае, если
вы его включаете несколько раз в неделю, например, для получения
электронной почты. Прошли такие времена, когда наличие дома
компьютера означало, что его владелец "очень умный" и очень
способный человек. Теперь для работы на ПК достаточно освоить
такие навыки, как использование мыши и клавиатуры, все
остальное можно изучить при необходимости.
Все хорошо, пока вся работа на компьютере заключается в
установке новых игр или удалении старых, переустановке
операционной системы и т. п. Но приходит момент, когда старый
компьютер перестает удовлетворять требованиям современных игр,
из-за чего они либо вообще не запускаются на данном компьютере,
либо в процессе игры приходится использовать самые низкие
экранные разрешения, отключать звук и различные игровые эффекты. Еще больше усугубляют ситуацию друзья и знакомые, у
которых имеется в наличии более мощный компьютер, на котором
в свою очередь эти игрушки прекрасно работают (запускаются и не
тормозят). Очень распространена ситуация, когда ваш приятель
купил новый компьютер и хвастается, что та самая игра, в которую
вы хотели бы поиграть, прекрасно на нем работает, а ваш
- 14 -
компьютер, к сожалению, не подходит по требованиям, которые
предъявляются этой игрой. Остается только "кусать локти" или
идти в магазин в надежде поменять хотя бы какую-нибудь часть
компьютера для улучшения его параметров. Этот процесс
улучшения иногда затягивается настолько, что в конечном итоге
получается совершенно новый компьютер. Главное здесь то, что
покупать все "запчасти" можно по отдельности, постепенно доводя
своего электронного друга до предела мечтаний.
Если вы хотя бы раз в жизни посещали компьютерный
магазин, то знаете, насколько может быть разнообразным
ассортимент предлагаемого товара. Возьмем, например, модем: на
прилавке даже небольшого магазинчика может быть не менее 6—7
моделей, что несколько смущает начинающих пользователей. Что
купить? Какой модем лучше? На эти вопросы вряд ли ответят даже
сами продавцы. Однозначного ответа просто не существует: одни
модели обладают одними характеристиками, другие — совершенно
иными. Главное, что все они способны предоставить вам
возможность посещения сети Интернет на скорости, предлагаемой
провайдером. Вот тут-то и начинаются "брожения мысли": один из
приятелей предлагает вам купить одну модель модема, другой
приятель отзывается по поводу этой же модели неласковым словом.
В итоге вы идете в компьютерный магазин в надежде, что продавец
сможет объяснить вам причину такого разногласия, а он вместо
того, чтобы убедить вас в покупке одной из двух моделей,
предлагает вам совершенно другую, третью модель, которая, по его
мнению, лучше предыдущих.
В таком случае перед покупателем стоит выбор: либо
полагаться на мнение более опытных товарищей или продавцов,
либо самостоятельно пытаться разобраться во всей этой
"какофонии" названий, моделей и т. п. Данная книга написана
специально для второй категории людей, которые не желают
расставаться со своими "кровными" из-за непонятных
преимуществ, так красочно расписанных продавцом
компьютерного магазина. Книга написана также и для тех, кто
хочет, помимо работы в операционной системе, самостоятельно
научиться устанавливать различные устройства, такие как модем,
жесткий диск, видеоплата и др.
Что такое апгрейд?
- 15 -
Термин "апгрейд" произошел от английского слова "Upgrade",
что можно перевести как модернизация. Действительно этот
термин обозначает процесс модернизации ПК, т. е. улучшение его
характеристик за счет замены отдельных компонентов. Процесс
модернизации выглядит как замена, например, жесткого диска
емкостью 10 Гбайт на жесткий диск емкостью 40 Гбайт. При этом
за счет применения в новом винчестере более совершенных
технологий скорость его работы будет значительно более высокой,
чем у старого.
Один из основных принципов модернизации: новое
устройство должно добавлять в ПК новые возможности или должно
увеличивать скорость работы
с программами, которые до этого либо работали слишком
медленно, либо вообще не запускались из-за нехватки, например,
оперативной памяти. Замена устройства на менее скоростное
устройство не является модернизацией, т. к. потенциально
уменьшает возможности ПК, поэтому подобная замена допустима
только в случае поломки такого же, только старого устройства.
Если вы вдруг решили самостоятельно провести
модернизацию своего компьютера, то вам очень пригодятся знания,
которые вы сможете почерпнуть из этой книги. Дело в том, что, для
того чтобы сэкономить средства и не купить "кота в мешке",
следует разбираться в тонкостях работы всех компонентов
компьютера, таких, например, как жесткий диск или оперативная
память. Еще один момент: знать, как правильно установить тот же
модуль оперативной памяти недостаточно, помимо этого
обязательно нужно знать об особенностях функционирования того
или иного стандарта. Это поможет выбрать именно такую память,
которая лучше бы соответствовала требованиям тех программ,
которые вы обычно используете. Например, несмотря на очевидное
преимущество памяти DDR перед SDRAM, вторая вполне сможет
удовлетворить требования даже самых современных игр (имеется в
виду ее пропускная способность). Даже если ваши доходы
позволяют приобрести самый современный компьютер, такой
подход предоставит вам возможность за те же деньги купить
больше дополнительных устройств. Например, вместо обычного
привода CD-ROM вы сможете купить себе пишущий CD-RW,
который позволит вам копировать любой диск на пустые
- 16 -
"болванки" и создавать, например, очень дешевую коллекцию
фильмов, ведь в таком случае можно не покупать диски, а брать их
напрокат.
Почему компьютер ломается?
Ответ на такой вопрос найти не так уж и сложно, как кажется
на первый взгляд. Да, конечно, персональный компьютер это дитя
высоких технологий, но ведь к этой категории можно отнести и
большинство современных бытовых приборов, те же стиральные
машины, так называемые "полные автоматы", которые практически
без нашей помощи способны самостоятельно произвести все
операции по стирке белья и нам только остается запрограммировать этот процесс. К той же категории относятся современные
телевизоры, которые самостоятельно настраиваются на
телевизионные каналы, вещающие в вашем регионе, нам же
остается лишь дать команду на их поиск.
Ни у кого не возникает простой мысли: "А почему это вдруг
сломался телевизор или стиральная машина", потому что все знают
— вышел ресурс какой-нибудь запчасти или же была нарушена
техника безопасности при эксплуатации, например, во время
работы телевизора опрокинули вазу, вода из которой пролилась
внутрь корпуса и что-нибудь замкнула. Могу вас заверить, что с точки зрения эксплуатации персональный
компьютер такой же бытовой прибор, как и телевизор или
стиральная машина.
Ни один компьютер не застрахован на 100% от сбоев в
программах и операционной системе, перепадов напряжения в
электросети, а также от несанкционированного доступа и
компьютерных вирусов. Любой компьютер рано или поздно
подвергается модернизации (замене старых) или добавлению новых
компонентов. В большинстве случаев это все происходит вполне
безболезненно, не вызывая особых проблем. Хотя иногда после
подобных экспериментов компьютер начинает регулярно зависать,
а то и вовсе на нем становится почти невозможно работать из-за
ужасных "тормозов", даже несмотря на установку с виду более
быстрого процессора или жесткого диска.
Абсолютно все электронные компоненты компьютера
подвержены изменению всех характеристик под воздействием
- 17 -
температуры, электрического тока и т. п., что вполне объясняет
неожиданное странное поведение ПК после долгих лет отличной
работы. Особенно сильна нагрузка при частом включении/выключении компьютера, именно поэтому в последнее время
становится популярным так называемый режим "сна", при котором
питание от компонентов компьютера не отключается либо
отключается частично.
Из всего вышесказанного можно сделать вывод:
неисправность необязательно может быть связана со сгоранием
элементов, разрывом проводников или коротким замыканием. Для
каждого элемента имеется свой физический ресурс, иногда его еще
называют временем наработки на отказ, по истечении которого
работоспособность элемента не гарантируется. В результате,
например, микросхема независимо от состояния сигнала на входе
может постоянно выдавать один и тот же сигнал на выходе или,
наоборот, не выдавать вообще никакого сигнала. Все то же самое,
что и для обычного телевизора или стиральной машины, т. к.
любой современный бытовой прибор изготавливается на базе
различных микропроцессоров, созданных специально для этого
прибора. Чаще всего ломаются те компоненты ПК, которые имеют
в составе своей конструкции механически движущиеся элементы
— жесткий диск, дисковод, вентилятор и т. п.
Иногда специалисты, которые настраивают компьютер перед
продажей, отключают все интегрированные устройства, не
используемые в текущей конфигурации, что может привести к
появлению ряда неприятных нюансов при подключении
дополнительных устройств. Например, если отключен контроллер
USB-шины, то у вас не будут работать абсолютно все устройства,
которые подключаются к этой шине, например, сканер или
принтер. Это нельзя назвать поломкой, но для вас все равно
присутствует фактор, который требуется решать либо
самостоятельно при помощи, например, данной книги, либо
посредством сторонних специалистов. Стоит согласиться, что это
весьма неприятно и последовательность ваших действий будет
практически идентичной, как при поиске настоящих
неисправностей: сначала поиск причины отказа от работы
устройства, потом определение пути исправления данной ситуации
и т. д.
- 18 -
Как пользоваться книгой?
Прежде чем открывать корпус компьютера, следует четко
представлять, как он функционирует, из каких компонентов
состоит, как они взаимосвязаны и для чего они предназначены. Для
чего это нужно? Вспомните, что делают любознательные дети,
когда хотят узнать устройство игрушки? Правильно — они
разбирают ее несчастную. Но, к сожалению, помимо положительных моментов (наконец-то я узнал...) имеются довольно
неприятные — игрушка больше никогда не сможет работать из-за
повреждения корпуса и механизма. Такую ли судьбу вы планируете
для своего компьютера? Скорее всего, нет.
Все-таки, думаю, вы никуда не торопитесь и можете немного
потерпеть, пока не прочтете данную книгу об устройстве этого
сложного и в то же время очень интересного устройства. Если же
вам не терпится "прикоснуться" к высоким технологиям, то
аккуратно отсоедините все провода, подключенные к системному
блоку, открутите четыре винта (иногда их шесть штук),
расположенных по углам корпуса, и снимите крышку. Под ней вы и
увидите именно то самое, что называют внутренностью
компьютера. Стало страшно? Тогда установите крышку обратно и
читайте книгу дальше, хотя бы для того, чтобы узнать, как
правильно подключить отсоединенные вами провода.
Книга разделена на три части, которые представляют собой
логически завершенные по смыслу материалы. В части I
рассказывается об устройстве персонального IBM-совместимого
компьютера. В основном рассматриваются наиболее современные
технологии, точнее те из них, которые часто встречаются сегодня.
Такие устройства, например, как видеоплаты для шины ISA,
принципиально не представлены, т. к. они фактически прекратили
свое существование. Помимо практических выкладок, таких как
физическое устройство платы, интерфейс, рассматриваются все
стандарты, с которыми может столкнуться пользователь. Например,
спецификации интерфейса АТА: Ultra ATA/33, Ultra ATA/66, Ultra
ATA/100 (называемые также Ultra DMA/33, Ultra DMA/66, Ultra
DMA/100) и т. д. Параллельно с описанием устройства той или
иной платы (устройства) даются рекомендации по выбору или заостряется ваше внимание на специфических особенностях
конкретной модели.
- 19 -
Содержимое части II книги поможет вам самостоятельно
снять старую плату (устройство) и установить новую, т. е.
совершить модернизацию вашего компьютера. При этом будет
описано множество моментов, с которыми вам наверняка предстоит
столкнуться. Например, определение конфигурации вашего
старого компьютера, установка драйверов и настройка
операционной системы.
Часть III книги логически завершает описание об устройстве
компьютера и его модернизации. В ней приводятся основные
способы поиска и идентификации практически всех встречающихся
проблем (неисправностей), а также основные методы их
устранения. Это поможет вам исправить ту неприятную ситуацию,
когда после установки новой платы или процессора ваш компьютер
вышел из строя. На самом деле большую часть подобных
неисправностей поправить очень и очень легко. Нужно просто
знать с какой стороны подойти к проблеме. Советы, приведенные в
этой части книги, помогут вам быстро, а главное самостоятельно
восстановить ваш компьютер в прежнее рабочее состояние.
Вместо того чтобы приводить советы по ремонту конкретных
моделей устройств, в книге приводятся общие советы, которые
помогут вам самостоятельно локализовать неисправность даже в
случае нестандартной ситуации, например, при наличии
малораспространенной модели устройства.
Введение
Облик современного компьютера
Сегодня наступило "смутное время" — старые компьютеры,
выпущенные или собранные 2—3 года тому назад, вполне успешно
соседствуют с намного более мощными "монстрами" сегодняшнего
дня выпуска. Цены на комплектующие ПК постоянно скачут: то
подлетают вверх, как это было не так давно с модулями
оперативной памяти, то падают вниз, как это происходит постоянно
практически одновременно с появлением совершенно новых моделей процессоров, видеоплат, жестких дисков и т. д. Из-за этого
каждый пользователь может выбрать для себя вполне приличный
компьютер за небольшие деньги либо приобрести самое
современное "чудо техники" за относительно огромную сумму.
- 20 -
Несмотря на то, что производители практически "похоронили"
некоторые модели устройств, прекратив их выпуск и драйверную
поддержку, они продолжают успешно использоваться широкими
слоями населения. Это вносит еще большую путаницу в ситуацию
на компьютерном рынке. Как видите, облик современного ПК
описать довольно сложно, из-за постоянного его изменения, но всетаки попытаемся это сделать.
Будем считать, что современный компьютер — это такой
компьютер, который собран из самых современных компонентов, т.
е. выпущенных буквально месяц-два назад или, в крайнем случае, в
течение полугода, если это устройство из-за своих особенностей
редко обновляется (например, модемы).
В общем, ситуацию на современном компьютерном рынке
можно представить таким образом: несмотря на регулярный выпуск
все более продвинутых моделей устройств для IBM-совместимых
компьютеров, рынок продолжает оставаться насыщенным
практически всеми предыдущими моделями, тем самым,
предоставляя покупателю наиболее важную возможность —
возможность выбора. Даже когда конкретная модель устройства
перестает выпускаться, практически "бездонные" склады компьютерных
магазинов продолжают поставлять в розничную продажу эти
модели длительное время.
Практически все современные устройства, такие как
процессоры, жесткие диски и т. д., несмотря на широко
разрекламированные их возможности, обладают целым рядом
неприятных, но очень досадных нюансов. Например, отсутствие
определенных нововведений, поддерживающих эти устройства в
уже распространенных версиях операционной системы Windows, a
также программах и самых популярных играх, делает покупку
подобных устройств пустой тратой денег. Тем более что большая
часть игр вполне прилично работает на старых ПК, которые были
приобретены еще 1—2 года назад.
Стоит обратить внимание на то, что анонсирование новых
моделей какого-нибудь устройства происходит намного раньше,
чем его первые экземпляры начинают поступать в розничную
продажу. И тем более проходит достаточно много времени до того
момента, когда мы увидим это "чудо техники" на российских
прилавках.
- 21 -
Рассмотрим немного подробнее некоторые особенно важные
компоненты, которые прямым образом влияют на
производительность компьютера.
Центральный процессор
Так уж повелось, что больше всего разговоров или споров
ведется вокруг выпуска новых моделей процессоров. В основном
сегодня борьба идет вокруг процессоров, которые выпускаются
двумя производителями — Intel и AMD.
Тактовая частота процессоров от Intel уже давно превысила
отметку в 1 ГГц, вокруг которой было столько шума, и уже
вплотную подбирается к отметке 3 ГГц. Стратегия компании
строится на принципе: чем выше тактовая частота процессора, тем
быстрее он работает. На самом деле это не совсем верно, т. к. в
настоящих условиях самое главное — это оптимизация архитектуры процессора под современные программы. В случае с
процессорами Pentium 4 приходится прибегать к оптимизации
программ под особенности архитектуры процессора, что делает
компьютеры на его базе немного менее совместимыми с
оригинальной технологией IBM PC.
Тактовая частота процессоров от AMD значительно ниже
аналогичных по скорости работы процессоров от Intel, хотя, как
уже говорилось, рабочая частота указывает на реальную
производительность лишь косвенно. Согласно многочисленным
статьям, которые регулярно публикуются в компьютерных статьях
и на всевозможных сайтах, процессоры с торговой маркой Athlon
всегда работали быстрее с теми программами, которые не были
специально оптимизированы под конкретную модель процессора.
Это говорит о некотором преимуществе процессоров AMD над
Intel, но понять это, и тем более воспринять, способны немногие
пользователи ПК.
Стоит отметить, что анонсирование новых моделей
процессоров происходит значительно раньше, чем они появляются
в продаже. Производители немного торопятся удивить своих
потребителей невиданной мощностью, выдумывая все более новые
подходы к чувствительным ко всему новому сердцам
пользователей ПК.
Сегодня нет смысла приобретать даже за небольшую цену
- 22 -
процессоры:
□ с поддержкой частоты системной шины ниже 100 МГц;
□ с разъемом Socket 370, хотя его разновидность FC-PGA,
скорее всего, еще долго будет встречаться в продаже;
□ с тактовой частотой ниже 1 ГГц.
Материнская плата
Производители материнских плат, а также чипсетов для этих
плат находятся в самом тяжелом положении. Дело в том, что им
приходится в своих новых "произведениях" учитывать все
появившиеся технологии, относящиеся, например, к процессору
или видеоплате и к другим устройствам. Ситуация усугубляется
необходимостью поддержки практически уже ушедших, но еще
широко применяющихся стандартов, а также каких-нибудь новых
технологий, о которых еще только говорят, но, возможно, они
будут поддержаны (хотя есть вероятность, что и нет), к примеру,
новыми видеоплатами. Такая ситуация произошла, например, с
поддержкой стандарта ATX 8х, которая сначала появилась в
новейших материнских платах, а уже после стали появляться
первые модели видеоплат с поддержкой этого режима работы.
Таким образом, производители пытаются немного опередить время
и избежать необходимости срочного выпуска новой модели платы,
т. к. уже неоднократно они "обжигались" на этом, как говорится,
"поспешишь — людей насмешишь".
Производителей материнских плат существует великое
множество, как и моделей, которые предлагаются на компьютерном
рынке. Имеется несколько категорий плат: high-end, которая
отличается высокой ценой, и low-end, которая отличается не только
более низкой ценой, но и зачастую меньшими возможностями, что
особенно ощущается при сборке компьютера, предназначенного
для профессиональных сфер деятельности: видеомонтаж и. т. п.
Материнские платы практически единственное устройство, цена
которого может находиться в самых широких пределах при
одинаковых возможностях самой платы. Обычно пропорционально
снижению цены уменьшаются и возможности устройства
(например, видеоплаты), с материнскими платами иногда
получается совсем наоборот: дорогая плата известного производителя запросто может обладать меньшими возможностями,
- 23 -
чем более дешевая плата малоизвестного производителя родом,
например, из Китая. Это, кстати, относится абсолютно ко всем
компонентам ПК — от мыши до монитора. Чьей продукции
доверять — дело покупателя, потому что и
в первом, и во втором случае имеется шанс "нарваться" на
бракованный экземпляр.
Интегрированные устройства по своим возможностям
приближаются все ближе и ближе к устройствам, выполненным в
виде отдельных плат расширения, это стало возможным благодаря
резко возросшей скорости работы процессоров, которые теперь
способны исполнять роль не только центрального, но звукового и
видеопроцессора.
Сегодня нет смысла приобретать даже за небольшую цену
материнские платы:
□ форм-фактора AT;
□ с поддержкой оперативной памяти типа SDRAM; □ с
поддержкой оперативной памяти менее 512 Мбайт; □ с поддержкой
интерфейса АТА младше Ultra ATA/66;
□ с поддержкой процессоров, рассчитанных на работу с
системной шиной 66 МГц.
Жесткий диск
Скорость работы жестких дисков практически достигла своего
предела, потому что все упирается в возможности механической
части этого устройства. Емкость жестких дисков стала
увеличиваться очень быстро благодаря внедрению новых
технологий не только в процесс записи, но и в технологический
процесс изготовления дисков с магнитным покрытием. Жесткие
диски при этом остались прежних размеров, что еще больше
увеличило скорость их работы, ведь плотность записи при этом
стала выше. Интересно наблюдать за лицами покупателей, когда
для сравнения на полке магазина выкладываются винчестеры
емкостью 1 и 40 Гбайт (они одного размера). Интересен факт, что
если года 2—3 назад увеличение емкости винчестера в два раза
приводило к росту их цены в два-три раза, то сегодня диски емкостью, например, 10 и 20 Гбайт друг от друга отличаются
немного, что позволяет предположить о скорой "смерти" всех
винчестеров малой емкости.
- 24 -
Стоимость жестких дисков сегодня практически не
поднимается вверх, тогда как себестоимость каждого байта
информации, хранящейся на данном диске, уменьшается с
выпуском более емких винчестеров. Надежность работы жестких
дисков, несмотря на столь резкие перемены, остается на прежнем
уровне, ведь очень многое зависит от механического привода. Речь
идет о непредсказуемости выхода из строя винчестеров. Конечно,
для каждой модели имеется статистика, по которой можно судить о
долговечности его работы, но слишком уж часто сегодня
встречаются исключения, когда относительно новый жесткий диск
сохраняет свою работоспособность намного меньше своего
значительно более старшего предшественника.
Сегодня нет смысла приобретать даже за невысокую цену
жесткий диск: □ емкостью менее чем 20 Гбайт;
□ с интерфейсом менее скоростным, чем Ultra ATA/66.
Видеоплата
Единственным интерфейсом для видеоплат окончательно
стала шина AGP, которая постепенно становится все более
скоростной. Некогда популярный интерфейс PCI сегодня
используется в основном для менее скоростных устройств: модема,
звуковой платы и т. п.
Объем видеопамяти практически сравнялся со средним
объемом оперативной памяти для офисных компьютеров, он стал
равен 128 Мбайт, что позволяет постепенно отказываться от
использования основной памяти для хранения текстур
изображения.
Интересен факт, что сегодня больше всего шума происходит
вокруг выпуска новых моделей видеопроцессоров, чего не было
года 2—3 назад (тогда особое внимание к себе привлекали
центральные процессоры, чья тактовая частота упорно стремилась
к отметке 1 ГГц). Как всегда выделяют два основных гиганта
видеоиндустрии: NVIDIA и ATi, которые выпускают самые
мощные на сегодняшний день видеоплаты.
Сегодня нет смысла приобретать даже за небольшую цену
видеоплату:
□ с интерфейсом PCI или тем более ISA;
□ с интерфейсом AGP с поддержкой режима младше, чем 4х.
- 25 -
Оперативная память
Оперативная память сегодня переживает настоящую
революцию: виной тому явился переход с традиционной памяти
SDRAM на более современную DDR-технологию, которая
позволяет увеличить производительность уже не на 10—15%, как
это было, например, с переходом со стандарта РС100 на РС133, а в
целых два, а то и три раза. Вот они какие "новые технологии". Если
года два назад было достаточно установить однажды модуль
памяти и время от времени заниматься модернизацией процессора,
то теперь особое внимание стоит обратить и на регулярную замену
оперативной памяти, которая на сегодняшний день является самым
"узким местом", снижающим общую производительность
компьютера.
Оперативная память DDR SDRAM с самого начала позволяла
увеличить скорость работы компьютера, тогда как ее основной
конкурент (память RDRAM) длительное время имела
единственную отличительную черту: высокую цену, при скорости
работы сравнимой с обыкновенной памятью SDRAM PC 133. На
сегодняшний день, наконец-то, разработаны и выпущены действительно очень скоростные стандарты на эту память,
что позволяет надеяться на постепенный приход RDRAM в
домашние компьютеры (правда, реально это будет возможно
только после снижения цены на модули RIMM).
Сегодня нет смысла приобретать даже за небольшую цену
оперативную память:
□ выполненную в виде модулей SIMM;
□ SDRAM любой модификации;
□ DDR SDRAM стандарта младше, чем DDR266.
Обратите внимание, что все советы, приведенные в данной
книге, ни в коем случае не должны стать для вас догмой, которой
следует придерживаться при любых обстоятельствах, это просто
рекомендации, причем эти рекомендации даются без учета вашего
бюджета.
Перспективы развития
Перспективы развития персонального компьютера на
- 26 -
сегодняшний день видны в одной плоскости: высокими темпами
наращиваются скорость работы, емкость всех видов памяти и
накопителей. Если еще год назад восторженно говорили о наконецто достигнутом рубеже тактовой частоты процессоров 1 ГГц, то
сегодня все те же специалисты занимаются прогнозами о
достижении к 20хх году тактовой частоты 15 ГГц. Для чего это
нужно, понять очень сложно, скорее всего, производители не
столько озабочены удовлетворением потребности покупателей,
сколько соревнуются между собой. Дух соперничества можно
заметить не только в выпуске процессоров, но и в производстве
видеоплат, звуковых плат, модемов и других устройств, которые
значительно расширяют возможности персонального компьютера.
Существенное повышение скорости работы отдельных
устройств предъявляет очень высокие требования к качеству
выполнения соединяющих узлов (разъемов), а также
соединительных кабелей. Если в прежние времена для
подключения, например, того же жесткого диска было достаточно
подсоединить соответствующий кабель к диску и разъему на
материнской плате, то сегодня следует обращать особое внимание
на то, к какому разъему на плате вы его подключаете, а также какой
кабель вы используете. Вполне возможно, что ради достижения
очередной ступени (имеется в виду скорость работы устройств)
придется постепенно отказываться от разъемов, которые, несмотря
на свою внешнюю безобидность, вносят немало проблем в
реализацию протоколов обмена данными между наиболее
скоростными устройствами, такими как жесткий диск, оперативная
память, видеоплата и т. п. Дело в том, что любой разъем вносит в
схему соединения определенную емкость, которая резко
возрастает с повышением рабочей частоты.
Может так получиться, что скоро стандартом "де-факто"
станут интегрированные устройства, которые по сравнению со
своими "собратьями", выполненными в виде плат расширения,
станут значительно более скоростными из-за того, что все
соединения с системной шиной материнской платы у них будут
выполнены в виде неразрывных проводников, практически не
вносящих в схему ПК емкости.
Интересной тенденцией является и то, что современный
компьютер становится все более понятным начинающему
пользователю (в смысле эксплуатации). Все меньше и меньше
- 27 -
приходится тратить умственной энергии на обучение, например,
рисованию на компьютере, т. к. выпущено немало программ,
имеющих сравнительно простой интерфейс и подробное описание
работы.
ЧАСТЬ I.
Устройство IBM-совместимого компьютера
Глава 1.
Глава 2.
Глава 3.
Глава 4.
Глава 5.
Глава 6.
Глава 7.
Глава 8.
Глава 9.
Глава 10.
Глава 11.
Глава 12.
Глава 13.
Глава 14.
Глава 15.
Глава 16.
Глава 17.
Глава 18.
ПК и термины
Из чего состоит ПК
Системный блок
Клавиатура
Мышь и другие манипуляторы
Монитор
Материнская плата
Процессор
Оперативная память
Жесткий диск
Дисковод для гибких дисков
Дисковод для компакт-дисков
Звуковая плата
Видеоплата
Модем
FM/TV-тюнер
Принтер
Сканер и другие устройства ввода изображений
ГЛАВА 1
ПК и термины
Если вы когда-нибудь читали компьютерные журналы или
публикации в Интернете (ответ наверняка утвердительный), то,
скорее всего, обращали внимание на огромное количество
специфических терминов, жаргонных словечек и т. п. Без
предварительной подготовки такие статьи остаются выше
понимания начинающего пользователя, даже если он всем сердцем
(умом и т. д.) стремится понять эту "диковинную штуку" —
- 28 -
персональный компьютер.
Нашей первой задачей будет рассмотрение основной части тех
терминов, которые наиболее часто встречаются, что поможет вам
быстрее ориентироваться в любой статье или книге (особенно когда
речь пойдет об устройстве и работе отдельных компонентов
компьютера).
Проблема профессионального жаргона
Одна из причин, которая вызывает раздражение начинающих
пользователей, — это профессиональный жаргон, с которым
приходится сталкиваться при изучении ПК. Помимо жаргона
встречается большое количество сокращений, которые в принципе
являются своеобразной формой жаргона. Жаргон служит, по
крайней мере, двум целям. Первая (положительная) заключается в
том, что это форма сокращения. После того как вы узнали, что
означает тот или иной жаргонный элемент, его упоминание
заставляет вас вспомнить описание данного устройства. Жаргон
применяется для более эффективного обмена информацией. Второе
назначение жаргона заключается в том, что специалисты в данной
области используют его как психологическое оружие, барьер для
"непосвященных". Незнакомое слово пугает начинающего
пользователя и в то же время заставляет еще больше доверять
"дяденьке-мастеру", который владеет в совершенстве
жаргоном, что вовсе не говорит о его профессионализме.
Примечание
Уровень применения профессионального жаргона,
используемого в области ПК, очень высок. Если вы неожиданно
встретили незнакомое слово или фразу (выражение), обязательно
уточните у знакомого специалиста или в каком-нибудь
компьютерном магазине его значение, это поможет вам в
дальнейшем при прочтении статей и книг по компьютерной
тематике.
Очень часто жаргонное слово — это английское название
компонентов ПК, но так уж повелось, что применяются в основном
именно эти слова, а не их аналоги из русского языка. Скорее всего,
причина заключается в том, что в русском языке не нашлось
коротких аналогов английским терминам, а компьютерщики народ
ленивый — им подавай чего-нибудь покороче да попроще.
- 29 -
Впрочем, большинство подобных терминов уже укоренилось и считаются общепринятыми.
Вот некоторые жаргонные словечки и термины.
Блины — носители информации в жестком диске.
Болванка — компакт-диск, предназначенный для записи на
приводе CD-RW.
Писалка — привод CD-RW.
Слот — название происходит от английского слова "Slot". Это
обычный щелевой разъем, который предназначен для установки
платы расширения. Как и для любого другого разъема, нередко ту
часть, которая имеет розетки, называют "мамой" (female), в данном
случае она находится на материнской плате, а часть,
расположенную на плате расширения и имеющую вилки, —
"папой" (male). Фактически слот представляет собой шину
компьютера, выведенную на контакты разъема для возможности
подключения к ней совместимых устройств. Каждая шина,
применяемая в ПК, использует свой оригинальный тип слотов.
Сокет — название происходит от английского слова "Socket".
Это обычное гнездо для установки микросхем. Его контакты, как
правило, рассчитаны на установку микросхем со штырьковыми
выводами. Яркий пример — центральный процессор. Обычно в
названии сокета прибавляется набор цифр, характеризующих
данную разновидность разъема. Например, Socket 7 или Socket 370.
Джампер — название происходит от английского слова
"Jumper". Представляет собой обычную перемычку,
устанавливаемую на торчащие из печатной платы штырьковые
контакты. Используется для изменения конфигурации устройства,
играя роль выключателя или переключателя режимов работы.
Яркий пример — перемычки на жестком диске, которые
определяют режим его работы (Master или Slave).
"Теоретические" термины
Начнем с теоретических основ, которые, как говорится,
являются основой любого серьезного дела, а то, что мы собираемся
изучать (модернизацию и ремонт), никак нельзя назвать делом
простым.
Прежде всего стоит разъяснить термин, над значением
которого мало кто задумывается, — "персональный компьютер".
- 30 -
Понятие "персональный" появилось в давние времена, когда об
IBM PC (Personal Computer) еще никто не слышал, а компьютеры
стоили десятки тысяч долларов. Было время, когда компьютер
представлял собой значительных размеров шкаф и обслуживать его
мог только специально обученный персонал. Программирование
осуществлялось путем переключения целого набора выключателей,
имеющих два положения: включено и выключено. Компьютер мог
начать процесс вычислений только после того, как все
переключатели установлены в требуемое положение и дана
команда запуска. Методы вывода результатов также не блистали
простотой понимания, и для их расшифровки требовалось не
меньше знаний, чем для задания программы.
Но прогресс не остановишь, и постепенно размеры
компьютера стали сравнимы с размером письменного стола. Для
"общения" с человеком начали использовать электронно-лучевую
трубку (проще говоря, монитор), на которой отображались как
введенные команды, так и результаты вычислений. Программы
стали вводиться при помощи небольших переключателей, объединенных в клавиатуру. Отныне, чтобы управлять компьютером,
вполне достаточно было одного человека, который как вводил
программу, так и анализировал полученные результаты и, при
необходимости, вводил изменения. Наступила эра персональных
компьютеров. Теперь любой человек, имеющий достаточный
уровень подготовки, мог персонально заниматься работой на
компьютере.
Практически все современные компьютеры являются
персональными, т. к. для работы на них вполне достаточно иметь
одну пару рук, одну пару глаз и один мозг, состоящий из двух
полушарий. Это как раз и есть комплект, входящий в состав любого
человека (пользователя компьютера). Но название "персональный
компьютер" очень длинное как при произношении, так и при
написании, поэтому его стали сокращать — "ПК". Сегодня этот
термин представляет собой сокращенное название целого класса
устройств — это настольные, переносные, портативные, миникомпьютеры. Мы же будем применять его при описании свойств
самого распространенного компьютера IBM PC.
Компьютер IBM PC — это самый первый ПК, который
получил широкое распространение в качестве офисного и
домашнего компьютера. Существует масса других компьютеров,
- 31 -
например, Spectrum, Amiga, Macintosh и т. д. Но они не столь
популярны, чем IBM PC. Почему? Ответ на вопрос мы сможем
найти, обратившись к истории этого компьютера.
Руководство компании IBM стояло перед сложным выбором:
требовалось создать совершенно новый компьютер, обладающий
целым рядом признаков, отличающих его от других компьютеров,
имеющихся в то время на рынке. Казалось бы, что тут сложного?
Берешь какой-нибудь микропроцессор, который еще не применялся
для создания персонального компьютера (а в то время имелось
огромное количество пока невостребованных разработок), и
создаешь на его основе новый компьютер. Так и делали все
остальные разработчики. Но для этого пути существовала одна
серьезная и практически непреодолимая преграда. Далеко не все
процессоры были программно совместимы, т. е. для каждого типа
компьютеров приходилось разрабатывать собственные программы,
учитывающие особенности используемого процессора.
Последствия этой проблемы весьма ощутимы для пользователя.
Ведь приобретая компьютер, мы надеется на то, что сможем
использовать его так, как только нам захочется. Но для этого
требуются специальные программы, позволяющие, например,
печатать тексты, рисовать, слушать музыку и т. д. То есть
компьютер должен обладать серьезной поддержкой компаний,
которые занимаются разработкой программного обеспечения.
Добиться такой поддержки очень сложно — производители
программ должны быть уверены в том, что данный компьютер
будет хорошо продаваться, иначе существует риск работы
"впустую".
Данная проблема была решена довольно оригинально.
Компания IBM не стала идти навстречу капризам моды и все-таки
создала компьютер абсолютно несовместимый со всеми
остальными, но при этом она обеспечила свою разработку мощной
программной поддержкой, заключив соглашение с компанией
Microsoft (знакомое название?). Практически сразу же после
появления на рынке первых компьютеров IBM PC было
разработано большое количество разнообразных программ,
которые позволяли использовать новый ПК практически для любых
задач (в офисе, дома и т. д.). Такой мощной поддержки у других
компьютеров не было, поэтому IBM PC достаточно быстро занял
прочную позицию на рынке.
- 32 -
Из вышесказанного следует правило: все компьютеры,
выпущенные по технологии впервые разработанной и
запатентованной компанией IBM, способны выполнять одни и те
же программы. Если вы купили такой компьютер, то вам больше не
надо беспокоиться, что новые программы, написанные уже после
покупки, не будут на нем работать, потому что производители
компьютера внесли в него какие-нибудь изменения. Это называется
программной совместимостью. Вот мы и пришли к объяснению
второго термина, о котором упоминалось в самом начале этой
главы. Термин "IBM-совместимый" означает, что компьютер
использует ту же систему команд, что и "фирменный" компьютер
IBM PC. В свою очередь команды, как известно, являются
составляющими любой программы. Естественно, что современные
компьютеры имеют намного более сложное устройство, чем
первый компьютер, но, несмотря на это, они способны выполнять
практически любые программы, написанные задолго до их
появления.
Сегодня выпускается немало различных моделей
компьютеров, которые отличаются друг от друга
функциональными возможностями и ценой, но не все способны
"играть роль" IBM-совместимого компьютера. Что для этого
нужно? Прежде всего, компьютер обязан выполнять программы,
написанные для "фирменного" IBM PC, все остальные программы,
например, предназначенные для компьютера Spectrum, он, как
правило, выполнять не может.
"Физические" термины
Очень много незнакомых терминов встречается при описании
работы как отдельных компонентов, так и всего компьютера в
целом. В рекламных проспектах, в статьях много говорят о какомто аппаратном мониторинге, который то работает, то нет, о всяких
буферах, захватах, пакетах и т. п. Разъясним некоторые из этих
терминов.
Аппаратный мониторинг — Hardware Monitoring —
специальная технология, предназначенная для постоянного
контроля основных технических параметров, таких как напряжения
питания, рабочая температура процессора и материнской платы,
скорость вращения вентиляторов. Она помогает своевременно
предупредить о неисправности компьютера и предотвратить случайную потерю информации.
- 33 -
Буфер — устройство, предназначенное для временного
хранения. В частности, буфер отложенной записи — это буфер, в
котором процессор хранит данные, предназначенные для записи в
то или иное устройство компьютера при условии занятости шины
данных. После записи данных в этот буфер процессор начинает
обрабатывать следующую команду. Как только шина освободится,
в первую очередь производится запись данных из буфера в
устройство (уже без участия процессора). Если же шина данных
свободна, то запись осуществляется прямо в устройство.
Захват шины — режим Bus-Mastering, который означает
возможность управления шиной каким-либо устройством без
участия центрального процессора. Во время передачи информации
устройство, поддерживающее режим Bus-Mastering, "захватывает"
шину и становится главным. Такой подход используется для
освобождения ресурсов процессора в моменты перемещения
больших объемов данных (например, видеоизображения).
Конвейерный режим работы — режим, предусматривающий
возможность начала нового цикла, не дожидаясь физического
завершения обмена данными предыдущего цикла. Это позволяет
сократить количество тактов ожидания, необходимых для
согласования с относительно медленной памятью и портами.
Мультиплексирование — метод передачи нескольких типов
данных по одной шине (имеется в виду ряд физических
проводников, организованных в шину). Например, сначала по шине передается адрес, затем по
этой же шине передаются данные.
Пакетный режим передачи данных — это режим, при котором
адрес передается только один раз, а все последующие адреса
вычисляются контроллером устройства, пока не будет передан
сигнал окончания процесса обмена данными.
Режимы энергопотребления компьютера — этот термин
появился вместе с первыми ноутбуками (переносными или
мобильными компьютерами), т. к. для их питания использовались
аккумуляторы, имеющие строго ограниченный ресурс работы в
отличие от обычной электросети. Поэтому для экономии энергии,
накопленной в аккумуляторах, стали применять различные способы
энергосбережения, например, отключать монитор во время
бездействия пользователя. Применительно к этим режимам
используют также термины "режим сна" и "режим ожидания".
- 34 -
Выделяют четыре режима энергопотребления:
1. Full On Mode — режим полной мощности.
2. Doze Mode — режим, при котором осуществляется
снижение энергопотребления компьютера на 80%, при этом
тактовая частота центрального процессора уменьшается примерно
на 60—80% от начального уровня.
3. Standby Mode — режим снижения энергопотребления на
92%, при этом тактовая частота центрального процессора
уменьшается до минимума (вплоть до останова).
4. Suspend Mode — режим снижения энергопотребления на
99%, при этом напряжение питания отключается практически ото
всех компонентов за исключением модулей памяти, в которых
сохраняется текущее состояние компьютера (все запущенные
программы, открытые файлы и т. п.).
Все остальные встречающиеся термины рассмотрим по мере
их появления в тексте.
Основные принципы устройства и работы ПК
Для описания внутреннего устройства ПК часто применяется
термин "архитектура компьютера", означающий его логическую
организацию, структуру и ресурсы, которые могут быть
использованы либо подключенными устройствами, либо
запущенными программами.
Главным отличием IBM-совместимых компьютеров от других
(Spectrum и т. п.) является использование принципов открытой
архитектуры, позволяющих создать вместо очень дорогого
компьютера "обычный" конструктор для взрослых.
Открытая архитектура — это архитектура, основу которой
составляет ряд решений интерфейсов и шин, предназначенных для
объединения самых различных устройств в единую систему.
Большинство же конкурирующих компаний не решились пойти на
такой смелый шаг, опасаясь потерять часть прибыли из-за
производства клонов. Благодаря открытой архитектуре компания
IBM и ее компьютер IBM PC так быстро стали очень популярными.
Персональный компьютер состоит из следующих
функциональных блоков:
□ центральный процессор;
□ основная память;
□ периферийные устройства.
Все блоки компьютера связаны между собой при помощи
- 35 -
системной шины, которую иногда называют системной
магистралью. Основной обязанностью системной шины является
передача информации между процессором и остальными
компонентами компьютера. По этой шине передаются не только
данные, но и адреса и управляющие сигналы. Таким образом,
упрощенно системную шину можно представить как совокупность
сигнальных линий, объединенных по их назначению (данные,
адреса, управление). Основной характеристикой этих линий
является их разрядность (разрядность адресной шины и шины
данных).
Шина представляет собой своеобразный канал для передачи
данных. Объединение устройств определенной шиной (например,
шиной данных или адреса) приводит к тому, что все эти устройства
могут обмениваться друг с другом по шине любыми данными (в
строго определенном формате). Физически шина представляет
собой целую паутину печатных проводников на системной плате
либо устройстве. Для полноценной работы устройства подключаемого к какой-либо шине компьютера (или нескольким сразу)
требуется аппаратная поддержка данной шины со стороны
устройства — наличие контактов, соответствующих контактам
шины на системной плате, и поддержка протокола передачи
данных по шине (как архитектурой устройства, так и программным
кодом драйверов устройства). Для того чтобы ускорить работу
компьютера, системная шина была разделена на "шину адреса" и
"шину данных". По шине адреса передаются данные о логическом
адресе размещаемых данных, а по шине данных — сами данные.
Это позволяет передавать следующий адрес в то время, когда по
шине данных еще происходит передача информации. Кроме того,
можно назвать и "шину управления", которая служит для передачи
соответственно управляющих сигналов.
Преимущество шинной организации проявляется в
возможности стандартизации алгоритмов взаимодействия
центрального процессора с периферийными устройствами, а
значит, и стандартизировать их устройство и способ подключения.
С другой стороны, в каждый момент времени посредством
системной шины могут "общаться" только два устройства, а
остальные должны в это время простаивать, ожидая, когда
освободится шина. Это накладывает серьезное ограничение на
производительность компьютера. Именно по этой причине
- 36 -
производители стремятся увеличить пропускную способность
системной шины. Архитектура компьютера IBM PC вполне
оправдывает все свои недостатки.
Пропускная способность — это наибольшее количество
данных, которое можно передать, например, по шине. Пропускная
способность любой шины зависит от ее рабочей частоты: чем выше
частота, тем выше пропускная способность. Кроме того,
пропускная способность шины зависит также и от ее разрядности.
Частота системной шины — это частота, на которой
процессор работает со всеми внешними для него устройствами.
Например, на этой частоте работает оперативная память
компьютера, при помощи коэффициентов умножения вычисляется
рабочая частота центрального процессора, шины PCI и AGP.
Частота может принимать значения 66, 100, 133 МГц. Иногда
говорят о больших значениях вроде 200, 266, 333 или 400 МГц, но
это больше относится к пропускной способности, чем к реальной
скорости работы шины. Дело в том, что в последнее время стали
популярны режимы, когда данные передаются либо по обоим
фронтам тактирующего сигнала, либо вообще в три блока в течение
одного импульса. Это позволяет при сохранении прежней рабочей
частоты, например, 133 МГц, получить пропускную способность,
равную пропускной способности стандартной шины с тактовой
частотой 266 МГц (в первом случае) или 400 МГц (во втором
случае). Обычно называют вторую цифру, которая имеет большее
значение — это делается исключительно для "украшения"
рекламных проспектов.
Процесс взаимодействия центрального процессора и основной
памяти сводится к двум операциям: запись информации в память и
чтение информации из памяти.
При записи процессор по специальным проводникам передает
адрес, по которому будет располагаться записываемая информация
(шина адреса); по другим проводникам передает управляющий
сигнал (шина управления), который указывает на начало процесса
записи; по еще одной группе проводников передает записываемую
информацию (шина данных). При чтении по шине адреса
передается адрес основной памяти, по которому располагается
требуемая информация, и после передачи управляющего сигнала,
указывающего на начало чтения, на шину данных поступает вся
необходимая информация.
- 37 -
Число одновременно передаваемых по шине адреса и шине
данных битов называется разрядностью соответствующей шины и
является важной характеристикой любого компьютера. Разрядность
шины адреса определяет максимальное общее количество доступной памяти (так
называемое адресное пространство процессора), а разрядность
шины данных — максимальную порцию информации, которую
можно получить из памяти за один рабочий такт. Следует отметить,
что на современных компьютерах объем оперативной памяти, как
правило, значительно меньше, чем максимально возможный для
процессора.
Процессор и основная память находятся на одной большой
плате, которая называется материнской. Для подключения к ней
периферийных устройств (клавиатуры, мыши, жестких дисков)
служат специальные схемы, которые либо оформляются в виде
отдельных плат, либо располагаются прямо на материнской плате.
Они называются контроллерами. Отдельные платы (их часто
именуют платами расширения) подключаются к общей системе при
помощи специальных разъемов на материнской плате, которые
называются слотами (от англ. Slot — щель), а к их внешнему
разъему подключается внешнее устройство. Внешние разъемы
обычно называют портами ввода/вывода, что говорит об их
главном предназначении — принимать или выдавать информацию.
Таким образом, все устройства подключаются к системной шине не
напрямую, а посредством контроллеров. Например, жесткие диски,
имеющие интерфейс IDE (иначе АТА), подключаются через
контроллер IDE.
Шина расширения — шина, предназначенная для
подключения тех устройств, которые расширяют стандартные
возможности компьютера, например, для подключения звуковой
платы. Шины расширения предоставляют возможность получения
доступа к системным ресурсам компьютера: пространство памяти,
порты ввода/вывода, прерывания, каналы прямого доступа к
памяти. Производителям устройств расширения приходится точно
следовать протоколам, принятым для каждой шины, выдерживая
жесткие частотные, временные и нагрузочные параметры. Любые
отклонения приводят к несовместимости с некоторыми
материнскими платами. Подключение некорректно работающего
устройства к шине расширения может привести к нестабильной
- 38 -
работе всего компьютера в целом.
Порт ввода/вывода — представляет собой устройство
сопряжения в архитектуре компьютера, через которое можно
ввести данные из периферийного устройства или, наоборот,
вывести их. Физически порт ввода/вывода, как правило,
представляет собой разъем, находящийся на материнской плате
либо на задней панели системного блока, с определенным
количеством и назначением выводов.
Системную шину можно сравнить с телефонной сетью, к
которой параллельно подключено большое количество абонентов
(блоков компьютера). "Обращение" центрального процессора к
какому-нибудь устройству очень похоже на вызов абонента. Все
устройства, подключенные к системной шине, имеют свой
"уникальный номер" (адрес). Когда требуется обратиться к любому
из них, в системную шину передается сигнал запроса, после чего
устройство передает на шину обратный сигнал, который
может принимать либо форму "занято", либо "свободно". Работу по
определению своего номера и ответу на запрос берет на себя
контроллер устройства.
Кроме указанных устройств на материнской плате
установлено большое количество микросхем (chip), составляющих
в совокупности определенный набор микросхем, иначе чипсет,
который служит для обеспечения обмена данными между
центральным процессором и периферийными устройствами.
Чипсет позволяет организовать совместную работу самых
разнообразных устройств, обладающих несовместимыми на первый
взгляд техническими параметрами. В этом есть вся "соль" открытой
архитектуры компьютера — придерживаясь минимального набора
правил, вы можете самостоятельно собрать работоспособное
устройство и запросто подключить его к компьютеру.
Очень часто можно услышать такие термины, как "южный
мост" и "северный мост". Они представляют собой две самые
главные части любого чипсета (рис. 1.1). Северный мост (North
Bridge) получил свое название из-за того, что логическая часть
электронной схемы, представляющей его, располагается ближе
всего к центральному процессору. Южный мост (South Bridge)
"общается" с центральным процессором только через северный
мост, поэтому логически он располагается дальше, т. е. "на юге".
- 39 -
Рис. 1.1. Общая структура персонального компьютера
Примечание
За рубежом традиционно сравнивают размещение
(перемещение) различных компонентов (устройств) с
расположением частей света. Поэтому компоненты, которые
архитектурно или конструктивно размещены ниже (например, на
материнской плате), называются южными, и наоборот. Также,
например, перемещение спутниковой тарелки вправо или влево от
исходной позиции называют перемещением на восток или на запад.
Но на этом состав чипсета не ограничивается, т. к. имеется
еще очень важная его часть, которая называется Super I/O
(Input/Output). Такое разделение далеко не случайно, любая деталь в архитектуре
персонального компьютера имеет под собой сугубо практическую
подоплеку.
Северный мост является наиболее главным звеном любого
чипсета, т. к. он отвечает за работу самых производительных
устройств компьютера, подключенных либо напрямую к системной
шине (например, основная память), либо к одной из самых мощных
локальных шин (PCI или AGP).
Южный мост выполняет более простые функции, в основном
занимаясь работой устройств, подключенных к медленной шине
ISA. Правда, в последнее время из-за того, что упомянутая шина
практически отжила свой век, на "плечи" южного моста стали
перекладывать часть функций северного моста. Таких, например,
как работа устройств IDE (жестких дисков, приводов CD-ROM),
шины USB и CMOS-памяти.
Блок Super I/O обычно выполняет функции обслуживания
практически всех портов ввода/вывода. Этот блок является
наиболее "древней частью" материнской платы, т. к. большая часть
этих портов существовала еще на самом первом компьютере IBM
PC. К ним подключаются такие устройства, как клавиатура, мышь,
принтер, дисковод для гибких дисков и т. п.
- 40 -
Такая организация чипсета позволяет вносить изменения не во
всю схему, а только в ту ее часть, где требуется ввести, например,
поддержку новых стандартов. Как можно догадаться, в основном
перерабатывается северный мост, а остальные два блока остаются
практически неизменными.
Компания Intel однажды предложила несколько иную схему
организации чипсета. В отличие от стандартного способа, при
котором для соединения использовалась шина PCI, было
предложено применить отдельный канал, имеющий вдвое большую
пропускную способность. При этом северный мост получил
название Graphics and AGP Memory Controller Hub (GMCH), а
южный мост стал называться Input/Output Controller Hub (ICH). Так
что если встретите где-нибудь столь непривычные термины, не
пугайтесь, это все тот же чипсет, но в том виде, как его понимает
Intel.
От качества исполнения чипсета, а также материнской платы
зависит то, насколько удачно будет реализована идея открытой
архитектуры. Все, наверное, наслышаны о различных проблемах
пользователей IBM-совместимых компьютеров: то одно не
работает, то другое. Все эти неприятности только из-за
несоблюдения некоторыми производителями общепринятых
правил (стандартов), которые разрабатываются, по традиции,
несколькими ведущими разработчиками в данной области и
должны использоваться всеми остальными менее известными
производителями.
Наиболее важный компонент любого компьютера — это
центральный процессор (Central Processing Unit, CPU), который, по
сути, является "мозгом" всей системы. Он "думает" над всеми
задачами и примерами, которые "задают" ему подключенные
устройства. Например, на клавиатуре вы нажимаете на какуюнибудь клавишу, а на экране монитора рисуется символ, соответствующий нажатой клавише. При этом процессор
улавливает факт нажатия определенной клавиши, ищет ее значение
в специальной таблице, записанной в памяти компьютера,
определяет способ отображения символа на экране и, в конце
концов, выводит этот символ на экран монитора. Благодаря
постоянно работающим программам процессор "знает", каким
образом нужно "общаться" с клавиатурой и с другими
компонентами (основной памятью, монитором и т. п.).
- 41 -
Процессор "общается" со всеми подключенными
устройствами при помощи чипсета. Как видно из рис. 1.1, ни одно
устройство не имеет прямого доступа к процессору, так же, как и
он, не может "добраться" до этих устройств без участия
электронной схемы чипсета. Сделано это для согласования, вопервых, скорости работы, т. к. процессор обычно работает
значительно быстрее других устройств. Во-вторых, для
согласования уровней сигналов, т. к. некоторые устройства,
например клавиатура, могут использовать значительно более
мощные сигналы, чем процессор, так что их прямое соединение
может привести к неисправности схемы процессора.
Важнейшими характеристиками центрального процессора
являются:
□ тактовая частота;
□ разрядность;
□ адресное пространство.
Тактовая частота характеризует быстродействие компьютера.
Режим работы процессора задается микросхемой, которая
называется генератором тактовой частоты. На выполнение каждой
операции отводится определенное количество тактов. Естественно,
что чем выше тактовая частота, тем быстрее процессор выполняет
программы, хотя общая производительность ПК связана с тактовой
частотой лишь косвенно.
Разрядность процессора указывает на количество
одновременно обрабатываемых бит информации, т. к. обычно
команды выполняются не по одному биту, а одновременно
группами по 8, 16, 32 или 64 бита. Чем больше разрядность
процессора, тем больше информации он может обработать за один
рабочий такт — от этого зависит такой параметр, как
производительность процессора.
Адресное пространство процессора указывает на
максимальный объем памяти, который процессор способен
обслужить. Определяется этот параметр разрядностью шины
адреса.
Любой компьютер обладает памятью, которая по качеству
хранения информации может успешно соперничать даже с самыми
гениальными людьми. Человеку свойственно со временем забывать
о событиях, произошедших много лет назад, компьютер в этом
смысле более "злопамятный" — в его памяти сохраняется
- 42 -
практически все, что происходит внутри его "организма".
Основная память компьютера состоит из оперативных и
постоянных запоминающих устройств. При описании первого типа
часто применяется аббревиатура ОЗУ, а для второго — ПЗУ.
Оперативная память предназначена для записи, хранения и
считывания программ, исходных данных, промежуточных и
окончательных результатов. Все ячейки памяти объединены в
группы по 8 бит (1 байт) и каждая такая группа имеет свой
уникальный адрес, по которому к ней можно в любое время
обратиться. ОЗУ используется для временного хранения программ
и данных. Объем оперативной памяти является очень важной
характеристикой компьютера, т. к. он влияет на скорость работы
компьютера и на работоспособность программ. Некоторые
программы не запускаются, если обнаруживают недостаточный для
них объем памяти.
Часть оперативной памяти располагается на видеоплате и
используется для хранения текущей информации, выводимой на
экран монитора, она называется видеопамятью.
Постоянная память используется для хранения данных,
которые, как правило, не требуют своего регулярного изменения.
Содержимое этой памяти определенным образом "прошивается" в
микросхеме при ее изготовлении. В ПЗУ обычно находятся такие
программы, как:
□ программа управления работой внутренней схемы
процессора;
□ программы управления клавиатурой, принтером и т. п.;
□ программы запуска и подготовки к выключению
компьютера;
□ программы тестирования устройств, проверяющие при
каждом включении компьютера правильность их работы;
□ информация о том, в какой части загрузочного диска могут
находиться системные файлы операционной системы.
Важной особенностью постоянной памяти является то, что она
предназначена только для считывания информации.
Системная шина, как уже говорилось, это группа
электрических соединений (проводников) для передачи данных,
адресов и управляющих сигналов между компонентами
компьютера. Для обеспечения взаимозаменяемости устройств,
изготавливаемых различными производителями и по разным
- 43 -
технологиям, количество, назначение и размещение этих
проводников стандартизировано. В первых компьютерах IBM PC
системная шина изготавливалась по стандарту ISA, который
представляет собой первую шину промышленно
стандартизованную. Она применяется до сих пор, хотя производители, начиная с 1998 года, делают все возможное для ее
устранения из конфигурации компьютера, т. к. она является
тормозящим фактором для дальнейшего развития
производительности. Следует отметить, что на современных
материнских платах слотов ISA уже нет.
Шина ISA представляет собой совокупность из 16 линий для
передачи данных, 24 линии для передачи адреса, 15 линий для
аппаратных прерываний и 7 линий для организации прямого
доступа к основной памяти. Остальные проводники отведены для
передачи управляющих сигналов и электропитания.
Не так давно для обмена информацией использовался
программный режим передачи данных. При передаче данных
между внешними устройствами (например, жестким диском) и
основной памятью сигналы проходят через системную шину с
участием центрального процессора. На время обмена процессор
приостанавливает выполнение всех основных программ (например,
игры), что сильно снижает производительность компьютера. Для
устранения этого "узкого места" стали применять так называемые
локальные шины, позволяющие любому устройству получить
прямой доступ к основной памяти компьютера.
Промежуточный уровень между системной шиной и шиной
ISA занимает шина PCI, выполняющая особую роль в архитектуре
персонального компьютера. Она не зависит от типа центрального
процессора и его тактовой частоты. От предназначения шины
произошло и ее название — Peripheral Component Interconnect, что
переводится как связь периферийных устройств. Имеется в виду
связь с центральным процессором, т. к. все внешние устройства
традиционно подключаются к компьютеру посредством шины ISA,
которая, в свою очередь, как уже было сказано, через шину PCI
связывается с системной шиной.
Для длительного хранения информации, не зависящей от
электропитания, которая подлежит периодическому изменению,
используют так называемые накопители. Объем накопителя, как
правило, в сотни раз превышает объем оперативной памяти или
- 44 -
вообще не ограничен в случае, когда используется устройство со
сменными носителями. Любой накопитель можно рассматривать
как совокупность носителя информации и соответствующего
привода. Различают накопители со сменными и несменными
носителями.
Привод представляет собой сочетание механизма
чтения/записи с электронной схемой управления. Его конструкция
определяется принципом действия и видом носителя. Носитель,
который, по сути, является средой хранения информации, может
быть либо дисковым, либо ленточным; по принципу запоминания
— магнитным, магнитооптическим и оптическим. Ленточные
носители используются только в магнитных накопителях, в отличие
от дисковых носителей, в которых применяются все три вида
записи. Дисковый носитель может представлять собой гибкий или
жесткий диск. Гибкие диски в настоящее время выпускаются в виде
дискет или иначе флоппи-дисков (от англ. Floppy — хлюпающий).
Собственно носитель представляет собой плоский диск из
специальной пленки, обладающей достаточной прочностью и
стабильностью размеров. Он покрыт ферромагнитным слоем и
помещен в защитный конверт (оболочка дискеты).
Привод для гибких дисков (для его описания часто
употребляют термин НГМД— Накопитель на Гибких Магнитных
Дисках) представляет собой электронно-механическое устройство
стандартных габаритов, в корпусе которого размещены:
□ электродвигатель, который вращает шпиндель;
□ блок магнитных головок и механизм его позиционирования;
□ печатная плата со схемами питания дисковода, управления
механизмом позиционирования, усилителей записи и считывания,
формирования выходных сигналов.
Конструктивной особенностью НГМД является то, что диск
приводится во вращение только после поступления команды на
чтение или запись, а в остальное время он неподвижен. Кроме того,
головка чтения/записи во время работы механически контактирует
с поверхностью носителя. В системном блоке дисковод
закрепляется так, что щель приемника дискет "выглядывает" на
лицевой панели.
Накопитель на жестких дисках (для его описания часто
употребляют термин НЖМД — Накопитель на Жестких
Магнитных Дисках) является устройством с несменным носителем.
- 45 -
Его конструктивная схема сходна с дисководом, но ее реализация
существенно отличается. От жесткого диска требуется в сотни раз
большие емкость и скорость обмена данными. Поэтому информация записывается не на один диск, а на целый набор дисков,
идеально плоских с отполированным слоем ферромагнитного
материала. При этом запись производится на обе поверхности
(кроме крайних дисков).
Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что в жестких
дисках работает несколько магнитных головок, собранных в
единый блок. Пакет дисков вращается непрерывно и с большой
скоростью до тех пор, пока компьютер включен. В этом случае
механический контакт головок и дисков недопустим. Каждая
головка "плавает" над поверхностью диска на расстоянии 0,5— 0,13
мкм.
Накопители выпускают несколько десятков компанийпроизводителей. Чтобы обеспечить взаимозаменяемость всех
устройств, разработаны стандарты на их габариты и электрические
характеристики. Последние определяют, например, назначение
проводников, их размещение в разъемах, электрические параметры
сигналов — все это принято называть интерфейсом. Сегодня
наиболее распространенными являются стандарты EIDE и SCSI.
Интерфейс — это совокупность правил взаимодействия
устройств и программ между собой или пользователем и средств,
реализующих это взаимодействие. Понятие интерфейс включает
как аппаратные, так и программные средства. Аппаратный или
интерфейс устройств — это и линии связи между устройствами, и
устройства сопряжения, и способ преобразования передаваемых от
устройства к устройству сигналов. В случае с программными
средствами — это, прежде всего, сами программы, кроме того,
внешний вид программы, включая дизайн (т. е. наличие и
размещение меню, кнопок и т. д.), позволяющий облегчить работу с
данной программой. По способу передачи информации различают
параллельные и последовательные интерфейсы. В параллельном
интерфейсе данные передаются по нескольким идущим
параллельно проводникам одновременно. Как правило, проводников восемь, что соответствует одному байту информации, или
кратно восьми — кратно байту. В IBM-совместимых компьютерах
используется стандартный параллельный интерфейс Centronics
(аппаратно он реализуется в виде разъемов LPT на задней панели
- 46 -
системного блока). В последовательном интерфейсе все биты
каждого байта передаются друг за другом чаще всего по одной
линии. В IBM-совместимых компьютерах обычно используется
стандартный последовательный интерфейс RS-232C (аппаратно он
реализуется в виде разъемов СОМ на задней панели системного
блока). В современных компьютерах все большее распространение
получает последовательный интерфейс USB (Universal Serial Bus),
имеющий большую пропускную способность, чем RS-232C.
Наиболее важной характеристикой любого интерфейса является его
пропускная способность. У параллельного интерфейса пропускная
способность значительно выше, чем у последовательного
интерфейса, при условии идентичности быстродействия приемопередающих цепей и пропускной способности соединительных
линий. Поэтому RS-232C используется в основном для
нетребовательных устройств, например, мыши. Повышать
быстродействие интерфейса за счет увеличения тактовой частоты
практически не имеет смысла, т. к. волновые свойства
используемых кабелей оставляют желать лучшего. В случае с
параллельным интерфейсом ограничивает скорость передачи
следующий фактор: все проводники имеют разброс во времени
прохождения сигналов — от передатчика до приемника сигналы по
разным линиям приходят неравномерно, одни немного раньше, а
другие позже. Для надежной передачи данных электронную схему
обмена создают с учетом возможного разброса времени прохождения сигналов, что является одним из основных факторов,
ограничивающих повышение пропускной способности
параллельного интерфейса.
Для любого интерфейса, физически соединяющего два
устройства, различают три возможных режима работы —
дуплексный, полудуплексный и симплексный. Дуплексный режим
позволяет передавать по одному каналу связи информацию в обоих
направлениях. Полудуплексный режим позволяет передавать
информацию в обе стороны по одному каналу, но только по
очереди: сначала в одну сторону, потом уже в другую.
Полудуплексный интерфейс обязательно имеет схему
переключения направления канала. Симплексный режим
предполагает только одностороннюю передачу информации.
Другим немаловажным параметром любого интерфейса
является допустимое удаление подключаемых устройств. Оно
- 47 -
ограничивается частотными свойствами соединительного кабеля и
помехозащищенностью интерфейса. Интересно то, что приходится учитывать помехи, возникающие от
соседних линий интерфейса (так называемые перекрестные
помехи). Для устранения перекрестных помех в качестве
соединительного кабеля можно использовать витую пару для
каждого из соединений.
Теперь немного о платах расширения. Формы представления
данных, используемых в персональном компьютере, существенно
различаются. Так же как различаются по своим физическим
принципам работы все устройства, подключаемые человеком к
компьютеру (монитор, принтер, клавиатура и т. д.).
По вышеуказанной причине для поддержки взаимодействия
устройств необходимо выполнять преобразование форм
представления информации. Эту задачу осуществляют
специальные устройства, которые обычно называют адаптерами.
Конструктивно они выполняются в виде печатных плат, которые с
одной стороны имеют стандартный разъем для сопряжения с
шиной, а с другой — специфический разъем (или разъемы) для
связи с соответствующим устройством. По мере
совершенствования технологий необходимость в адаптерах
отпадает, потому что часть функций по преобразованию сигналов
берет на себя электронная схема подключаемого устройства, а некоторые функции выполняют компоненты материнской платы. В
виде плат расширения, как правило, выпускают такие устройства,
как видеоплата, платы портов ввода/вывода, сетевые платы,
модемы, звуковые платы и т. п.
Контроллер ввода/вывода представляет собой устройство,
которое обслуживает разнообразные внешние устройства, такие как
принтер, клавиатура, мышь и т. п. Подключение их к системной
шине осуществляется через специальные схемные элементы,
называемые портами. Различают параллельные и последовательные
порты. Параллельный порт позволяет передать за один рабочий
такт, по крайней мере, один байт, поскольку каждому биту выделен
отдельный проводник (контакт), поэтому все составляющие байта
передаются одновременно, параллельно. Последовательный порт
содержит для передачи данных только одну пару проводников, и
потому биты, составляющие сигнал, проходят через порт
последовательно.
- 48 -
Наиболее часто контроллер ввода/вывода способен
обслуживать три параллельных порта (LPT1 ... LPT3) и четыре
последовательных (СОМ1 ... COM4). Для LPT-портов используют
25-контактные разъемы, для СОМ-портов 9- или 25-контактные.
Разъемы выходят на заднюю панель системного блока, и уже к ним
подключаются соединительные кабели внешних устройств. Общее
число разъемов, как правило, меньше числа портов.
Одна из немногих вещей, дошедших до нас в неизменном виде
с начала 80-х годов, когда только стала зарождаться архитектура
IBM-совместимых компьютеров, — это два последовательных
порта. Даже параллельный порт и тот модифицировался,
практически ни на одном из современных PC вы не увидите
"чистого" SPP (Standard Parallel Port) порта — это будет его либо
модификация ЕРР (Enhanced Parallel Port), либо ЕСР (Extended
Capabilities Port). He найдете вы на последних материнских платах
и привычного разъема для клавиатуры — его заменило
компромиссное решение — PS/2-порт. Таким образом,
единственное, что осталось неизменным в течение вот уже почти 20
лет, — это два СОМ-порта на материнской плате.
Наиболее современные интерфейсы, которые должны со
временем полностью заменить старые варианты (СОМ и LPT),
называются USB и FireWire, чтобы не вдаваться в подробности их
функционирования, просто приведем их сравнительные
характеристики (табл. 1.1).
Таблица 1.1. Сравнение современных внешних интерфейсов
Сердцем компьютера является тактовый генератор, который
занимается генерацией специальных импульсов, подаваемых на
предназначенный для этого вход устройства. Даже несмотря на то,
что на электронную схему компьютера будет подаваться все
необходимые напряжения питания, она не будет работать до тех
пор, пока на вход центрального процессора и других компонентов
- 49 -
не начнут подаваться тактирующие импульсы. Иногда их называют
синхроимпульсами, потому что синхронно с ними передаются абсолютно все сигналы, которые только имеются в компьютере.
Всю важность синхронизирующих (тактовых) импульсов
передать в двух словах очень сложно. Они играют главенствующую
роль при согласовании скорости работы различных устройств, что
позволяет организовать совместную работу таких медленных
устройств, как дисковод для гибких дисков, например, с очень
быстрой основной памятью. Основной единицей измерения
скорости работы также является тактовый импульс (например, процесс чтения данных начинается через три такта после запроса или
данные доставляются от одного устройства другому в течение
одного тактового импульса). Синхронизация работы всех устройств
относительно одного общего тактового сигнала позволяет
обеспечить быстрый взаимный доступ. Например, если на вход процессора поступил тактовый импульс, то
можно с уверенностью сказать, что в этот самый момент такой же
импульс поступил на вход основной памяти, что позволяет открыть
канал доступа процессора к памяти. Все сигналы (данных или
адреса) обязательно "привязываются" к тактовым импульсам, что
позволяет синхронизировать моменты "готовности" всех устройств.
Ведь внутреннее устройство всех компонентов отличается друг от
друга так же, как и их технические параметры (электрические,
временные и т. п.). Устройство готово принять или выдать данные
только в том случае, когда его электронная схема не занята
обработкой внутренних служебных сигналов.
Питание для электронных компонентов компьютера
поставляется при помощи соединительных кабелей от блока
питания. Для того чтобы быть уверенным в качестве приходящего
питания, все поступающие на плату напряжения (обычно это +5, —
5, +12 и —12 В) обязательно "фильтруются" при помощи целого
ряда конденсаторов, которые за счет своей емкости сглаживают все
возникающие скачки напряжения.
Сегодня очень модно говорить об уменьшении напряжения
питания процессоров и других устройств, а блоки питания
продолжают выдавать все те же напряжения, что и раньше (сделано
это для совместимости со старым оборудованием). Адаптацией
новых "железок" к суровым условиям стандартизации занимается
так называемый модуль регулятора напряжения, именуемый иначе
- 50 -
как VRM (Voltage Regulator Module). Регулятор предназначен для
формирования нужных напряжений питания процессора, модулей
памяти и микросхем чипсета. Позволяет настраивать материнскую
плату под различные модели процессоров, использующих разное
напряжение питания, а еще используется при разгоне (при
небольшом увеличении напряжения процессоры иногда
разгоняются значительно лучше). Качественные регуляторы
обеспечивают регулировку напряжения в широких пределах (от 1,3
до 3,5 В с шагом 0,1 В), простые же экземпляры, как правило,
имеют более "грубый" шаг, например, 0,5 В. В качестве
дополнительных услуг регулятор VRM предоставляет возможность
обеспечения стабильности рабочих напряжений на плате, чего
может не обеспечивать дешевый блок питания.
Такого краткого описания вполне достаточно, чтобы в общих
чертах передать принцип работы любого компьютера — все
остальные подробности вы найдете далее в этой главе, либо в
главах, посвященных описанию отдельных компонентов ПК.
Чем живет компьютер...
Несмотря на то, что компьютер очень сложен в своем
устройстве, понять его устройство и принцип работы не так уж и
сложно. Главное, не доходить до уровня мистицизма. Компьютер
не способен мыслить и действовать самостоятельно. Все происходящие в нем процессы
описываются в работающих программах, которые написаны такими
же людьми, как и мы. Даже функции жизнеобеспечения
компьютера (регенерация памяти и т. п.) действуют только потому,
что это предусмотрели его разработчики, создав соответствующие
программы обслуживания. Без программы компьютер не умнее
обычного утюга.
Компьютер — это электронная вычислительная машина
(ЭВМ). Это означает, что все узлы компьютера состоят из
электронных компонентов, а не из механических деталей.
Простейшим примером вычислительной машины является
логарифмическая линейка. Сколько поколений ученых и простых
школьников пользовалось преимуществами этой далеко не
электронной штуковины? Немало было изобретено механических
устройств, предназначенных для вычислений. Наиболее
распространенное из них — арифмометр. Но, несмотря на
популярность этих устройств, компьютеры все-таки стали делать на
- 51 -
электронных компонентах. Почему? Проблема в том, что все механические устройства могут вычислять только по заранее
заложенным в них алгоритмам, а формул, по которым производятся
вычисления в разных науках просто бесконечно много.
Представляете, какого размера будет устройство для вычисления,
например, всех формул по школьному курсу физики. Ведь для
каждой формулы должен иметься собственный вычислительный
узел. Теоретически, конечно, можно создать конструкцию вычислительного узла для каждой существующей формулы, но на практике
это нереально. Электронную машину перестроить значительно
легче. Нужно всего лишь задать другую программу.
Идея программирования стара как мир. Давным-давно один
француз, Жозеф Жаккар (1752—1834), придумал использовать в
ткацком станке подобие перфокарты — дощечку с дырочками. Эта
дощечка закладывалась в специальную щель в ткацком станке.
Рычажки, которые попадали в дырочки, двигались свободно, а те,
которые не попадали в них, блокировали рычаги станка. В
результате ткань получалась с узором, заданным расположением
дырочек в дощечке.
Примерно так же работает компьютер: вся информация в нем
представлена в виде "есть дырка", что соответствует логической
единице, либо "нет дырки", что представляет собой логический
ноль. Простейшей единицей информации является так называемый
бит (bit) (от англ. binary digit — двоичная цифра). Иногда бит
сравнивают с лампочкой или выключателем, которые могут быть в
двух состояниях: включено (единица) или выключено (ноль). Как
правило, в компьютере обмен информацией осуществляется не
отдельными битами, а группами по восемь бит, которые
называются байтами.
Вы уже знаете, что ни один процессор, каким бы он мощным
ни был, не сможет работать без программы. То же самое относится
абсолютно ко всем электронным компонентам. Единственная
функция "интеллектуальности",
которую обычно встраивают в любую микросхему, — это
функция поиска программы действий. Абсолютно все процессоры,
используемые в IBM-совместимых компьютерах, при включении
питания начинают поиск столь необходимой им программы в блоке
под названием BIOS. Разработчикам остается только разместить в
нем те программы, которые позволят центральному процессору
- 52 -
сначала разобраться во всех подключенных устройствах, а затем
успешно организовать их совместную работу.
Программы подразделяют на два типа: □ системные; □
прикладные.
Системные программы направлены в основном на облегчение
работы пользователя на персональном компьютере. Например,
программа проверки диска самостоятельно ищет и исправляет
ошибки в каталогах, расположенных на диске, проверяет
достоверность данных о свободном месте на диске и т. д.
Пользователю при этом нет необходимости знать о тонкостях
устройства того же жесткого диска и используемой файловой
системы.
Прикладные программы направлены в основном на
облегчение работы пользователя с различными файлами,
объектами,' устройствами, например, с текстовыми файлами,
принтером или сканером.
В отдельной категории стоит операционная система, которая
выполняет самые разнообразные функции: от системных операций
вроде проверки диска или реестра до прикладных задач вроде
калькулятора, простейшего графического редактора и т. п. В общей
сложности операционная система играет роль своеобразного
буфера между аппаратным обеспечением персонального
компьютера и программами, которые использует пользователь.
Иначе можно сказать, что она представляет собой интерфейс между
"железом" и пользователем.
ГЛАВА 2
Из чего состоит ПК
Наиболее важные показатели любого компьютера — это то,
какие программы он может выполнять, с какой скоростью он это
делает, сколько информации (игр, музыки, видеофильмов) может
разместить в себе, а также какие устройства могут быть
подключены. Все эти характеристики зависят от комплектации
компьютера, например, процессора, оперативной памяти, жесткого
диска и т. д.
Начиная с первых моделей компьютера IBM PC,
предусматривалось использование в основном готовых узлов и
деталей. При этом один компонент ПК подключается к другому,
просто вставляется в разъем или привинчивается. Есть, конечно,
разъемы, с которыми приходится повозиться, но в подавляющем
- 53 -
большинстве все устройства относительно легко можно устанавливать, снимать или заменять.
Персональный компьютер (имеется в виду IBM-совместимый
компьютер) это не единое устройство, он построен по модульному
принципу, что позволяет заменять, устанавливать или удалять
различные его компоненты, не подвергая риску всю систему. При
этом ваши навыки работы с отдельными узлами могут быть
минимальными, а ваши действия с компьютером схожи с игрой с
обычным детским конструктором.
До сегодняшнего дня дошли практически все конструктивные
решения, принятые для первого IBM PC. Мало того, они
практически не изменились и продолжают использоваться в той
"девственной" форме, которую придали им разработчики первых
моделей этого компьютера.
История знает немало примеров, когда название нового
продукта, ставшего популярным, становится нарицательным.
Например, слово "саундбластер" (Sound Blaster) обозначает любую
звуковую плату, несмотря на то, что это всего лишь название одной
из самых первых моделей звуковых плат, выпущенных компанией
Creative Labs.
Самый главный отличительный признак всех IBMсовместимых компьютеров — это использование того или иного
типа корпуса для размещения основных компонентов. От этого
зависит то, какие платы (устройства) могут быть использованы в
данной модели компьютера. В переносных компьютерах,
выполненных в виде небольшого чемоданчика, нельзя
использовать, например, звуковую плату PCI, т. к. она просто не
поместится в корпус. Даже среди настольных компьютеров,
имеющих достаточно большой корпус, существует проблема, когда
в некоторые типы корпусов не входят те или иные полноразмерные
платы расширения, и приходится вновь отправляться в магазин за
новой покупкой.
Итак, мы определили, что системный блок является основным
компонентом любого настольного компьютера. Почему
настольного? Да потому, что сегодня получили достаточно
широкое распространение и другие компьютеры, например, так
называемые ноутбуки (note book) (портативные компьютеры).
Несмотря на то, что они функционально нисколько не уступают
своим настольным аналогам, их высокая стоимость не доступна для
- 54 -
среднего пользователя. К тому же применение других более тонких
технологий для изготовления этих устройств не позволяет
использовать компоненты ноутбука для установки в настольный
компьютер и наоборот. Так что же содержится внутри системного
блока?
В системном блоке размещается так называемая материнская
плата (Motherboard), на которой расположены все основные
компоненты компьютера: процессор, порты ввода/вывода,
оперативная память и т. д., а также щелевые разъемы (слоты) для
подключения практически любых дополнительных устройств,
выполненных в виде плат расширения.
Материнская плата (системная плата) — название происходит
от соответствующих английских слов Motherboard и System Board.
Это самая большая печатная плата в компьютере. На ней
устанавливаются все необходимые для работы компьютера
устройства: центральный процессор, оперативная память,
микросхема BIOS, обслуживающая логика и т. д.
Применительно к материнским платам встречаются такие
понятия, как:
□ форм-фактор, позволяющий ввести различия между
стандартами этого и так уже вдоль и поперек стандартного
компонента компьютера. Наиболее распространены два формфактора — AT и АТХ. Первый вариант постепенно уходит в
прошлое, в то время как второй укрепляет свои позиции на рынке
настольных компьютеров с каждым днем все больше и больше.
Более подробно различия форм-факторов рассмотрены далее;
□ чипсет — представляет собой набор микросхем
составляющих "скелет" материнской платы. Функционально
компоненты, входящие в состав чипсета, представляют собой
единую электронную схему.
Как вы уже поняли, материнская плата является обязательным
компонентом любого компьютера. Все устройства, которые можно
подключить к
компьютеру, соединяются с ним при помощи разъемов,
находящихся на этой плате, — других способов просто нет.
Настройка компонентов материнской платы производится при
помощи перемычек (джамперов) или так называемых DIPпереключателей (DIP Switches). Джамперы (Jumpers) переставляют
с помощью длинного пинцета и только при выключенном
- 55 -
напряжении питания. В противном случае можно запросто
случайно задеть "не те" контакты и привести плату в нерабочее
состояние. Недостаток джамперной технологии — мелкие
перемычки, как правило, черного цвета, плохо заметны, особенно
при слабом освещении, к тому же их небольшой размер требует
поистине хирургической точности при установке. DIPпереключатели на практике значительно удобнее: их намного
лучше видно без дополнительного освещения и нет риска потерять
мелкую перемычку. Кроме того, достаточно тем же пинцетом или
другим узким предметом (отверткой или ручкой) переместить
переключатель в другое положение — и все готово.
Во многих материнских платах применяют и безджамперную
технологию, которая позволяет обойтись без единой перемычки
или переключателя, т. е. все настраивается автоматически. А те
настройки, которые, по мнению производителей, должны быть
доступны пользователю, выполнены в виде опций программы Setup
базовой системы ввода/вывода (BIOS Setup). Хороша технология,
ничего не скажешь! Да вот без недостатков никак не обходится:
если вы умудритесь установить какие-нибудь недопустимые для
вашего "железа" параметры и компьютер перестанет включаться
вообще, то единственным способом спасти своего "электронного
друга" останется аппаратное обнуление CMOS-памяти при помощи
традиционной перемычки.
Внутри системного блока ближе к передней панели имеются
отсеки для установки дисковода для гибких дисков, жесткого
диска, привода CD-ROM и других устройств. В качестве
стандартных размеров для всех внутренних устройств были
приняты размеры применяемых в первых компьютерах дисководов
— 5,25 и 3,5" (знак " означает единицу измерения "дюйм", равный
примерно 2,54 см). Установка "трехдюймовых" устройств в отсек
размером 5,25" возможна, но только при наличии специальной
переходной рамки. Ближе к задней панели расположен отсек, в
котором находится блок питания.
На задней панели системного блока имеются прямоугольные
щелевидные отверстия, обычно прикрытые металлической планкой.
Они предназначены для вывода наружу внешних разъемов,
установленных практически на каждой плате расширения. При
помощи металлической скобы все платы прикручиваются к
системному блоку, что препятствует их самопроизвольному
- 56 -
выпадению из разъемов. Размеры системного блока ограничивают
возможные размеры плат расширения, поэтому на их размер
введены довольно жесткие нормативы.
На передней панели системного блока имеются: кнопка
включения питания POWER, кнопка сброса RESET, иногда еще
одна, например, TURBO или SLEEP.
Существует несколько модификаций системных блоков,
подробно их особенности мы рассмотрим в соответствующей главе.
В настоящее время наиболее распространены две модификации —
Mini-Tower и Midi-Tower. Первая применяется для устаревшего
форм-фактора AT, а вторая для современного продвигаемого всеми
известными производителями форм-фактора АТХ.
Блоки питания всех широко распространенных корпусов
имеют стандартную конструкцию, но в зависимости от размера
корпуса они могут быть рассчитаны на различную мощность и
количество разъемов для питания устройств. На разъемы питания
выводятся стандартные напряжения +5, —5, + 12 и -12 В, которые
используются для большинства устройств: материнской платы,
дисководов, жестких дисков и т. д.
Примечание
Следует отметить, что для питания материнской платы
используются все питающие напряжения, идущие с блока питания:
+5, -5, +12 и -12 В. Питание накопителей осуществляется
отдельными проводами и разъемами с напряжением +5 и +12 В.
Все виды корпусов в принципе являются стандартными, что
позволяет для сборки "конструктора" использовать стандартные
платы и устройства.
Плата расширения (часто говорят карта расширения) —
печатная плата, которая при подключении к определенному
разъему на материнской плате расширяет стандартные
возможности компьютера. Например, звуковая плата добавляет
возможность вывода звука на внешние колонки, а не только на
системный динамик. К платам, играющим роль переходника между
компьютером и подключаемым устройством, применимо еще одно
название — адаптер. То есть электроника платы позволяет
адаптировать компьютер к приему незнакомых сигналов, которые
использует подключаемое устройство. Яркий пример — сетевая
плата.
Форма и размеры плат расширения должны обязательно
- 57 -
соответствовать нижеприведенным конструктивным
характеристикам.
□ Размер печатной платы (длина и высота) должен
соответствовать принятым соглашениям (как правило, стандарты
вводят один или несколько ведущих производителей устройства). В
противном случае пользователь просто не сможет поместить плату
расширения в системном блоке.
Платы расширения, имеющие максимально разрешенный
размер, называют "полноразмерными". Из-за конструктивных
особенностей некоторых моделей материнских плат
"полноразмерные" платы можно установить только, например, в
один слот расширения, а для остальных слотов придется приобретать платы уменьшенного размера. К счастью,
практически все современные платы имеют значительно меньшие
размеры, чем это позволено спецификацией. Это сделано не
столько для удобства пользователя, сколько в целях экономии
материала, из которого изготовлена печатная плата устройства.
Очень важно при этом, чтобы геометрия нижнего края платы как
можно лучше соответствовала выступам на материнской плате
(высокие конденсаторы, радиатор и т. п.).
□ Разъем на печатной плате должен в точности
соответствовать ответному разъему на материнской плате. При
этом учитываются размеры и количество контактов, а также
электрические параметры интерфейса, которые для каждой шины
расширения находятся в строго определенных рамках.
Такой подход позволяет стандартизировать выпускаемые
устройства и повысить их совместимость со стандартом IBM PC.
He зря ведь некоторые специалисты называют этот компьютер
обычным конструктором — все должно отлично подходить друг к
другу, иначе вся затея с открытой архитектурой никому не нужна.
□ Расстояние от края разъема до края материнской платы
жестко фиксировано, что должно учитываться при разработке плат
расширения. Для каждой шины расширения приняты различные
расстояния, чтобы предотвратить случайную установку платы в
неподходящий для нее разъем.
На внешнем крае любой платы расширения имеется
металлическая планка с отогнутым "ушком", в котором
просверлено отверстие. При установке платы это отверстие
совмещается с аналогичным отверстием на корпусе системного
- 58 -
блока, что позволяет закрепить плату при помощи обычного винта
с соответствующей отверстию резьбой. С одной стороны, это
сделано для предотвращения случайного выпадения платы, с
другой — такой способ позволяет свести к минимуму возможность
изъятия устройства при включенном питании.
Внимание!
Взявшись за отвертку, не забудьте о том, что сначала
компьютер следовало бы выключить. Некоторые производители
материнских плат размещают рядом со слотами для установки
модулей памяти светодиод, который позволяет вовремя обнаружить
наличие электропитания на компонентах ПК (во время работы компьютера этот светодиод светится).
Крепежные планки иногда приносят немало хлопот из-за
некоторого разброса их размера. Может получиться так, что разъем
платы полностью вошел в ответный разъем на материнской плате, а
скобка с отверстием никак не хочет плотно прилегать к корпусу
системного блока. В этом случае попытка полностью закрутить
крепежный винт приведет к вытаскиванию противоположного края
платы из разъема. Такую планку придется либо подгибать при
помощи плоскогубцев, придавая при этом правильную форму скобке, либо ограничиться неполным
закручиванием крепежного винта. То есть в такой ситуации
придется действовать, как говорится, "по ситуации".
□ Расстояние между соседними разъемами одной шины также
фиксировано, что предъявляет жесткие требования к высоте
электронных компонентов на плате расширения. Наиболее
наглядно это заметно при установке непредусмотренного
конструкцией вентилятора охлаждения на радиатор видеоплаты —
очень часто при этом становится невозможной установка плат в
близлежащие разъемы.
Такова уж судьба открытой архитектуры IBM-совместимых
компьютеров — отдельные компоненты собираются воедино при
помощи различного типа "быстрых" соединений — разъемы,
защелки и т. п. Производители как будто сговорились и объявили
"войну" паяльнику. Теперь можно забыть про этот
"дореволюционный" инструмент и работать в свое удовольствие
одной отверткой.
Для подключения любых устройств (внутренних или
внешних) к разъемам, расположенным на материнской плате или на
- 59 -
задней панели системного блока, используются соединительные
кабели. Внешне все они похожи на сетевой шнур, подключенный к
тому же компьютеру, но имеют разную толщину и количество
проводников внутри изоляции. А еще они отличаются типами
разъемов, подключенными по краям каждого кабеля.
Для подключения внешних устройств, таких как монитор,
принтер, модем или мышь, обычно используются круглые кабели с
разъемами в виде трапеции с двух- или трехрядным расположением
контактов. Такая форма разъема позволяет подключать устройства
"слепым" методом, когда системный блок повернут к вам лицевой
панелью, а разъем находится на его задней панели.
Для подключения внутренних устройств, таких как жесткий
диск, привод CD-ROM, используются плоские ленточные кабели с
"насажанными" на них плоскими разъемами. Термин "насажанные"
требует отдельного объяснения: контакты разъемов со стороны,
обращенной к кабелю, имеют ножи, подрезающие и смещающие
изоляцию проводников кабеля. Для заделки кабелей в такие
разъемы существуют специальные прессы, но при острой
необходимости можно обойтись подручными средствами —
отверткой, плоскогубцами или еще чем-нибудь.
Плоские разъемы встречаются двух типов:
□ со штырьковыми контактами — они предназначены для
подключения устройств, относящихся к интерфейсу IDE, а также
флоппи-дисководов;
□ со щелевыми контактами — они предназначены для
подключения устройств, ответный разъем которых реализован в
виде контактов, выполненных печатным способом, на краю
печатной платы. Яркий пример — дисковод 5,25".
Все компоненты любой модели IBM-совместимого
компьютера можно подразделить на четыре категории в
зависимости от их предназначения:
□ устройства ввода;
□ вывода;
□ обработки;
□ хранения информации.
Устройства ввода информации — это клавиатура, мышь,
сканер, Web-камера, цифровая фотокамера. Устройства вывода
информации — это монитор, принтер, звуковая плата. Устройство
обработки информации — это центральный процессор, а также
- 60 -
процессоры, размещенные на платах расширения (SCSIконтроллер, звуковая плата и т. п.). Для хранения информации
используются различного рода накопители: со сменными накопителями, а также стационарные, расположенные в системном блоке
постоянно.
Для временного хранения информации, промежуточных
результатов вычислений используются модули оперативной
памяти. Объем этих модулей может изменяться в довольно
широких пределах (для современных модулей от 32 до 512 Мбайт),
что позволяет свободно добавлять или уменьшать общий объем
оперативной памяти компьютера, от чего зависит как скорость
работы операционной системы, так и возможность запуска
разнообразных программ. Например, для комфортной работы в
программе 3ds max требуется как минимум 256 Мбайт памяти,
тогда как для работы в пакете Microsoft Office вполне достаточно
32—64 Мбайт.
Для постоянного хранения информации, программ, игр
используют жесткие диски емкостью от 1 до 80 Гбайт. Конечно,
существуют винчестеры и по 250 Гбайт, но они пока что слишком
дороги для обычного пользователя. Стоимость жестких дисков
емкостью по 20—60 Гбайт сегодня является вполне доступной, что
делает такой объем наиболее популярным.
Для переноса информации (например, документов) с одного
компьютера на другой обычно используются дискеты, имеющие
емкость от 1 до 3 Мбайт, а также компакт-диски емкостью 650—
700 Мбайт. Менее распространены, но все же часто встречаются
специальные дискеты с повышенной емкостью, например, Iomega
ZIP с емкостью каждой от 100 до 250 Мбайт или LS-120 с емкостью
дискет 120 Мбайт. Для каждого типа дискет требуется установка
специального дисковода, совместимого с данным типом дискет.
Все вышеописанные категории устройств выполняются в виде
плат расширения или устройств, устанавливаемых в один из
внутренних отсеков системного блока ПК. Очень важным
моментом является то, что абсолютно все устройства,
подключаемые к компьютеру, обладают совместимостью со
стандартами, принятыми для данного типа устройств, например,
все жесткие диски совместимы с интерфейсом АТА или SCSI. Хотя
в последнее время очень популярными стали так называемые
внешние устройства, кото- 61 -
рые представляют собой те же внутренние устройства, но
только они рассчитаны на подключение к одному из внешних
разъемов (интерфейсов).
Существует миф, что монитор самая главная часть
компьютера, но это неправда. Почему так думают, кстати, очень
многие пользователи? Давайте попробуем разобраться.
□ Когда мы печатаем текст, смотрим фильм или играем, то
используем: клавиатуру, мышь и монитор, на котором
отображаются все наши действия, включая и результат —
набранный текст, фильм или, например, мертвый монстр, когда вы
играете. Системный блок продолжает стоять, занимая место на
столе, и никак в процессе работы (игры) не участвует.
□ Когда нам нужно включить или выключить компьютер,
установить новую игру, мы, конечно, пользуемся кнопками на
системном блоке, но этим его функции и ограничиваются. Он
продолжает стоять, абсолютно никак не влияя на ситуацию: мы
продолжаем работать с клавиатурой, мышью и монитором.
Ни у кого не возникает сомнений, что клавиатура и мышь это
устройства ввода информации. Но то, что основным звеном любого
компьютера является системный блок, а не монитор, сразу
способны понять немногие. В этом нет ничего страшного, и если
вы думали так же, то, прочитав данную книгу, вы сможете понять
истинное назначение всех компонентов вашего компьютера.
ГЛАВА 3
Системный блок
Покупка персонального компьютера обычно начинается с
выбора системного блока, т. к. он в основном определяет как
внешний вид, так и функциональные возможности будущего
компьютера (рис. 3.1).
Рис. 3.1. Внешний вид трех системных блоков
Системный блок необходим компьютеру для того, чтобы
- 62 -
предохранить электронные компоненты ПК от механического
повреждения и создать для них относительно стабильный
температурный режим.
Конструктивно системный блок настольного компьютера
представляет собой прямоугольный металлический корпус (рис.
3.2), в котором размещены все основные узлы персонального
компьютера: материнская плата, блок питания, платы расширения,
дисководы и т. п. Кроме того, обязательными компонентами
любого системного блока являются: системный динамик,
выключатель электропитания POWER, кнопка общего сброса
RESET, индикаторы электропитания, обращения к жесткому диску,
иногда имеются кнопка переключения компьютера в режим
TURBO и индикатор, указывающий на режим работы. На задней
панели системного блока можно увидеть разъемы для подключения
кабеля питания и соединительных кабелей монитора, звуковой
системы и т. д. Металлический корпус системного блока
накрывается крышкой, покрытой слоем изоляционного материала
(как правило, такую роль играет обычная белая эмаль).
Рис. 3.2. Системный блок со снятой крышкой и пластмассовой
передней панелью
Крышка системного блока, как правило, закрепляется
восьмиугольными винтами, которые легко откручиваются
крестообразной отверткой или 6 мм гаечным ключом. Откручивать
следует только те винты, которые находятся по краям системного
блока (именно они и удерживают крышку). В противном случае
блок питания может упасть внутрь корпуса и что-нибудь сломать.
Не стоит использовать электрические отвертки — они так и
стремятся перетянуть винты, после чего открутить их будет
достаточно сложно.
- 63 -
В классическом исполнении крышка выполняется в виде
буквы П. Но в последнее время все чаще стали встречаться корпуса
с раздельными боковыми стенками, при этом верхняя стенка
выполняется несъемной.
Разновидности системных блоков
Системные блоки отличаются друг от друга большим
количеством параметров, но один из основных — это форм-фактор.
Встречаются разновидности AT и АТХ. Они отличаются:
□ блоками питания — форм-фактор AT не поддерживает
стандарт "Расширенное управление питанием", отключить его
можно, лишь прекратив подачу напряжения путем выключения
кнопкой Power. В блоках питания
ATX имеется возможность программного отключения при
помощи управляющего сигнала с материнской платы. При этом на
плату продолжает подаваться определенное "дежурное"
напряжение, которое можно отключить только при помощи
тумблера, расположенного на задней панели системного блока, или
вынув сетевой шнур из розетки. Это необходимо, например, для
поддержки программного включения компьютера при помощи
опций BIOS или клавиатуры;
□ расположением материнской платы — если внутри
системного блока внимательно рассмотреть крепления под
материнскую плату, то можно увидеть, что плата в АТ-корпусах
размещена длинной стороной вниз. В то время как АТХ-плата
обычно имеет форму "стоящего" прямоугольника;
□ расположением разъемов портов ввода/вывода — в
материнских платах АТХ практически все стандартные порты,
такие как LPT, COM, USB и др., запаяны в саму плату, а в
системном блоке имеются специальные вырезы под них.
Системные блоки также различаются габаритами корпуса и
его расположением в пространстве. Наиболее распространены
четыре вида: "башни" (Tower), "полубашни" (Midi-Tower), "минибашни" (Mini-Tower) и "плоские" (Desktop). Они наиболее
распространены среди компьютеров, предназначенных для
самостоятельной сборки, т. к. предоставляют массу возможностей
для удобного и быстрого монтажа.
Примечание
Следует отметить, что кроме этого есть также корпуса BigTower, Super-Big-Tower и FileServer, которые имеют, как правило,
- 64 -
специализированное применение и менее распространены.
Существует еще одна пара типов — LPX и NLX, но они
применяются для сборки так называемых фирменных компьютеров
от известных производителей, к тому же они представляют собой
вместилище для нестандартных на первый взгляд материнских
плат, у которых все слоты расширения и основные разъемы
вынесены на отдельную плату, поставляемую с системным блоком.
Мы их рассматривать не будем, т. к. вы все равно не сможете найти
таких корпусов в свободной продаже.
Все разновидности "башен" отличаются друг от друга
габаритами корпуса, а также количеством свободного места для
дополнительных внутренних устройств и мощностью блока
питания. Конструктивно они очень похожи друг на друга. Их, как
правило, устанавливают на пол или на стол рядом с монитором и
другими устройствами. Материнская плата в них расположена вертикально, а вставленные в нее платы горизонтально.
Плоский системный блок устанавливается на стол наибольшей
гранью и может служить подставкой для монитора, материнская
плата расположена
в нем горизонтально, а вставленные в нее платы вертикально.
С одной стороны, корпуса типа "Desktop" удобнее, чем
разновидности "Tower", например, в них легче производить монтаж
плат и т. п. Но в то же время никто вам не мешает положить
"башню" на бок, тем самым "превратив" ее в обычный плоский
корпус. Поэтому все споры о том, какой тип корпусов все-таки
лучше, не имеют под собой практически никакого смысла — все
дело во вкусе пользователя. Стоит отметить, что в свободной
продаже сегодня в основном встречаются корпуса типа "башня".
Главный недостаток горизонтального расположения системного
блока — это вертикальное расположение жестких дисков, при
котором на их механику, предназначенную, в общем-то, на
горизонтальное положение диска, нагрузка увеличивается во много
раз, что не может положительно сказаться на их долговечности.
Правда, производители в один голос утверждают, что вертикальное
положение нисколько не мешает нормальной работе жесткого
диска и не уменьшает его срока службы, но факт есть факт —
уверенности в этом нет, поэтому стоит все-таки предпочесть
"родное" положение и выбрать вертикальный корпус.
Внимательно изучив прайс-лист какой-нибудь компьютерной
- 65 -
фирмы, можно обратить внимание на то, насколько сильно иногда
отличаются компьютерные корпуса по цене. Это требует
небольшого объяснения. Цена компьютерного корпуса зависит от
нижеприведенных факторов.
□ Качество материала, из которого собран корпус, — к
основным анализируемым параметрам относятся такие, как
толщина металла, качество обработки краев, что должно
препятствовать повреждению пальцев об заусенцы и т. п. Дешевые
корпуса отличаются непрочным каркасом, что можно определить,
когда системный блок еще пустой и стоит без верхней крышки.
Пошатайте его, он будет похож на огромный кусок желе. В дорогих
корпусах применяется более толстое железо, которое ко всему
прочему не так режется при неаккуратном прикасании к торцам
металлических пластин, чего не скажешь о тонком железе, которое
даже при хорошей обработке краев может порезать пальцы.
□ Известность производителя — например, наиболее
качественные корпуса выпускают такие компании, как InWin или
Enlight. Естественно, что такие корпуса будут стоить на порядок
дороже своих "близнецов" от "безымянных" производителей,
которые так любят украшать свою продукцию гордой надписью
"Made in China".
□ Дизайн корпуса — здесь основным правилом будет: на вкус
и цвет товарищей нет, правда, закономерность все-таки
проглядывается. Стандартные грязно-белые цвета оцениваются, как
правило, на порядок меньше, чем яркие и контрастные.
Удачным можно признать дизайн, при котором разъемы для
портов USB, разъемов для микрофона и наушников выведены на
лицевую панель
(рис. 3.3). Особенно это удобно, когда системный блок
устанавливается в специальную нишу компьютерного стола, т. к.
при этом большое количество проводов, подключенных сзади
системного блока, мешают вытаскивать его "на свет божий". А ведь
шина USB как раз предполагает регулярное
включение/выключение устройств даже без перезагрузки компьютера.
- 66 -
Рис. 3.3. Размещение разъемов звуковой платы и шины USB
на лицевой панели
□ Мощность блока питания — очень важный параметр. В
дешевых системных блоках можно встретить низкокачественные и
маломощные блоки питания, которые могут не справиться с
нагрузкой и сгореть или могут вывести из строя некоторые
компоненты компьютера. Тем более что практически все
современные компьютеры на базе процессоров Athlon XP/Pentium 4
предъявляют особые требования к мощности блока питания.
Компоненты системного блока Материнская плата и блок
питания
Классический вариант установки материнской платы в
системный блок АТХ подразумевает такое расположение блока
питания в его верхней части, чтобы при этом поток воздуха от
вентилятора охлаждения был направлен на центральный процессор
и модули оперативной памяти. Первоначально в соответствии со
спецификацией АТХ от вентилятора блока питания требовалось
нагнетать воздух в корпус, однако его компоненты сами достаточно
сильно нагреваются в процессе работы, поэтому процессор
обдувается струей уже горячего воздуха, что не способствует его
эффективному охлаждению. Вследствие чего вентиляторы в блоках
питания АТХ снова стали работать на отсасывание воздуха наружу,
что, при наличии дополнительного нагнетающего вентилятора в
передней части корпуса, обеспечивает сквозной поток воздуха,
"омывающий" практически все компоненты компьютера При всех
своих достоинствах корпуса с верхним расположением блока питания они имеют и недостатки — например, большие габаритные
размеры
особенно в высоту. С целью их уменьшения в некоторых
моделях корпусов "Midi-Tower" блок питания развернули на 90° и
расположили параллельно материнской плате (рис. 3.4). Такое
решение при незначительном увеличении ширины системного
блока позволило резко уменьшить его высоту и, сохраняя
возможность установки трех больших внешних устройств, свойст- 67 -
венную корпусам типа "Midi-Tower", приблизиться к размерам
"Mini-Tower". В этом случае вентилятор блока питания расположен
непосредственно над процессором и процесс отвода горячего
воздуха от кулера охлаждения облегчается. Но и такая система не
обошлась без недостатков: сравнительно небольшой промежуток
между материнской платой и блоком питания, например, не
позволяет установить переходник Slotl/Socket370. Вторым недостатком такого решения является ухудшение общей циркуляции
воздуха в корпусе, т. к. вентилятор блока питания работает в
замкнутом пространстве, отгороженным спереди отсеками для
накопителей и соединительными кабелями, подключенными к ним,
а снизу платой видеоадаптера. Кроме этого, погоня за
уменьшением габаритов корпуса привела к тому, что большинство
корпусов при установке полноразмерных материнских плат АТХ не
позволяют установить накопители в отсеки 5,25". Правда,
большинство современных системных плат укладываются в эти
ограничения, но, тем не менее, владельцам таких корпусов надо
быть внимательными при выборе новой материнской платы.
Рис. 3.4. Системный блок — вид со стороны блока питания
Отсеки для накопителей
Существует два типа форм-фактора устройств, которые
предназначены для установки в отсеках, расположенных в
передней части системного блока (рис. 3.5). Еще во времена самых
первых IBM PC, в корпусе был преду-
- 68 -
Рис. 3.5. Внутренние отсеки для установки накопителей
смотрен отсек для 5,25" накопителя на гибких дисках. Позже
появились более компактные накопители с габаритами 3,5",
образующие вторую группу устройств, для которых предусмотрены
соответствующие посадочные места. Следует иметь в виду, что
реальная ширина 5,25 и 3,5" устройств несколько больше, т. к. их
название исторически обусловлено габаритами 5,25 и 3,5" дискет.
Одни устройства, например флоппи-дисководы, требуют внешнего
доступа, а другие (жесткий диск) нет. Форм-фактор 3,5"
применяется для изготовления магнитооптических и ленточных
накопителей, жестких дисков, дисководов большой емкости LS120, Iomega Zip. Форм-фактор 5,25" используется для таких
устройств, как магнитооптические накопители, жесткие диски,
ленточные накопители, дисководы большой емкости Jazz, приводы
CD-ROM и CD-RW, устройства, предназначенные для мобильного
подключения жестких дисков, — Mobile Rack. При выборе
системного блока обратите внимание на размеры отсеков обоих
размеров, чтобы они позволяли установить все необходимые
устройства. Отсеки для 3,5" устройств с внешним доступом, а их,
чаще всего, бывает один или два, в корпусах типа Desktop
располагаются вертикально, что не всегда удобно. От компьютеров
фирмы Apple в мир IBM PC перешла мода на установку 3,5"
флоппи-дисководов не обычным способом, а используя щель. Это,
может быть, и красиво, но далеко не удобно. Дело в том, что
выталкивающий механизм дисковода не рассчитан на
выбрасывание дискеты на столь большое расстояние, при этом
часто дискету приходится вытаскивать, уцепившись за самый ее
кончик. Отсеки размером 5,25" могут использоваться, например,
для интерфейсных панелей звуковых плат (рис. 3.6), а также
панелей, на которых могут находиться разъемы портов USВ, COM,
- 69 -
IrDA, цифровой жидкокристаллический индикатор, отображающий
ошибки при загрузке, значения напряжений, частоту процессора,
скорости вращения вентиляторов и значения температур и т. п.
Рис. 3.6. Внешний вид панели звуковой платы, которая
предназначена для установки в отсек 5,25"
Примечание
Инфракрасные приемопередатчики — Infrared Data Association
(IrDA) — используются для беспроводного соединения устройств.
Например, некоторые модели принтеров и компьютеры типа
Notebook оборудованы подобными устройствами.
Кнопки управления
На лицевой панели системного блока находится как минимум
две кнопки управления: Power и Reset. Кроме этого может быть еще
несколько кнопок, например, Turbo или Sleep. Следует обратить
внимание на дизайн этих кнопок, для чего приведу несколько
советов, которых можно придерживаться:
□ кнопка Power должна выделяться цветом и размером. Для
корпусов AT лучшим выбором можно считать тумблер, а для АТХ
кнопка должна быть немного утоплена в корпус, чтобы
предотвратить случайное ее нажатие;
□ кнопка Reset должна быть маленькой и обязательно
утопленной, что также позволит предотвратить случайное нажатие.
Вентиляторы охлаждения
Ни для кого не секрет, что почти 50% мощности,
потребляемой компьютерным "железом", выделяется в виде тепла.
Греются практически все компоненты ПК: жесткий диск,
видеоплата, центральный процессор, микросхемы чипсета, да и
блок питания вносит свою лепту в общий тепловой фон. Поэтому
для обеспечения необходимого температурного режима применяют
системы принудительного охлаждения, внутри системного блока
создается воздушный поток, охлаждающий на своем пути все, что
греется. Подсчитано, что стандартный офисный компьютер с
минимальным комплектом плат и блоком питания мощностью 200
Вт позволяет получить тепла до 80 Вт, что объясняет факт особой
- 70 -
излюбленности внутренностей компьютера для насекомых.
В любом даже самом дешевом корпусе имеется хотя бы один
вентилятор, расположенный в блоке питания, он предназначен для
отсасывания горячего воздуха из системного блока. При этом
сквозь щели, например, через приемное отверстие флоппидисковода внутрь засасывается более холодный воздух помещения.
Несмотря на внешнюю простоту устройства вентилятора (рис. 3.7),
его рабочие параметры могут очень сильно отличаться в зависимости, например, от материала корпуса и т. п.
Рис. 3.7. Внешний вид вентилятора охлаждения для блока
питания
При выборе нового вентилятора (дополнительного или для
замены старого) стоит обратить внимание на его характеристики.
□ Материал корпуса и лопастей — наилучший вариант
материала для корпуса вентилятора это алюминий, а для лопастей
пластик достаточно твердый, чтобы нормально работать при
высоких температурах, и довольно пластичный (гибкий), чтобы
оказывать достаточное сопротивление механическим
повреждениям (трещинам, сколам и т. п.).
□ Вес вентилятора — хороший вентилятор должен иметь
ощутимый вес, который придают ему качественные подшипники.
□ Качество внутренней поверхности лопастей — поверхность
должна быть гладкой, чтобы сопротивление воздуху было как
можно меньше, в противном случае вентилятор сам будет выделять
некоторое количество тепла за счет силы трения.
□ Маркировка проводников питания — фирменные
вентиляторы всегда имеют маркировку, указывающую на способ
подключения, тогда как безымянные производители зачастую
стараются "сэкономить" на этом.
□ Шум и вибрация — наилучший вариант, когда слышно
работу вентилятора только при поднесении его к уху, но такие
решения сегодня стоят немалых денег, поэтому придется поискать
компромисс между ценой и уровнем шума. Вибрация вентилятора
- 71 -
просто недопустима, т. к. это говорит о низком качестве сборки
или о том, что вентилятор уже был в эксплуатации длительное
время (помыли, почистили и на прилавок...).
Еще одним немаловажным фактором можно считать выбор
типа подшипника, на котором собран вентилятор. Существует две
разновидности:
О подшипник скольжения;
□ подшипник качения.
Первую разновидность — подшипники скольжения — лучше
всего применять в условиях повышенной или пониженной
влажности. Следует иметь в виду, что при высоких температурах
срок их службы значительно сокращается, зато они, как правило,
обладают относительно невысоким уровнем шума.
Вторую разновидность — подшипники качения — лучше
всего применять в условиях высоких температур, но при этом
готовьтесь к относительно высокому уровню шума.
В Интернете можно встретить рекомендации по
приобретению вентиляторов с торговой маркой Sunon или Nidec, т.
к. эти компании лидируют в области систем охлаждения.
Официальные сайты обеих компаний можно найти по адресам:
http://www.sunon.com.tw/standard.htm, http://www.nidec.com
/fans.html. Несмотря на эти утверждения, существует масса других
производителей, выпускающих неплохие вентиляторы, например,
Matsushita Electric, NMB Technologies, Indek Corporation, Comair
Rotron, Y.S.Tech.
Блок питания
Блок питания (часто обозначается как БП) преобразует
переменный ток сети электропитания (220 В) в постоянный ток
низкого напряжения. Блок питания, как правило, имеет несколько
выходов с разными напряжениями, которые обеспечивают
питанием соответствующие компоненты компьютера. Электронные
схемы блока питания поддерживают эти напряжения стабильными
вне зависимости от колебаний сетевого напряжения в широких пределах (от 180 до 250 В).
При выборе блока питания следует обратить внимание на
следующие параметры:
□ уровень КПД — он должен составлять не менее 65% при
полной нагрузке на всех выходах;
□ диапазон изменения тока нагрузки — должен быть от 10 до
- 72 -
100%;
О уровень шума и пульсаций всех выходных напряжений —
должен быть как можно ниже;
□ уровень электромагнитного излучения — должен быть как
можно ниже; □ качество изоляции выходных напряжений от
электросети;
□ диапазон допустимого напряжения электросети — для
стандарта 220 В может находиться в пределах от 180 до 265 В;
□ рабочий диапазон изменения частоты питающего
напряжения — может быть в пределах от 48 до 63 Гц;
□ диапазон рабочих температур — может быть от 0 до +40°С
при относительной влажности от 10 до 85% без выпадения
конденсата.
От качества блока питания зависит стабильность работы всего
компьютера, т. к. даже самые качественные комплектующие не
способны выдерживать несоответствующие нормативу токи и
напряжения, выгорая при каждом удобном случае.
В свое время встречались такие случаи, когда вместо
нормальных блоков питания АТХ использовались переделанные
AT. Отличить их можно по неправильной работе режима Standby,
точнее, по полной неработоспособности этого режима (включение
или выключение компьютера при помощи клавиатуры). Такие
переделанные блоки питания просто не способны обеспечить
технические режимы, характерные для АТХ-блоков. Отличить
подделку можно после вскрытия блока питания: в настоящем АТХ
должно быть три силовых транзистора, а не два. Из-за этого стали
популярны корпуса с кнопкой отключения питания сзади корпуса.
Она оказалась востребованной, потому что компьютер не мог сам
отключиться.
Устройство блока питания
Любой блок питания (рис. 3.8) состоит из двух
функциональных блоков: сетевого выпрямителя и преобразователя
напряжения. Преобразователь напряжения включает в свою схему
такие блоки, как конвертер и устройство управления. Конвертер, в
свою очередь, состоит из следующих блоков:
□ инвертор — предназначен для преобразования
постоянного выходного напряжения сетевого выпрямителя в
переменное напряжение прямоугольной формы;
- 73 -
Рис. 3.8. Блок питания персонального компьютера с открытым
корпусом
□ силовой трансформатор — обеспечивает гальваническую
развязку электросети с нагрузкой, работает на повышенной частоте
(примерно 60 кГц);
□ высокочастотный LC-фильтр — сглаживает
высокочастотные пульсации напряжения питания.
Устройство управления обеспечивает мощные транзисторы
инвертора импульсами возбуждения изменяемой длительности,
реализуя, таким образом, принцип широтно-импульсного
регулирования и стабилизации выходного напряжения. Кроме того,
оно выполняет функции плавного включения и аварийного
выключения.
Идеальный блок питания должен иметь входные и выходные
фильтры, "запас" по основным электрическим параметрам, но этим
как раз и пользуются производители дешевых блоков питания.
Дело в том, что без этих фильтров схема блока будет работать
вполне достойно, даже при максимальной нагрузке на все
компоненты. Тем более что в общей стоимости купленного
компьютера очень сложно выделить цену отдельных
комплектующих, в частности, системного блока.
Кроме электронной схемы в блоке питания обязательно
имеются: вентилятор охлаждения, сетевой выключатель,
переключатель напряжения электросети (на 220 и ПО В), общий
сетевой разъем, сетевой разъем для подключения монитора, кабели
питания с разъемами для материнской платы и накопителей. Для
подключения к материнской плате обычно используются два 6контактных (Р8 и Р9 в AT) разъема или один 20-контактный (в
АТХ) разъем. Для питания накопителей предназначены 4контактные разъемы (рис. 3.9), которые отличаются по размеру:
Large Style и Small Style. Если разъемов не хватает, можно
- 74 -
использовать специальные Y-разветвители.
Рис. 3.9. Кабели питания для подключения внутренних
накопителей
Блок питания ATX обеспечивает выходные напряжения +3,3
(в блоках питания AT он не использовался), ±5, ±12 В. Кроме того,
в модификации ATX v2.03 для обеспечения повышенных
требований новых процессоров Intel Pentium 4 предусмотрен
дополнительный 4-контактный разъем для подведения к плате
напряжений 5 и 12 В, т. к. основной разъем уже не способен
обеспечить все требования к питанию материнской платы.
В блоках питания АТХ используются специальные
управляющие сигналы POWER ON и 5V Standby. Первый из них
обеспечивает включение системы при помощи, например,
клавиатуры, а второй — позволяет "поддерживать" систему в так
называемом "спящем" режиме.
Рекомендации
по выбору системного блока
Самое главное условие, которое должен выполнять системный
блок, — это обеспечить возможность установки всех используемых
вами компонентов, при этом он также должен снабдить все эти
компоненты необходимым питанием. От этого следует
отталкиваться при выборе системного блока для уже работающей
системы, например, если вы хотите приобрести более качественный
дизайн или более мощный блок питания и т. п. В основном же
критерии выбора могут быть следующими.
□ Количество отсеков для установки внутренних накопителей
— здесь следует вспомнить, что отсеки могут быть рассчитаны на
два форм-фактора устройств: 3,5" и 5.25". Отсеки первого типа
предназначены для установки таких устройств, как флоппи- 75 -
дисковод, Iomega Zip, LS-120, требующих наличия выхода на
лицевую панель корпуса, и жестких дисков, для которых
достаточно места внутри корпуса. Определите, какие устройства
будут установлены у вас на компьютере: например, стандартная
конфигурация предполагает наличие одного флоппи-дисковода и
одного жесткого диска, поэтому для нее вполне достаточно двух
посадочных мест в отсеке и одного "выхода" на лицевую панель
системного блока.
Отсеки для устройств 5,25" предназначены для установки
таких устройств, как приводы CD-ROM (DVD-ROM), Mobile Rack и
т. п. К тому же при помощи специальных салазок (переходников)
можно установить устройства меньшего размера, так что чем
больше будет отсеков, тем лучше.
На некоторых системных блоках встречается вместо одного
3,5" отсека щель, предназначенная для установки флоппидисковода. Такой вариант, конечно, выглядит намного симпатичнее
стандартного отсека, но иногда в дешевых корпусах эта щель
смещена по вертикали, что либо препятствует нормальной
установке дисковода и последующей его работе, либо не оставляет
места для установки под дисковод жесткого диска (фактически
этим "убивается" одно свободное посадочное место).
□ Качество выполнения корпуса — при внешнем осмотре
следует проверить правильность расположения отверстий и отсеков
под платы, накопители, плотность крепления крышек (крышки),
возможность установки большой материнской платы, удобство
доступа к внутренним компонентам, а также жесткость всей
конструкции.
При покупке в первую очередь снимите с системного блока
боковые крышки и легонько нажмите сверху, немного раскачивая
вправо/влево. Если вы почувствуете характерный "дребезг", то
можете сразу "откидывать" этот вариант в сторону и продолжать
выбор среди других моделей. Хороший корпус должен
представлять собой устойчивую несущую конструкцию, а не
"конструктор", который только и держится за счет установленных
компонентов.
В дешевых корпусах заглушки на задней панели блока под
платы расширения и разъемы портов ввода/вывода приходится
выламывать. В лучшем случае имеются отверстия для отвертки, в
противном же случае выламывать приходится руками.
- 76 -
□ Мощность блока питания — она должна составлять как
минимум 230 Вт. Мощный блок питания позволит без особых
проблем установить на компьютер два жестких диска, мощную
видеоплату, привод CD-RW, в общем такие устройства, которые
при включении компьютера потребляют очень большое количество
энергии.
□ Низкий уровень излучения — качественное экранирование
достигается только за счет плотного прилегания крышки
системного блока к металлическому корпусу. Фирменные
системные блоки имеют покрытие внутренней части специальным
материалом (пермаллоем), который практически не пропускает
низкочастотные электромагнитные излучения.
□ Дизайн системного блока — несмотря на субъективность
восприятия, этот параметр важен хотя бы потому, что когда
внешний вид компьютера вам нравится, это создает
положительную рабочую обстановку. Для каждой торговой марки
можно найти приличное количество различных модификаций
корпусов, имеющих практически одинаковые технические
параметры, но отличающиеся по выполнению дизайна.
Наиболее качественные и дорогие системные блоки, как
правило, предоставляют массу различных удобств. Например,
съемные крышки, съемные отсеки под жесткие диски, крепления
блока питания, допускающие его быстрый демонтаж, а также
отсутствие необработанных кромок. Даже если вы не собираетесь
регулярно менять "начинку" компьютера, все равно стоит
предпочесть именно такой корпус, т. к. при этом вы
гарантированно приобретаете жесткую конструкцию, которая при
перемещении блока не будет "хлюпать", что может привести к
частичному выпадению плат расширения из своих разъемов и их
выходу из строя.
Наиболее качественные блоки питания, поддерживающие
современный стандарт ATX v2.03, выпускают нижеприведенные
компании.
□ High Power. http://www.highpowersupply.com/. Выпускает
модели OEM ChiefTec/SuperMicro, Enlight.
□ 3Y Power Technology и Sparkle Power Inc.
http://www.3ypower.com/ и http://www.sparklepower.com/.
Выпускают модели SPI.
□ Min Maw International, http://www.minmaw.com/. Выпускает
- 77 -
модели MMI.
□ Fong Kai Industrial. http://www.fkusa.com/. Выпускает
модели FKI.
□ Sea Sonic Electronic Co Ltd и FSP Group Inc.
http://www.seasonic.com.tw/ и http://www.fspgroup.com/. Выпускают
модели Fortron, PowerMan.
Подобные блоки обязательно имеют хотя бы один сертификат
таких тестовых лабораторий, как UL, CSA, TUV, СВ, СЕ, VDE,
FCC, FTZ, DEMKО, NEMKO, FIMKO & SEMKO.
Соответствующие наклейки должны быть расположены на видном
месте блока питания.
Интересной является продукция швейцарской компании
Microtech, которая производит системные блоки для России на
"Калужском заводе радиооборудования", что немного удивительно.
Придирчивый пользователь теперь не сможет найти при всех своих
усилиях надпись "Made in China" или другую уже привычную и
дорогую сердцу российских пользователей. Продукция этого завода
полностью соответствует европейским и российским стандартам,
имеет санитарно-гигиенические сертификаты и т. д. Официальный
сайт компании находится по адресу: http://www.microtech.ru/.
Блок бесперебойного питания
Блок бесперебойного питания представляет собой устройство,
предназначенное для защиты компьютера от сбоев в электросети,
вплоть до полного пропадания в ней электричества (рис. 3.10).
Чаще всего этот блок называется UPS (читается "УПС") —
Uninterruptible Power Supply — источник бесперебойного питания
(ИБП). Современные мощные блоки UPS даже дают гарантию
защиты от попадания молнии на входные цепи питания.
Существует целый ряд причин, которые могут вызвать
перезагрузку компьютера, либо его зависание.
□ Чрезмерное понижение напряжения ("проседание"
напряжения) — может возникнуть из-за резкого увеличения
нагрузки в электросети, например, после включения мощного
обогревателя, кипятильника, электрочайника, лифта в подъезде и т.
п. Наиболее часто встречающаяся проблема.
□ Высоковольтный импульс — кратковременное очень
сильное увеличение напряжения, может быть связано с близким
грозовым разрядом (молнией) или включением напряжения на
подстанции после аварии.
- 78 -
Рис. 3.10. Внешний вид блока бесперебойного питания UPS
□ "Скачок" напряжения — кратковременное увеличение
напряжения в сети, связанное с отключением мощных
потребителей, например, обогревателя, лифта в подъезде.
□ Отключение напряжения — может быть как
кратковременным, так и длительным, что может являться
следствием аварий, грозовых разрядов и т. п.
□ Нестабильность частоты — обычно является следствием
перегруженности всей энергосистемы города (поселка, деревни).
Само по себе изменение частоты не представляет особой
опасности, т. к. компьютеры оснащены импульсными блоками
питания. С другой стороны, большая часть моделей UPS
воспринимает сильное понижение частоты как пропадание напряжения, и дальнейшая работа осуществляется от встроенных
аккумуляторов.
□ Электромагнитные и радиопомехи — присутствуют в
электросети практически постоянно, т. к. вызываются работой
широкого спектра разнообразных устройств: от электробритвы до
электросварки.
В нескольких словах назначение блока бесперебойного
питания можно описать как защита компьютера от шумов и
импульсов в электросети, а также коррекция сетевого напряжения и
защита от перегрузок. Главной особенностью является то, что они
способны обеспечить компьютер необходимым напряжением
питания даже при полном исчезновении напряжения в электросети.
Мощность блока бесперебойного питания обычно указывается
в вольт-амперах, а мощность нагрузки (компьютера) в ваттах, что
может запутать пользователя при выборе необходимой модели.
Типичная нагрузка — это импульсный блок питания компьютера и
других устройств (например, монитора), коэффициент мощности
которых обычно составляет 0,65—0,7. При выборе блока UPS
следует его мощность в вольт-амперах умножить на КПД блока
питания компьютера, в результате чего получится мощность в
- 79 -
ваттах, на которую рассчитана данная модель.
Для подключения оборудования блоки UPS, как правило,
оснащены стандартными разъемами, но из-за разнообразия
стандартов при выборе не помешает обратить внимание на совместимость имеющихся
кабелей питания с выходными разъемами источника
бесперебойного питания, в противном случае вам придется
дополнительно приобретать различные переходники или другие
кабели.
Устройство и принципы работы UPS
Практически все модели UPS обладают общей структурой:
встроенный аккумулятор, постоянно подзаряжаемый от
электросети, и устройство управления и контроля над напряжением
в электросети.
Аккумулятор (батарея) поддерживает работу подключенного к
нему компьютера в течение некоторого времени, которое зависит
от потребляемой им мощности, номинальной емкости
аккумулятора, его возраста и степени заряда. После того как заряд
аккумулятора исчерпается, схема управления UPS, которая
постоянно следит за степенью разряда, подает команду на отключение подключенного к нему устройства (компьютера). Как
только напряжение в электросети восстанавливается, схема
управления возвращает UPS в режим работы от сети и сразу же
начинает подзарядку аккумулятора.
Несмотря на общее конструктивное исполнение, технические
показатели разных моделей UPS могут сильно отличаться друг от
друга. Например, такие как: время переключения на батареи и
обратно, помехоустойчивость, КПД и, самое главное, цена.
Существует три типа источников бесперебойного питания:
1. Offline UPS — блок бесперебойного питания с
переключением, еще их называют резервными блоками питания. В
режиме работы от сети ("нормальный режим") напряжение от входа
UPS поступает к подключенному компьютеру через фильтры
шумов и импульсов. Часть мощности передается на выпрямитель,
оттуда же получает зарядный ток и батарея. Если напряжение на
входе выходит за допустимые нормы, схема управления
переключается в режим работы от батареи. Инвертор преобразует
постоянное напряжение аккумулятора в переменное, при этом
последний постепенно разряжается. Электронный переключатель
- 80 -
обеспечивает переключение в интервале от 3 до 8 мс. Учитывая,
что почти у всей современной компьютерной аппаратуры блоки
питания импульсные, переключение происходит без прерывания
питания самого компьютера.
Основным недостатком такого решения является неполная
защита от помех в сети. Например, при существенном понижении
или повышении напряжения Offline UPS будет вынужден
переключиться на батарею, что не является разумным выходом из
положения. Кроме того, при большом скачке напряжения возможен
пробой и выход из строя как и самого UPS, так и компьютера.
К достоинству данной реализации UPS можно отнести только
их дешевизну — из-за нее, кстати, в ранних моделях инвертор
выдавал форму напряжения в виде меандра, а не в виде синусоиды
или даже трапеции, что необходимо при питании определенного
вида устройств. Хотя компьютерному блоку питания, в общем-то,
подойдет и меандр.
Представители данного типа: АРС BackUPS, ELTECO ЕМ и
OptiUPS VS.
2. Line Interactive UPS — блок бесперебойного питания,
взаимодействующий с электросетью. Данная схема отличается от
предыдущей схемы наличием специального трансформатора. Часть
мощности при этом расходуется на поддержание батареи в
заряженном состоянии. Система контроля UPS анализирует
входное напряжение, контролирует его форму и амплитуду. Если
напряжение сети становится слишком низким (например, ниже 195
В) или слишком высоким, блок анализа электросети пытается
скорректировать величину напряжения, переключая отводы
автотрансформатора. Кроме того, этот трансформатор сглаживает
скачки напряжения. Таким образом, такой UPS реже переходит на
работу от батарей, тем самым повышая срок их службы. Если
напряжение становится настолько низким, что переключение
отводов уже не помогает, то UPS переключается на работу от
батареи. Если на вход UPS поступает напряжение искаженной
формы, блок анализа электросети также переключает UPS в режим
работы от батареи. Некоторые модели UPS способны корректировать форму напряжения, не переключаясь на работу от
батареи. Если форма напряжения в электросети "неправильная", а
напряжение есть, компьютер от нее отключается. Сама же
электросеть остается под контролем блока анализа сети. Инвертор
- 81 -
поддерживает напряжение на компьютере в течение некоторого
времени, зависящего от заряда аккумуляторов. Если сетевое
напряжение за это время не становится нормальным, после разряда
батареи UPS отключает компьютер.
К наиболее продвинутому типу UPS с трансформатором
относится решение с так называемым феррорезонансным
трансформатором. Он практически идеально защищает от
импульсных помех и во время переключения отдает накопленную
магнитную энергию в нагрузку, снижая общее время переключения
на питание от батарей.
Как правило, все модели Line Interactive UPS оборудованы
достаточно качественными фильтрами от различных импульсных и
радиопомех.
К недостаткам такого решения можно отнести некоторую
зависимость формы выходного напряжения от входного и
отсутствие строгой стабилизации напряжения.
Представители данного типа: все модели АРС (включая
Matrix), кроме BackUPS; NeuHaus Smart-Line, Liebert Corporation
PowerSure, MGE UPS SYSTEM PowerSure и Pulsar EL, ESV+, а
также OptiUPS E/ES, PS/PS RM и ELTECO EM-A.
3. On-Line UPS— этот вид блоков бесперебойного питания
еще называют "UPS с двойным преобразованием энергии".
Отличительная особенность этого вида — наличие мощного
выпрямителя. Он не только занят подзарядкой аккумулятора, но и
является постоянным преобразователем для нагрузки даже в
режиме питания от электросети. При этом в UPS имеется
специальная линия, которая позволяет в случае необходимости
питать нагрузку напрямую от электрической сети в обход блока
питания. Она служит только для тех случаев, когда какой-либо
элемент UPS выходит из строя.
Пока электросеть функционирует нормально, напряжение
питания проходит через выпрямитель UPS, после чего оно,
преобразованное инвертором, поступает на вход компьютера.
Выпрямитель преобразует переменное напряжение электросети в
стабилизированное постоянное напряжение — этот фактор
считается главной отличительной особенностью On-Line UPS. Это
же постоянное напряжение используется для заряда батарей. Если
напряжение в сети выходит за нижнюю границу диапазона входных
напряжений, компьютер начинает питаться от аккумулятора. После
- 82 -
того как напряжение в электросети восстановится до нормальной
величины, выпрямитель опять начинает заряжать батарею и питать
инвертор.
Недостатки On-Line UPS: очень высокая цена, которая гораздо
выше, чем для предыдущих двух типов; выпрямитель, инвертор и
батарея включены постоянно, даже когда качество электропитания
не вызывает нареканий. Таким образом, непрерывно работающая
система двойного преобразования постоянно рассеивает в виде
тепла 20—30% полезной электроэнергии. Тепло, постоянно
выделяемое схемой UPS, негативно сказывается на сроке службы
батареи и других узлов.
Достоинства: практически нулевое время переключения с
электросети на батареи и обратно; строгая стабилизация выходного
напряжения; независимость формы выходного напряжения от
помех на входе; практически полная защита нагрузки.
Представители данного типа: все модели Liebert Corporation
UPStation, MGE UPS SYSTEM Pulsar EX, PowerWare Prestige и
ELTECO PS.
Вне зависимости от принадлежности к тому или иному типу в
обязанности UPS не входит защита электронного оборудования от
пропадания напряжения на протяжении нескольких часов и более.
Если возникают постоянные проблемы с остановкой подачи
электроэнергии более чем на 3—5 часов, то есть смысл обзавестись
дизельным генератором, действительно способным взять на себя
функции электростанции. Основная же прерогатива UPS —
поддержать в течение нескольких десятков минут
работоспособность компьютера в условиях длительного
пропадания электропитания и дать возможность корректно
завершить работу ПК с полным сохранением всех
данных. Прежде чем иссякнет заряд батарей, UPS либо начнет
выдавать звуковой сигнал о необходимости закрытия программ,
либо с помощью имеющегося специального программного
обеспечения и придаваемого управляющего кабеля самостоятельно
произведет аккуратный выход. Конечно, существуют модели UPS,
позволяющие подпитывать компьютер на протяжении 2—3 (а то и
более) часов. Это, в первую очередь, модульные источники
(например, АРС Matrix-UPS), вооруженные дополнительными
блоками батарей. Но, так или иначе — заряд батарей недолговечен.
Такие устройства, как лазерные принтеры или копировальные
- 83 -
аппараты, подключать к выходу UPS не рекомендуется, поскольку
при работе они в отдельные моменты потребляют большую
пиковую мощность, что может привести к перегрузке инвертора и
отключению нагрузки. Поэтому многие производители
устанавливают на выходе ИБП дополнительные розетки,
обеспечивающие защиту только от перенапряжения и помех. В
основном это относится к маломощным устройствам.
Может оказаться полезной и такая функция, как "холодный
старт", т. е. возможность включения подсоединенного к UPS
компьютера в отсутствие напряжения во внешней электросети. Это
бывает необходимо, например, когда нужно срочно принять или
отправить письмо по электронной почте.
Все модели блоков UPS обязательно оснащаются
встроенными функциями тестирования (проверки исправности
внутренних узлов). При этом осуществляется контроль внештатных
ситуаций, таких как возникновение перегрузки или короткого
замыкания, анализируется состояние батарей, степень их разряда, а
также правильность подключения блока UPS. При подаче питания
на UPS автоматически запускается процедура тестирования,
которая затем повторяется через определенные промежутки
времени. Этот процесс можно запустить и вручную, нажав
соответствующую кнопку (правда, если таковая имеется).
В устройствах всех производителей установлены батареи со
сроком службы 3—5 лет по стандарту Euro Bat. Для блоков UPS с
двойным преобразованием напряжения можно установить батареи
с большим сроком службы — 5—8 или 10 лет. Тем не менее,
учитывая качество российских электросетей, нужно быть готовым к
тому, что менять их придется несколько чаще. На сокращение
срока службы батарей влияет также и несоблюдение климатического режима в помещении, где они находятся.
Во многих блоках UPS предусмотрена возможность горячей
замены батарей (без прерывания питания нагрузки). Под этим
понимается, что пользователь сам может купить батареи и заменить
старые. Если вы не исключаете этого, то следует обратить
внимание на наличие в блоке UPS возможности питания нагрузки
отфильтрованным напряжением в обход основной схемы. Переход
в этот режим происходит автоматически при возникновении неисправностей во внутренних узлах или вручную для проведения
обслуживания, например, той же замены аккумуляторов. Эта
- 84 -
функция имеется у всех блоков с двойным преобразованием
напряжения, а также у некоторых линейно-интерактивных
устройств.
Важно учитывать при выборе UPS такие факторы, как
простота их эксплуатации и технического обслуживания. Для
конечного пользователя большое значение имеют средства
индикации состояния батарей и подключенной нагрузки. Самые
простые средства отображения нужной информации -светодиоды,
более информативные — жидкокристаллические дисплеи. Наличие
у блока UPS интерфейсных разъемов позволяет осуществлять
удаленный мониторинг процесса электропитания оборудования,
что также значительно упрощает их техническое обслуживание.
Для этих целей блоки бесперебойного питания оснащаются
разъемом для последовательного интерфейса RS-232C. Стоит также
сказать несколько слов о программном обеспечении, поскольку
наличие у блока UPS интерфейсных разъемов само по себе ничего
не дает. Кроме предоставления пользователю информации о
состоянии аккумуляторов и подключенной к нему нагрузки
(компьютера), специально разрабатываемое программное
обеспечение позволяет управлять настройками системы.
Производители UPS
□ АРС (American Power Conversion). Серии SmartUPS,
BackUPS, Matrix, Symmetra;
□ NeuHaus Distributor Group. Серия SmartLine;
□ Liebert Corporation. Серии PowerSure, UPStation; □ MGE
(Merlin Gering). Серия Pulsar;
□ PowerWare. Серия PowerWare Prestige;
□ ELTECO. Серии EM, PS, EM-A;
□ OptiUPS. Серии VS, E/ES, PS/PS-RM.
Сетевые фильтры
Сетевые фильтры, они же "пилоты", служат для защиты от
электромагнитных помех и повышения качества электрического
сигнала, что способствует продлению срока службы компонентов
компьютера, в первую очередь, блока питания.
Применение сетевого фильтра позволит вам избежать
щелчков в динамика) звуковых колонок в момент
включения/отключения холодильника и т. п.
Проблемы,
характерные для компьютерных корпусов
- 85 -
Компьютерный корпус как устройство обычно предоставляет
меньше всего хлопот по сравнению со всеми остальными
компонентами компьютера. Блоки питания "горят" чрезвычайно
редко, т. к. в них нет особенно чувствительных к перепадам
напряжения элементов.
Основные проблемы, которые можно смело связать с
компьютерным корпусом, можно отразить в следующем списке:
О компьютер не включается, вентилятор в блоке питания не
крутится, не слышно, чтобы начал свою работу жесткий диск;
□ компьютер после нескольких часов работы начинает
"зависать", помогает только отключение на некоторое время;
□ компьютер после "зависания" не удается выключить при
помощи кнопки Power, помогает только выдергивание сетевой
вилки из розетки и т. д.
ГЛАВА 4
Клавиатура
Клавиатура является наиболее важным устройством ввода
информации, которое смог придумать человек. Несмотря на то, что
создано множество альтернативных устройств, например мышь,
сканер, микрофон, фотокамера, клавиатура остается единственным
универсальным средством ввода практически любой информации.
Объясняется данный факт просто — еще на первом компьютере
IBM PC клавиатура выполняла те же функции, что и сегодня,
поэтому все разработчики программного обеспечения в своих программах обязательно предусматривают возможность не только
ввода информации с помощью клавиатуры, но и управления всеми
протекающими процессами. Понятие "горячая клавиша"
укоренилось именно благодаря всесторонней поддержке
клавиатуры со стороны не только программ, но и самой
распространенной операционной системы Windows.
Примечание
"Горячие клавиши" (hot keys) или иначе клавиши быстрого
вызова — это клавиши, одновременное нажатие на которые сразу
же вызывает определенные действия программы.
Компьютерная клавиатура своим происхождением обязана
обычной пишущей машинке. Именно поэтому клавиши на ней
расположены соответственно раскладке QWERTY (ЙЦУКЕН). Это
сделано для того, чтобы облегчить переход пользователей с
обычной печатной машинки на компьютерную клавиатуру. Таким
- 86 -
образом, те, кто научился печатать на машинке, теперь без особого
труда могут набирать тексты на клавиатуре. Компьютер намного
сложнее устроен, чем пишущая машинка, поэтому и количество
клавиш на них различно. На компьютерной клавиатуре имеется
около двух десятков дополнительных клавиш, которых нет ни у
одной машинки. Это такие клавиши, как <F1>, <F2>, ..., <F12>,
<Alt>, <Ctrl>, дополнительная цифровая клавиатура и т. д. Еще
одна тенденция: у современных ПК клавиатура имеет большее количество клавиш, чем клавиатура
более ранних
моделей.
Дополнительные клавиши на компьютерной клавиатуре
предоставляют пользователю возможность выполнения некоторых
управляющих функций. К этому разряду клавиш относятся:
□ клавиши управления курсором — стрелки вверх <Т>, вниз
<■!>, влево <<-> и вправо <->>;
□ переход на страницу вперед <Page Up> (или <PgUp>) и
назад <Page Down> (или <PgDn>);
О в начало <Ноmе> и конец <End> текста;
□ клавиши удаления <Delete> или <Del> и вставки <Insert>
или <Ins>;
□ две клавиши управления <Ctrl> и две специальные клавиши
<Alt>.
Клавиши <Ctrl> и <Alt> используются в сочетании с другими,
нажимаемыми одновременно с ними клавишами, чтобы изменить
значение нажатия клавиш. Кроме того, на всех современных
клавиатурах имеется клавиша, на которой нанесен логотип
Windows, зарегистрированный в качестве торговой марки. При
нажатии такой клавиши автоматически открывается меню Пуск
операционной системы Windows.
Еще одно отличие компьютерной клавиатуры от пишущей
машинки: наличие дополнительных цифровых клавиш,
расположенных справа от основных клавиш. Для чего это нужно?
Компьютер очень часто используется для ввода большого
количества цифровых данных (например, в бухгалтерии), поэтому,
по мнению разработчиков дизайна, расположенные в стороне от остальных цифровые клавиши должны упростить ввод больших
цифровых массивов. На практике это вполне оправдано —
передвигать пальцами удается намного быстрее, чем всей кистью
- 87 -
сразу. Это позволяет ускорить ввод цифровых данных в несколько
раз.
Распространено два типа раскладки клавиатуры:
□ машинописная;
□ Windows.
Машинописная, еще ее называют "неправильная" раскладка, в
точности повторяет раскладку печатной машинки. Ее можно
распознать по расположению буквы Ё в нижнем правом углу.
Кроме того, точка с запятой вынесена на верхний ряд.
Раскладка Windows ("правильная") впервые появилась в
операционной системе с одноименным названием. В нее были
внесены небольшие, но эффективные усовершенствования.
Например, почти неиспользуемая буква Ё была перенесена в
далекий угол, а на ее место поместили клавишу с часто
применяемыми знаками: точкой и запятой.
Устройство и принципы работы
Клавиатура настольного компьютера представляет собой
отдельный конструктивный блок. У портативных ПК (ноутбуков)
клавиатура входит в состав корпуса, а число клавиш на ней
значительно меньше, чем у настольного ПК (рис. 4.1).
Рис. 4.1. Внешний вид классической прямоугольной
клавиатуры
Наиболее распространенный стандарт клавиатуры — это
клавиатуры, имеющие 101 — 103 клавиши, размещенные по
стандарту "QWERTY". Все различия сводятся к незначительным
вариациям расположения и формы некоторых служебных клавиш, а
также особенностям, которые обусловлены используемым языком
(так, например, предназначенные для российского рынка
клавиатуры имеют на буквенных клавишах двойную маркировку —
латиницей и кириллицей).
- 88 -
Рис. 4.2. Мультимедийная клавиатура с целым рядом
дополнительных клавиш
Встречаются так называемые мультимедийные клавиатуры
(рис. 4.2), имеющие на "борту" дополнительные клавиши для
быстрого запуска программ, регулировки громкости звука,
управление приводом CD-ROM и т. п. К таким клавишам можно
отнести, например, следующие:
□ <WWW> — запускает браузер (browser) Интернета или
иначе Web-браузер;
□ <Shortcut> — открывает наиболее используемые
документы/программы;
□ <Му Favorite> — запускает Web-браузер и открывает меню
My Favorite menu (Избранное);
□ <WWW Search> — запускает Web-браузер и открывает окно
поиска (адрес поисковой системы настраивается при помощи
драйверов);
□ <Volume Down> — уменьшает громкость;
□ <Volume Up> — увеличивает громкость;
□ <Mute> — включает/выключает звук;
□ <Prevision/F.B.> — перемотка звукового трека назад при
удержании клавиши и переход на один трек назад при одном
нажатии;
□ <Play/Pause> — запускает на воспроизведение трек (или
файл) либо приостанавливает его;
□ <Stop> — останавливает проигрывание (воспроизведение);
□ <Next/F.F.> — выполняет переход к следующему треку при
одном нажатии, при удержании осуществляет перемотку вперед;
□ <Eject> — выдвигает приемный лоток накопителя на
компакт-дисках;
□ <Power Off> — выключает систему;
□ <Sleep> — приостанавливает работу системы, переводит ее
- 89 -
в состояние
"сна";
□ <Wake Up> — "пробуждает" систему.
Клавиатура подключается к системному блоку при помощи
разъема типа AT, PS/2 или USB (рис. 4.3). Длина кабеля обычно
составляет от 1 до 1,5 м. В последнее время становятся
популярными беспроводные клавиатуры, использующие
инфракрасную связь или радиоволны.
Рис. 4.3. Клавиатура подключается при помощи кабеля к
одному из интерфейсов ПК
Преимущество беспроводной связи налицо: отсутствует
привязанность (в прямом и переносном смысле) к системному
блоку, что позволяет размещать клавиатуру в любом удобном месте
(рис. 4.4).
Рис. 4.4. Комплект беспроводной клавиатуры
Инфракрасная связь имеет свои преимущества и недостатки. К
первым относятся большой радиус действия и невысокая цена, ко
вторым — необходимость прямого визуального контакта с
приемником (как с телевизионными пультами), а также наличие у
каждого производителя собственного протокола передачи, из-за
чего все модели беспроводных клавиатур могут работать только с
"родными" приемниками.
Радиосвязь имеет больше преимуществ, чем "оптика".
Наиболее важное отличие — отсутствие необходимости
визуального контакта с приемником, поэтому приемник может
- 90 -
находиться под столом или даже в самом системном блоке. Такие
клавиатуры значительно более дорогие, чем их оптические аналоги.
Недостатком беспроводной связи можно считать
необходимость автономного питания от батареек или
аккумуляторов, которые, как известно, выходят из строя в самый
неподходящий момент. Беспроводный канал накладывает
серьезные ограничения на скорость передачи данных, поэтому от
таких устройств не стоит ждать хорошей реакции на ваши
действия.
Разъем AT представляет собой толстый круглый 5-контактный
разъем, который всем знаком еще со времен старой звуковой
аппаратуры, где он применялся для передачи звукового сигнала.
Используется он в компьютерах форм-фактора AT.
Разъем PS/2 представляет собой тонкий круглый 6контактный разъем. Такой же разъем применяется для
подключения мыши, поэтому для них применяется разная цветовая
маркировка: фиолетовый цвет для клавиатуры и зеленый цвет для
мыши.
По технологии изготовления клавиатуры делятся на два типа
— механические и пленочные (мембранные). Механические
клавиатуры традиционно считаются более долговечными, они
рассчитаны более чем на 50 млн. нажатий. В этих клавиатурах
используются достаточно долговечные и несильно
протирающиеся металлические контакты, размещающиеся на
специальной печатной плате. Там же расположен и контроллер.
Печатная плата плотно прикреплена к крышке большим
количеством винтов. На контактные площадки нанесен слой
проводящей резины, а над ними располагаются резиновые купола.
В верхней части купола находится резиновая проводящая шайба.
При нажатии на клавишу шайба замыкает площадки, а купол заменяет ранее использовавшиеся пружины. Недостатками
механических клавиатур являются их дороговизна и так
называемый дребезг контактов, который происходит в результате
многократного замыкания и размыкания контакта клавиши.
Устраняется влияние дребезга контактов с помощью временных
задержек, которые задает электронная схема клавиатуры (микроконтроллер) до момента фиксации состояния нажатия клавиши.
Но при неудачном, излишне длительном нажатии на клавишу,
может получиться так, что соответствующий клавише символ
- 91 -
отобразится на экране несколько раз. Впрочем, в BIOS Setup
имеются специальные параметры, с помощью которых можно
устранить и этот недостаток, подстроив работу клавиатуры под
индивидуальные особенности пользователя. Еще один серьезный
недостаток — отсутствие герметичности. Существуют, правда,
защищенные модели, но они стоят намного дороже, чем
классические, которые сами по себе не так дешевы.
Пленочные образцы состоят из трех мембран, сложенных
бутербродом. На две крайние мембраны нанесен сложный рисунок,
образующий собой контактные площадки (менее долговечные, чем
на печатной плате механических клавиатур). Средняя пленка
является слоем диэлектрика с отверстиями напротив площадок.
При нажатии на клавишу мембраны продавливаются, и площадки
замыкают электрическую цепь. При кажущейся простоте замысла
успех его воплощения зависит от многих условий. Мембраны
должны идеально ложиться друг на друга, без натяжки, смещения и
пузырей (ведь они имеют внушительный размер и ни на что внутри
корпуса не опираются), годами сохраняя упругость и эластичность.
Нельзя допускать, чтобы тончайший алюминиевый слой
контактных площадок рвался и покрывался трещинами. Площадки
и контакты краевого разъема, который просто приложен к
микроконтроллеру, не должны окисляться. Сопротивление дорожек
не нулевое, оно может быть очень "приличным", но обязано не
превышать известного предела, потому что иначе дальние от
контроллера клавиши будут прожиматься только с изрядным
усилием. Но, если сопротивление дорожек мало, либо между ними
возникают мостики вследствие первоначальных технологических
дефектов, при нажатии на клавишу будут выскакивать сразу
несколько букв. В связи со всеми вышеизложенными
подробностями становится вполне понятно, почему несколько лет
назад эту технологию никто всерьез не принимал, и пленочные
клавиатуры были представлены только дешевыми образцами
сомнительного качества. Сейчас же абсолютное большинство
выпускаемых клавиатур стало пленочным. На данный момент они
считаются более популярными и, что должно особенно подкупать
любителей выпить кофе, сидя за компьютером, легко
отмываются. Между клавишами и пленкой у большинства
пленочных клавиатур расположена резиновая прокладка, которая
при разборке отделяется вместе с клавишами.
- 92 -
В настоящее время преимущественно используются клавиши
со щелчком. При нажатии клавиши на такой клавиатуре
механическое сопротивление клавиши тем больше, чем глубже она
нажимается. Для преодоления этого сопротивления нужно
затратить определенную силу, после чего клавиша идет очень
легко. Таким образом обеспечивается однозначный контакт.
Прежний тип клавиш не позволял достичь хорошей обратной связи
с пользователем, т. к. "механика" клавиатуры была другой
(использовался метод изменения емкости между контактами).
Внутренняя схема клавиатуры обрабатывает сигналы,
поступающие на нее после нажатия любой клавиши, и преобразует
их в последовательность кодов, которые по разъему передаются
компьютеру на обработку. Каждая клавиша генерирует уникальный
код, при этом отдельный код передается как при нажатии клавиши,
так и при отпускании. Благодаря этому можно зарегистрировать
комбинации клавиш (например, <Ctrl> и <А>). Центральный
процессор преобразует поступающие коды согласно таблице
кодировки, расположенной в памяти компьютера, и выводит на
экран монитора соответствующие символы.
Разработчиками постоянно ведутся исследования над
улучшением эргономических показателей клавиатуры, что
сказывается на ее внешнем виде и конструкции. Так для обычных
клавиатур используется специальная подставка под запястья,
которая предназначена для того, чтобы во время работы с
клавиатурой руки не повисали в воздухе, а свободно лежали.
Иногда клавиатуре и клавишам придают не плоскую форму, а
форму отрезка цилиндра, причем клавиши расположены на
вогнутой ее части. Благодаря этой форме сокращается количество
движений, необходимых для нажатия клавиш. Подобными
клавиатурами оснащены компьютеры компании Hewlett-Packard. В
свободной продаже такую клавиатуру найти очень сложно.
Особенно распространены нижеприведенные разновидности
нестандартных клавиатур.
□ Клавиатура Microsoft Natural. На этой клавиатуре клавиши
расположены с разворотом на 120 градусов. Именно этот разворот
позволяет не изгибать запястья на 15 градусов при работе на
клавиатуре десятипальцевым методом. Изгиб на дополнительной
цифровой клавиатуре позволяет использовать ее клавиши простым
поворотом руки в локте. По сравнению с обычной клавиатурой
- 93 -
Microsoft Natural имеет форму змейки и занимает больше места на
рабочем столе (рис. 4.5).
□ Складная клавиатура. От обычной клавиатуры она
отличается тем, что состоит из трех независимых модулей,
скрепленных шарнирами. Каждый модуль спроектирован так, что
все клавиши на нем можно нажимать одной рукой. Шарниры позволяют изменять положение модулей
относительно друг друга. При этом модули можно перемещать не
только в двух, но и в трех измерениях. Эта клавиатура еще более
эргономична, чем клавиатура Microsoft Natural. Она позволяет
менять положение модулей, когда руки устали и требуется смена
положения кистей (рис. 4.6).
Рис. 4.5. Внешний вид клавиатуры Microsoft Natural
Рис. 4.6. Внешний вид складной клавиатуры
Рекомендации по выбору клавиатуры
Клавиатура является одним из важнейших устройств,
определяющих условия комфортабельной работы на компьютере.
Главным элементом в клавиатуре являются клавиши. При покупке
клавиатуры следует тщательно опробовать их работу, чтобы
определить, удовлетворяет ли "механика" клавиатуры вашим
индивидуальным требованиям. Практически неважно, какие
материалы используются для корпуса клавиатуры и клавиш. Это
может быть как пластмасса, так и металл. Цвет и другие аспекты с
функциональной точки зрения не так важны, как используемая
механика клавиатуры.
Стоит обратить внимание, что 90% от всех клавиатур
выполняется в традиционном прямоугольном дизайне. Поэтому при
- 94 -
повышенных требованиях к дизайну заставят вас обойти немало
компьютерных магазинов.
Наиболее оптимальным выбором считается клавиатура
имеющая: длинную клавишу <Backspace>, Г-образную клавишу
<Enter>, длинные клавиши <Shift> и <Space>, русские буквы
красного цвета, латинские буквы черного цвета (рис. 4.7).
Рис. 4.7. Внешний вид оптимальной клавиатуры
Производители клавиатур
□ Access Keyboards — http://www.accesskb.demon.co.uk/
□ Acer America — http://www.acer.com/
□ Advanced Input Devices — http://www.advanced-input.com/
□ Alps Electric USA — http://www.alpsusa.com/
□ BTC — http://www.behavior.com/
□ Casco Products Inc. — http://www.casco.com/
□ Cedeq — http://www.cedeq.com/
□ Cherry — http://www.ndustry.net/c/mn/03v33
□ Chicony — http://www.chicony.com/
□ Focus Electronic Co., Ltd — http://www.focustaipei.com/
□ Foldable — http://www.foldable.com/ □ Genius —
http://www.genius.com/
□ Genovation, Inc. — http://www.genovation.com/
□ InterFatron-BBC, Ltd — http://www.ifbbc.com/
□ Keytronic — http://www.keytronic.com/
□ Kinesis — http://www.kinesis.com/
□ Laube Technology — http://laube.com/
□ Luminescent Systems Inc. — http://www.lumsys.com/
□ Microsoft — http://www.microsoft.com/
□ Mitsumi — http://www.mitsumi.com/
□ NMB Technologies — http://www.nmbtech.com/
□ Paneltec Inc. — http://www.paneltec.com/
□ Sejin America — http://www.sejin.com/
□ Suh — http://www.suhkeyboard.com/
Проблемы, характерные для клавиатур
Основные проблемы, возникающие при поломке клавиатуры,
это — невозможность загрузки компьютера, залипание клавиш
- 95 -
(компьютер постоянно пищит) или, наоборот, полная
неработоспособность некоторых клавиш. Какой бы ни была
неисправность, она не позволяет работать на компьютере, т. к.
клавиатура является самым основным средством ввода.
ГЛАВА 5
Мышь
и другие манипуляторы
Понятие "компьютерная мышь" в мире персональных
компьютеров появилось очень давно. Первая простейшая мышь
появилась у IBM-совместимых компьютеров в 1983 году. Многих
начинающих пользователей немного смущает название — мышь,
но этому есть объяснение. Первые манипуляторы выполнялись
обязательно из светло-серого пластика (вспомните цвет шкурки
этих милых грызунов), от корпуса к системному блоку тянется
длинный провод-хвост, а кнопки, расположенные по бокам
корпуса, напоминают некоторым фантазерам глаза. Да и принцип
перемещения — вперед-назад, влево-вправо по коврику —
напоминает поведение грызуна.
Для чего нужна мышь? Только использование такого
манипулятора, как мышь, позволило разработчикам программного
обеспечения создать интуитивно-понятный интерфейс программ.
Исключительно благодаря этому свойству мыши на компьютере
достаточно просто работать даже малоопытному пользователю.
Ему достаточно указать курсором в нужное место экрана и нажать
одну из кнопок мыши. Для овладения простейшими навыками
работы на компьютере вполне достаточно уметь читать, т. е., если
вы закончили хотя бы три класса школы, вы уже почти преуспели в
изучении основ работы на ПК.
Первые компьютеры IBM PC были оснащены только одним
устройством управления и ввода информации — клавиатурой.
Этого было вполне достаточно. Клавиш хватало не только для
ввода текстов, но и для организации управления в программах или
играх. Наличие функциональных клавиш, клавиш <Аlt> и <Ctrl>,
расширяющих возможности стандартной клавиатуры, — все это
определяло долгую жизнь клавиатуры в роли исключительного
монополиста. Появление манипулятора "мышь" было встречено с
изрядной долей скептицизма, часто появлялись прогнозы быстрого
"отмирания" этого вида устройств. Судьбу мышей определили в
первую очередь игры.
- 96 -
Разработчики игровых программ первые заметили
преимущество управления героями сюжета именно таким
манипулятором, а пользователи оценили эти нововведения.
Скорость перемещения курсора важна практически во всех типах
игр. О более или менее официальных результатах история умалчивает, посему остановимся на этом.
Отношение пользователей к мышам в корне изменилось с
появлением операционной системы Windows. Ее графический
интерфейс позволял использовать все самые лучшие качества
мыши: управление одной или двумя кнопками, быстрое
перемещение по пунктам различных меню и т. п. Сегодня без
помощи мыши в Windows могут работать лишь опытные пользователи, а начинающим остается только "глотать слюни" и мечтать о
том, чтобы научиться хотя бы запускать программы при помощи
клавиатуры. В принципе, любой пользователь может овладеть
техникой "горячих клавиш", предназначенных для работы без
дополнительных средств управления, но при этом теряются все
преимущества графической оболочки Windows, позволяющей
интуитивно угадывать правильные действия, но только при помощи мыши.
Кратко принцип работы мыши можно описать так. Во время
работы компьютера на экран монитора выводится указатель —
курсор (мигающая черточка, стрелка и т. п.), который играет
важную роль в организации диалога пользователя и компьютера.
Этот курсор отмечает место на экране, где будет отображен
очередной введенный символ, указывает на программное окно,
которое нужно активизировать, и т. д. Пользователь может
передвигать курсор в нужное место, используя клавиши управления
курсором, в частности клавиши со стрелками. Однако это не всегда
удобно, а если задействована графическая операционная среда,
характерная для Windows, то это становится крайне неудобным. В
этом случае на помощь приходят различные манипуляторы,
которые представляют собой устройства для управления курсором
и подачи определенного набора команд. Наиболее удачными оказались манипуляторы "мышь" и "трекбол" (правда, второй вариант
распространен намного меньше).
Как уже говорилось, впервые манипулятор "мышь" появился у
компьютеров IBM PC в начале 80-х годов. С тех пор прошло
немало времени, много чего было выдумано нового и вспомнено
- 97 -
старого, но функциональное исполнение мыши осталось прежним.
Как и у первых моделей, физическое перемещение корпуса мыши
по столу (лучше коврику) преобразуется в электрические
импульсы, управляющие курсором. Левая кнопка мыши по
действию аналогична нажатию клавиши <Enter> на клавиатуре, а
правая — аналогичная клавише <Esc> или <Ins>. В операционной
системе правая кнопка мыши используется для вызова
выпадающего контекстного меню. Несмотря на столь скромный
ассортимент функций, мышь является неотъемлемой частью
любого современного компьютера.
Разновидности мышей
Вот уже больше 10 лет практически все персональные
компьютеры (по крайней мере, IBM-совместимые) обязательно
оснащаются манипулятором "мышь". За период своего
существования мышь очень сильно изменилась. Из "коробки",
обладающей приличной массой, угловатым корпусом и кнопками,
сильно напоминающими выключатель освещения, этот
манипулятор превратился во вполне приличного "зверька" с
обтекаемым корпусом, относительно небольшой массой и кучей
"прибамбасов" в виде колеса прокрутки, оптической связи с
компьютером и т. д.
В результате эволюции было изобретено немало хорошего.
Что-то сразу же прижилось и используется по сей день, а что-то, в
основном из-за своей дороговизны, так и не получило большого
распространения. Но, несмотря на это отступление, в продаже
можно встретить практически все технические новинки, которые
были разработаны. Так что перед пользователем стоит проблема —
что же выбрать, какая мышь будет удобнее в работе или игре,
сколько такая мышь прослужит? Все-таки не зря целое поколение
дизайнеров трудилось над созданием идеального образа мыши: на
компьютерном рынке сегодня представлено очень большое
количество моделей, отличающихся не только внешним видом, но
и устройством.
Для того чтобы было проще разобраться во всем разнообразии
моделей, требуется ввести некоторую систему, при помощи
которой можно было бы отнести конкретную мышь к одной из
имеющихся категорий. Проведем их систематизацию. Прежде всего
современные мыши можно подразделить на две категории:
□ оптико-механические; □ оптические.
- 98 -
Первая категория мышей — оптико-механические — можно
сказать, самые обычные мыши, к которым мы все давно привыкли
(рис. 5.1). В днище такой мыши находится шарик, при вращении
которого его движение передается двум расположенным под углом
в 90 градусов пластмассовым роликам. Эти ролики в свою очередь
вращают соответственно два небольших диска с прорезями, жестко
закрепленными с роликами. С помощью оптических излучателей и
приемников, расположенных по обе стороны дисков, а также
посредством специальной электронной схемы, вырабатываются
электрические импульсы, которые передаются в системный блок и,
в конечном счете, управляют курсором. Это самая дешевая из
имеющихся категорий, но и долговечность таких мышей невелика.
Вращающийся в корпусе мыши шарик так и стремится собрать на
себя всю пыль, которая попадается на его пути. В результате
поверхность шарика и роликов как бы засаливается и курсор при
движении начинает дрожать, а то и вообще перестает двигаться,
несмотря на то, что шарик крутится.
Рис. 5.1. Внешний вид манипулятора "мышь"
Основные характеристики оптико-механических мышей:
□ низкая цена, но невысокая долговечность — при
интенсивной работе выходят из строя кнопки мыши, кроме того,
требуется регулярная чистка шарика и примыкающих к нему
роликов;
□ очень большой выбор моделей — все-таки времени с
момента появления первой модели прошло очень много;
□ нетребовательность к качеству коврика — можно обойтись
вообще без коврика, но при этом скорость загрязнения шарика
увеличивается в несколько раз;
□ низкая частота опроса состояния — плавность
перемещения курсора среднего качества и изменяется только в
небольших пределах, что, как правило, не удовлетворяет
требовательных пользователей.
Вторая категория — это оптические мыши. Эта разновидность
мышей обходится без механических частей, всем заведует оптика
- 99 -
(рис. 5.2). По сравнению с оптико-механическими мышами эта
разновидность имеет повышенную износоустойчивость.
Технология создания манипулятора без механических частей
довольно новая, поэтому достаточно совершенные модели стали
появляться только в последнее время.
Рис. 5.2. Оптическая мышь — вид снизу
Основные характеристики оптических мышей:
□ относительно высокая цена, зато повышенная
долговечность за счет отсутствия механических частей — правда,
толстый слой грязи все-таки способен привести такую мышь в
нерабочее состояние;
□ не очень большой выбор моделей — в последнее время с
падением цены и увеличением популярности этого вида количество
выпущенных моделей стало приближаться к количеству основных
конкурентов, т. е. оптико-механических мышей;
□ высокая требовательность к качеству коврика — первые
модели были способны работать только на специальном коврике,
имеющем рисунок в виде сетки тонких линий черного и синего
цветов;
□ высокая частота опроса состояния — оптические мыши с
момента своего появления славились плавностью перемещения
курсора.
Ассортимент моделей не ограничивается этими двумя видами.
Практически у каждого из нас наступал момент, когда провод,
соединяющий манипулятор с компьютером, оказывался слишком
коротким для нормальной работы. Особенно часто это происходит
при покупке специального компьютерного стола. В таких столах
для системного блока предусмотрена ниша, расположенная в
нескольких сантиметрах от пола с правой стороны. Если вы хотите
расположить мышь не на выдвигающейся панели (предназначенной
для клавиатуры), а на самой верхней поверхности стола, как
правило, соединительный провод оказывается натянутым, что
- 100 -
сильно ограничивает возможность перемещения манипулятора по
столу. Да и постоянно путающийся провод вносит немало
раздражения в жизнь пользователя.
Рис. 5.3. Комплект беспроводной мыши: непосредственно
сама мышь, приемник и т. д
Это была предыстория появления так называемых
беспроводных мышей (рис. 5.3). Несмотря на свою недолгую
жизнь, эта разновидность все же успела разделиться на две группы,
отличающихся принципом работы.
Для связи с компьютером используются два вида излучения:
□ ИК-связь — манипулятор "общается" с компьютером при
помощи инфракрасных лучей (принцип работы очень похож на
пульт дистанционного управления телевизором). Единственный
недостаток этого вида — это необходимость прямого визуального
контакта передатчика внутри мыши и приемника, подключенного к
системному блоку. Есть, конечно, еще несколько недостатков, но
они носят несколько другой характер: мыши на ИК-связи "боятся"
яркого света, который может вызвать помехи в работе. Радиус их
действия 1,5—2 метра.
□ Радиосвязь — манипулятор "общается" с компьютером при
помощи радиоволн. Для этого вида необязательно обеспечивать
визуальный контакт с компьютером, так что гора учебников или
чашка кофе не смогут помешать нормальной работе мыши. Плюс
еще одна радость: увеличенный радиус действия до 3—4 метров.
Все беспроводные мыши имеют автономное питание (два
элемента АА). В последнее время все чаще в комплект входят
подзаряжаемые аккумуляторы, а приемник, подключаемый к
системному блоку, содержит в своей конструкции зарядное
устройство. Это позволяет обойтись без частой смены батареек и
без отдельного зарядного устройства. От пользователя требуется
лишь одно: после выключения компьютера установить мышь на
- 101 -
панель зарядного устройства и к следующему сеансу работы заряд
аккумуляторов полностью восстановит свою работоспособность.
Учитывая, что вышеперечисленные отличия мышей могут
сочетаться друг с другом в различной последовательности, сразу
понимаешь, откуда на рынке столько разных моделей, хотя на
первый взгляд и очень похожих друг на друга. В продаже
появляются следующие варианты: оптико-механическая проводная
мышь, оптическая проводная мышь, оптико-механическая
беспроводная мышь, оптическая беспроводная мышь. Для каждого
типа можно встретить экземпляры идентичного дизайна, но
различного принципа действия. Это сделано для того, чтобы
придирчивому пользователю можно было легче решиться на
покупку более дорогой беспроводной мыши, т. к. дизайн можно
выбрать такой же, как и у старой любимой мыши.
И последнее. Персональный компьютер прожил довольно
сложную историю. За период своего существования появлялось
очень много новых разработок — новые шины, платы расширения,
порты. Нас особо интересует последний момент, т. к. именно
посредством порта ввода/вывода мышь передает сигналы внутрь
компьютера.
С момента появления мышь подключалась к компьютеру
самым простым способом. Использовался один из имеющихся
последовательных портов. Но с появлением компьютеров PS/2
была введена другая спецификация соединения манипулятора с
компьютером.
Сегодня встречаются следующие типы подключения:
□ СОМ-порт — мышь подключается посредством
последовательного порта. Преимущество: не занимаются
дополнительные ресурсы, универсальность (последовательный
порт имеется даже у самого современного компьютера),
возможность замены без перезагрузки (правда, на некоторых
старых компьютерах все же можно спалить порт). Недостаток:
занимается последовательный порт. Используется по сегодняшний
день в компьютерах, поддерживающих форм-фактор AT;
□ PS/2-nopm — мышь подключается посредством
специального разъема (впервые введенного в компьютере PS/2 —
оттуда и название порта). Для работы манипулятора резервируется
отдельное прерывание, что в некоторых случаях может оказаться
недостатком (например, при установке очень большого количества
- 102 -
плат расширения и недостатке ресурсов). Для подключения или
отключения этой разновидности мышей требуется выключить
компьютер, т. к. при "горячем" отключении, и особенно включении,
велика вероятность выхода из строя порта. Используется во всех
компьютерах, поддерживающих форм-фактор АТХ;
□ USB-nopm — мышь подключается посредством разъема
универсальной шины USB. Самое главное преимущество:
возможность горячего подключения, а также подключения
нескольких мышей одновременно (до 127). Недостаток: при
использовании других USB-устройств: сканера, принтера, Webкамеры и т. п., потребуется установка концентратора,
увеличивающего количество разъемов (на компьютере обычно
установлено только два разъема).
В особой категории стоят модели с обратной связью. Из-за
своей высокой стоимости эта разновидность мышей еще не
приобрела большого распространения, но постепенное падение цен
на высокие технологии позволяет мечтать и о таких вершинах
дизайнерской мысли. Технология Immersion, основанная на
вибрационной отдаче, уже давно применяется в джойстиках для
игровых приставок Sony Playstation, а в мир IBM PC она вошла
сравнительно недавно. Мышь с "вибратором" позволяет
пользователю чувствовать, как курсор натыкается на окна, кнопки
или пиктограммы. Обычно в комплекте с такой мышью идет
программа, позволяющая регулировать силу и характер вибрации.
Принципы устройства и работы мышей
Мышь представляет собой небольшую "коробочку" из
пластмассы.
Понять, как работает мышь, не очень сложно. Несмотря на то,
что считается невежливым тыкать, куда ни попадя указательным
пальцем, все мы упорно пользуемся этим "примитивным"
средством. Все-таки легче указать на объект беседы, чем
упражняться в культуре речи. По этому же принципу
работает и компьютерная мышь. Вы просто наводите
указатель на экране монитора на нужное вам место и нажимаете
одну из кнопок мыши. Этим вы указываете компьютеру, например,
что желаете нажать на кнопку, расположенную в этом месте экрана.
По сравнению с клавиатурой мышь является простым
устройством, несмотря на то, что принцип действия у них очень
схож. Причина проста: всего две-три кнопки. Правда, есть коренное
- 103 -
отличие — шарик, при помощи которого перемещается курсор на
экране монитора.
Рис. 5.4. "Внутренности" оптико-механической мыши
Для начала рассмотрим принцип действия обычной оптикомеханической мыши (рис. 5.4). Тяжелый металлический шарик,
покрытый слоем резины, установленный на дне корпуса, крутится
во всех направлениях, когда мы катаем мышь по плоской
горизонтальной поверхности. При этом он вращает два прижатых к
нему пластмассовых ролика с взаимно перпендикулярными осями.
Соответственно вращению роликов меняется положение курсора по
осям экрана. Для превращения механического движения роликов в
электрические импульсы применяется довольно старый прием: по
краям роликов закреплены диски с равномерно нанесенными
прорезями. По обеим сторонам каждого диска закреплены
соответствующие элементы оптопары (с одной стороны
передатчик, с другой — приемник). Когда прорезь на диске
совпадает с излучающим окошком передатчика оптопары, инфракрасный луч попадает на линзу приемника и микросхема,
расположенная на плате внутри мыши, регистрирует перемещение.
Плавность движения курсора у оптико-механических мышей
зависит от количества отверстий во вращающихся дисках, обычное
количество составляет 35—40 отверстий.
Перемещение корпуса мыши измеряется в шагах, равных
минимальному смещению, которое способны зарегистрировать
датчики манипулятора. Микросхема, установленная на плате
манипулятора, принимает данные о количестве шагов, анализирует
и отправляет их в виде электрических импульсов в компьютер для
дальнейшей обработки. Драйвер мыши, обработав полученную
информацию, отдает "приказ" переместить курсор на соответст- 104 -
вующее количество символов (в текстовом режиме) или точек (в
графическом режиме). При помощи специальных утилит,
например, встроенных в операционную систему, пользователь
может регулировать количество шагов, затраченное для
перемещения на одну точку (фактически это задается скорость
перемещения курсора). Современные мониторы имеют размер
экрана, во много раз превышающий размер мышиного коврика,
поэтому требуется, чтобы конструкция мыши позволяла
перемещать курсор на значительно большее расстояние, чем был
перемещен корпус мыши. И в то же время при небольших
расстояниях точность наведения на объект должна быть очень
большой. В результате был применен так называемый
баллистический метод изменения скорости: отношение числа шагов
мыши и курсора плавно меняется от минимального значения к
максимальному, в зависимости от длины непрерывного движения
корпуса мыши. Это означает, что при движении манипулятора
влево на расстояние, например 5 см, скорость движения курсора
будет плавно увеличиваться, и каждый последующий шаг мыши
будет вызывать генерацию все большего количества последующих
шагов курсора.
В некоторых экземплярах оптико-механических мышей может
встретиться следующая ситуация. Вырезы для дисков на печатной
плате могут иметь множество заусенец, которые постоянно
притормаживают движение курсора, а то и вовсе заклинивают диск
одной из осей. Разберите мышь и удалите все заусенцы, которые
мешают движению дисков. Сделать это можно медицинским
скальпелем.
Оптические мыши работают несколько по-другому (рис. 5.5).
Принцип действия оптической мыши: оптический сенсор
"фотографирует" поверхность коврика с определенной частотой и
затем определяет направление движения мыши, сравнивая
полученные "кадры" между собой. Болезнью первых моделей
оптических мышей была невысокая скорость работы сенсора. Манипулятор при резких движениях не успевает реагировать на них и
курсор либо остается на месте, либо перемещается на очень
маленький промежуток. Этот недостаток особенно сильно
ощущается в играх (например, "стрелялках"). Современные модели
стали комплектовать двумя сенсорами, которые функционально
дополняют друг друга. Они специально располагаются под
- 105 -
разными углами к плоскости перемещения, чтобы микропроцессор
мыши мог выбрать наиболее удавшийся кадр. Теперь, если один из
сенсоров не успел "захватить" кадр, занимаясь обработкой
предыдущего, к нему на "подмогу" придет второй сенсор.
Рис. 5.5. "Внутренности" оптической мыши
Оптические мыши можно эксплуатировать без специального
коврика, но это ни к чему хорошему не приведет. Очень часто
компьютеры установлены на полированных столах, а отражающие
поверхности для оптики мышей крайне противопоказаны. Тем
более, чтобы при работе на неровной поверхности быстро
изнашиваются пластиковые "ножки" по краям периметра дна
мыши. Желательно, чтобы рисунок на коврике был как можно
мельче. Это увеличит шансы стабильной работы мыши. Лучшим
тестом для оптической мыши можно считать испытание ее в работе
на коврике с тряпичным покрытием, которое немного затрудняет
скольжение пластиковых "ножек". Если мышь двигается на нем
хорошо, тогда на пластиковом коврике она будет двигаться еще
лучше.
Отличительная черта мышей, подключаемых к портам PS/2 и
USB, — это возможность изменения частоты опроса состояния.
Фактически впервые появилась возможность разогнать мышь! Все
абсолютно так же, как и с процессорами. При помощи специальной
программы (она называется PS/2 Rate) изменяется частота опроса в
довольно широких пределах. У некоторых моделей, например
практически у всех мышей фирмы Logitech, эту возможность
предоставляют драйверы, поставляемые с манипулятором.
Естественно, что при серьезном превышении стандартной частоты
микропроцессор мыши может выйти из строя. Современные
манипуляторы имеют значительно большее значение частоты
опроса — в пределах 160—200 Гц (по сравнению с более старыми
— 80—120 Гц). Повышенная частота позволяет улучшить
плавность движения курсора, что в играх положительно сказыва- 106 -
ется на точности прицеливания.
Беспроводные мыши очень удобны, ничего нельзя сказать, но
из-за того, что на своем "борту" они несут батареи питания, их
масса значительно превышает даже самые тяжелые из проводных
мышей. Это отрицательно сказывается на "играбельности"
беспроводных манипуляторов. Еще один недостаток беспроводных
мышей: низкая частота опроса (80—90 Гц), что нельзя назвать
приемлемым для игрового компьютера.
Для соединения проводных мышей применяется гибкий
четырехжильный кабель длиной от 1,5 до 2 м. Принцип действия
ИК-излучателя аналогичен пульту дистанционного управления
бытовой техникой. Радиосвязь является более совершенным
методом связи, т. к. для такой мыши не требуется прямого
визуального контакта (можно положить коврик на колени под
столом). К тому же некоторые модели мышей, например, фирмы
Logitech позволяют работать в нескольких радиодиапазонах.
Благодаря этому в зоне действия одного приемного устройства (2—
3 метра) могут работать еще несколько таких же устройств,
настроенных на другую частоту.
Если беспроводная мышь комплектуется аккумуляторами, то
разработчики обычно предусматривают аппаратную индикацию
разряда батарей. Например, колесо прокрутки загорается
предупреждающим красным светом.
Для экономии энергии батареек практически все
беспроводные мыши имеют функцию энергосбережения. После
определенного периода "простоя" они отключают питание от
основной схемы. Различные модели включаются по-разному.
Одним достаточно движения мыши, для других требуется нажать
на любую кнопку или покрутить колесо. Если вы часто отлучаетесь
от компьютера, обратите внимание на реализацию этой функции.
Питание беспроводных мышей может осуществляться либо от
элементов АА, либо от элементов ААА (рис. 5.6). Блок питания,
необходимый для работы зарядного устройства на период работы
мыши, от электрической сети можно отключать.
- 107 -
Рис. 5.6. Отсек для батарей питания беспроводной мыши
При покупке вам, скорее всего, достанутся разряженные
аккумуляторы, так что после прихода домой в первую очередь
подключите мышь к зарядному устройству (рис. 5.7). Обычно для
подзарядки требуется от 5 до 8 часов, но в первый раз лучше
увеличить это время до 10—12 часов.
Подключают беспроводную мышь следующим образом:
1. Подсоедините приемник к соответствующему разъему
(PS/2 или USB) на системном блоке.
2. Установите драйверы для вашей модели манипулятора,
при отсутствии которых Windows установит драйверы для
стандартной мыши (все дополнительные функции, естественно,
работать не будут).
Рис. 5.7. Беспроводная мышь на подзарядке
3. Нажмите на единственную кнопку, расположенную на
корпусе приемника. Не отпуская кнопку на приемнике, нажмите
кнопку, размещенную на "днище" манипулятора. При этом
светодиод, имеющийся на приемнике, будет мигать. Как только он
начнет светить непрерывно, можно кнопки отпускать и считать
настройку манипулятора на данный приемник (или наоборот)
законченной.
Моргание светодиода на приемнике при передвижении
манипулятора говорит о том, что между мышью и манипулятором
имеется стабильная связь.
Блок питания подключать к приемнику можно только в том
случае, когда мышь устанавливается на подзарядку. В обычном
рабочем режиме приемник питается от "мышиного" разъема на
системном блоке. Уровень заряда аккумуляторов, как правило,
можно контролировать при помощи светодиода, расположенного
на корпусе мыши. Как только он погаснет, можно считать
подзарядку оконченной. Но, к сожалению, такая функция имеется
- 108 -
далеко не у всех моделей.
Сразу же после подключения испытайте мышь на
максимально возможное удаление от приемника. Некоторые
модели начинают неустойчиво работать уже на расстоянии 1,2—1,3
м.
Для беспроводных мышей важна длина кабеля, соединяющего
порт компьютера с приемным устройством, в том случае, если
мышь работает за счет ИК-излучения. На специализированных
компьютерных столах системный блок размещается в нескольких
сантиметрах от пола под столешницей, поэтому для вывода
приемника на поверхность стола потребуется провод значительной
длины (у некоторых моделей мышей эта длина достигает 1,4 м). Не
менее важна длина сетевого провода блока питания зарядного
устройства. Она должна быть достаточной, чтобы при включении
блока питания в розетку провод не натягивался и не мешал
нормальной работе за компьютером (у некоторых моделей эта
длина достигает 1,8 м).
Действие кнопок еще проще. Драйвер постоянно следит за
нажатиями и при замыкании контакта сообщает операционной
системе или работающей программе либо просто о факте нажатия,
либо о нажатии кнопки с параллельным определением координат
курсора в момент нажатия.
Рис. 5.8. Устройство мыши с колесом прокрутки
Некоторые разработчики время от времени предлагают какиенибудь нововведения в конструкцию мыши. Так было, когда
компания Microsoft в 1996 году предложила мышь Microsoft
Intellimouse с колесом прокрутки текста в окне (рис. 5.8).
Пользователи положительно оценили это нововведение, поэтому в
настоящее время практически все современные манипуляторы
выпускаются с колесом прокрутки. Колесо прокрутки обычно
располагается между двумя кнопками и в последнее время все чаще
заменяет собой третью кнопку.
Вместо колеса прокрутки может быть использована кнопка в
- 109 -
виде качели. При нажатии верхней части такой кнопки происходит
скроллинг (от англ. scrolling — прокрутка) вверх, при нажатии на
нижней части — скроллинг вниз. Недостаток такой системы —
сложность настройки скорости скроллинга.
Особенностью некоторых моделей является технология
Immersion, основанная на вибрационной отдаче, что позволяет
пользователю чувствовать, как курсор "натыкается" на окна,
кнопки или пиктограммы. В пакете драйверов к таким мышам
прилагается специальная утилита, позволяющая регулировать силу
и характер вибрации. Ощущения при работе с подобной мышью
сложно описать, это надо почувствовать. Это немного похоже на
работу вибрационного джойстика для игровой приставки Sony
Playstation.
Trackball, TouchPad и другие мутанты
Отдельной разновидностью компьютерных мышей можно
считать устройства, которые называются трекбол (от англ.
trackball). Принцип работы этого устройства схож с механической
мышью, только шарик "смотрит" вверх (рис. 5.9). Корпус этого
устройства неподвижно располагается на столе, а
шарик, перемещающий курсор, крутится пальцами.
Единственное отличие трекбола от механической мыши —
значительно больший размер шарика. Впервые они появились на
портативных компьютерах, но для любителей экзотики
выпускаются модели и для настольных компьютеров.
Рис. 5.9. Внешний вид устройства Trackball
В портативных компьютерах (ноутбуках) применяется еще
две разновидности устройств позволяющих управлять курсором, —
"трекпоинт" (от англ. trackpoint) и "тачпад" (от англ. touchpad).
Первое устройство представляет собой небольшой резиновый
рычаг на клавиатуре между клавишами <G>, <Н> и <В>. Под
рычагом расположены датчики давления, которые фиксируют и
передают компьютеру сигналы управления курсором.
- 110 -
Второе устройство (термин "touchpad" переводится как
"сенсорная панель") представляет собой панель прямоугольной
формы, чувствительную к нажатию пальцев или ладони. Нажав
пальцем на поверхность и передвигая его, пользователь может
передвигать курсор точно так же, как и обыкновенной мышью. Для
выбора какого-нибудь пункта меню можно нажать на кнопку,
расположенную рядом с панелью, а можно нажать на саму
поверхность панели (рис. 5.10).
Рис. 5.10. Внешний вид устройства TouchPad
Одним из ведущих производителей устройств TouchPad
является фирма Synaptics, официальный сайт которой находится по
адресу: http:// www.synaptics.com/.
Физически TouchPad представляет собой сетку из
металлических проводников, разделенных тонкой изолирующей
прокладкой из лавсановой пленки. Получается как бы набор
большого количества конденсаторов. При приближении
человеческой руки к поверхности происходит изменение электрического поля, которое, в свою очередь, влияет на изменение
емкости конденсаторов. Похожий принцип действия используют
емкостные датчики движения. Постоянно измеряя изменение
емкости каждого конденсатора, можно точно определить
местоположение пальца на поверхности панели. Если к тому же
измерять и величину изменения емкости, можно определить
давление, оказываемое на панель. Для устранения влияния внешних
помех применяются специальные "фильтрующие" алгоритмы,
которые позволяют добиться ровного без дрожания перемещения
курсора.
Развитие технологии привело к тому, что различные модели
TouchPad поддерживают два стандарта: индустриальный стандарт
"mouse" и собственный специфический, как правило, расширенный
стандарт. Одна из разновидностей этого устройства — TouchWriter:
это та же самая панель TouchPad с повышенной
чувствительностью, которая позволяет работать не только пальцем,
- 111 -
но и ногтем или, например, ручкой. При наличии специальной
программы текст можно вводить, просто записывая его ручкой на
поверхности панели. Еще одно применение панели TouchWriter —
создание графических изображений, подписание документов,
рисование японских иероглифов и т. п.
Рис. 5.11. Внешний вид джойстика
Еще одной разновидностью мышей является джойстик
(Joystick), который, если разобраться, является ее "далеким
предком" (рис. 5.11). Все джойстики предназначены
исключительно для игровых программ и делятся на два типа: цифровые и аналоговые. Первый вариант, несмотря на
тенденции современного мира к повальному переходу на "цифру",
имеет значительный недостаток: дискретность цифровых
джойстиков не позволяет быстро и точно переместить прицел, а об
управлении скоростью поворота в различных играх и говорить не
приходится. Этих недостатков у аналоговых моделей нет.
Разработчики, как вы, наверное, уже уяснили, обладают очень
неуемной фантазией, поэтому на рынке встречается большое
количество модификаций джойстиков: штурвалы, рули с педалями
и т. п. (рис. 5.12 и 5.13).
Рис. 5.12. Внешний вид штурвала
- 112 -
Рис. 5.13. Внешний вид руля с педалями
Рекомендации по выбору мыши
Оптические мыши различаются частотой съемки положения
— оно может различаться от 1500 до 6000 кадров в секунду. С
повышением частоты повышается "играбельность" мыши.
Определить пригодность оптической мыши для активных игр
несложно. Для этого установите курсор посередине рабочего стола
Windows и подвигайте мышь из стороны в сторону, периодически
совершая очень резкие движения. Если курсор при этом иногда
"срывается" (перестает двигаться, несмотря на движение мыши),
эта мышь вряд ли удовлетворит вас своей работой в активных
играх. Если вы уже приобрели такую мышь и менять ее не хотите,
попробуйте заменить коврик на другой.
Перед покупкой определитесь, для каких целей вы
приобретаете мышь. Для обычного офиса вполне достаточно
двухкнопочной мыши, для дома желательно иметь колесо
прокрутки, для игр не лишним будет наличие дополнительных
кнопок (до пяти штук).
Классический дизайн мыши — симметричный светло-серый
корпус с "зализанными" краями. Манипуляторы эргономичной
формы лучше приспособлены к кисти руки, но все они предназначены для правшей,
поэтому, если вы привыкли работать мышью левой рукой,
предпочтите классический дизайн (рис. 5.14).
Рис. 5.14. Две мыши Genius с различным дизайном
- 113 -
Подключите только что купленную мышь к компьютеру, и
сразу же попробуйте ее в работе. Убедитесь, что при перемещении
манипулятора курсор двигается плавно, без рывков, причем строго
в том направлении, в котором вы двигаете мышь.
Если мышь имеет в наличии более трех кнопок, то для нее
обязательно нужно устанавливать специальные драйверы, т. к.
стандартные драйверы Windows определяют максимум три кнопки,
причем третья (как правило, средняя) практически не используется.
Вместо колеса прокрутки можно встретить и другие
альтернативные решения — клавишу-качельку, маленький
рычажок или трекбол. Большинство пользователей все же считают
более удобным "нормальное" колесо, а не его аналоги, поэтому
решайте сами. Если считаете, что вам будет удобнее работать с
шариком вместо колеса, приобретайте именно такую мышь.
Характеристики мыши — частота опроса положения, легкость
движения по коврику, легкость нажатия на кнопки, легкость
прокрутки колеса, масса корпуса, радиус действия передатчика,
дизайн, материал корпуса, разгоняемость.
Итак, вы пришли в магазин. С чего начать? Пройдитесь вдоль
прилавка с мышами, посмотрите, а потом приступайте к выбору.
Тут уж продавцу как всегда не избежать множества вопросов, на
которые ему будет ой как тяжело ответить.
Перед тем как идти за покупкой, вам следует определить, для
какой цели требуется мышь. Можно выделить четыре варианта:
□ офисные программы — пакет Microsoft Office, Lexicon,
Lotus, PageMaker и т. п.;
□ графические программы (сюда же можно включить
программы для дизайна и видеомонтажа) — Adobe PhotoShop,
Adobe Premier и т. п.;
□ игры — вне зависимости от предпочтений вам потребуется
практически одно и то же решение;
□ досуг — просмотр видеофильмов, прослушивание музыки,
немного игр.
Для начала выясним характеристики, которыми должна
обладать та самая мышь, что достойна покупки за любые деньги,
если, конечно, они есть. Если вы ограничены в средствах, то ваш
выбор удовлетворится лишь самой дешевой моделью. Но при
изрядной доли придирчивости продавцу все-таки придется
потратить на вас немало времени.
- 114 -
Во-первых, корпус мыши должен быть эргономичным: ваша
ладонь должна полностью ложиться на. "спину" мыши, а пальцы
при этом должны лежать на основных кнопках без напряжения.
Если для нажатия на одну из кнопок или для прокрутки колеса вам
требуется согнуть или вытянуть один из пальцев, лучше
присмотрите другую мышь. Советов по выбору конкретных
моделей в этом пункте дать нельзя, т. к. каждый пользователь
подбирает мышь под свою руку и предпочтения. Ощущение
комфортности при работе очень индивидуально: одним нравится, а
другим нет. Если вы считаете, что все модели, какие вы видели,
очень удобны, то попробуйте найти экземпляр, выпущенный где-то
в конце 80-х—начале 90-х годов. Современные модели практически
все имеют удобную форму корпуса мыши, но дизайн "а-ля кирпич"
поможет вам настроиться на соответствующую волну, и вы пойдете
в магазин уже приготовленные ко всем неожиданностям. Классический дизайн — симметричный светло-серый корпус с
"зализанными" краями. Несимметричные корпуса мало пригодны
для использования довольно многочисленной категорией
пользователей — левшей.
Во-вторых, устройство и расположение кнопок должны быть
такими, чтобы при работе вы не задумывались над тем, как бы
удобнее расположить руку, чтобы постоянно щелкать по той или
иной кнопке. Все должно находиться, как говорится, под рукой,
вернее, под соответствующими пальцами. Важные моменты:
□ кнопки должны располагаться под кончиками пальцев или,
в крайнем случае, так, чтобы при нажатии не приходилось двигать
кисть руки по корпусу мыши. Такое же требование выдвигается и
по отношению к колесу прокрутки. При постоянном использовании
скроллинга лучше всего, когда один палец всегда находится на
колесе, в то время как остальные имеют свободный доступ к
другим кнопкам;
□ кнопки должны быть достаточно жесткими, чтобы
исключить их случайное нажатие во время работы (в большей
степени это относится к дополнительным кнопкам, расположенным
по бокам корпуса). В то же время на нажатие не должно
затрачиваться больших усилий. Кнопки должны легко
удерживаться в нажатом состоянии;
□ кнопки должны быстро возвращаться в исходное
положение. Особенно это важно для игр, в которых приходится
- 115 -
очень быстро нажимать одну из кнопок. Один из факторов,
влияющих на эту скорость, — вертикальный ход кнопки. Он
должен быть как можно меньше. В то же время нажатие должно
четко ощущаться пальцем;
□ громкость щелканья должна быть минимальной. С одной
стороны проглядывается зависимость от размера вертикального
хода кнопки: чем он больше, тем громче щелкает мышь. С другой
стороны, что, наверное, более важно, она зависит от примененных
производителем микропереключателей. Хотя подходить к этому
вопросу лучше всего индивидуально. Если вам недостаточно
тактильных ощущений и требуется звуковое подтверждение
щелчка, выберите "громкую" мышь.
Не меньшие требования предъявляются и к колесу прокрутки.
Оно не должно быть слишком тугим и не должно прокручиваться
слишком легко. Тугое прокручивание раздражает и сводит к
минимуму преимущества такого манипулятора. Со временем вам
надоест прилагать значительные усилия для скроллинга, и вы
вернетесь к стандартным способам прокрутки экрана. Слишком
легкое вращение колеса приведет к тому, что страницы будут
прокручиваться слишком быстро и вам будет тяжело попасть на
необходимое место. Наиболее удачные варианты имеют некоторую
дискретность, шаг которой регулируется при помощи настройки
драйверов.
Колесо скроллинга должно "выглядывать" достаточно высоко.
Это очень удобно для быстрой прокрутки от начала до конца
текста. Тем более что практически у всех мышей колесо играет
роль третьей кнопки. Колесо, слишком сильно углубленное в
корпус, позволяет прокручивать экран только маленькими
шажками.
Мышь должна легко скользить по коврику. Легкость
скольжения зависит от качества пластиковых "ножек",
расположенных по углам периметра на дне корпуса мыши.
Чрезмерные усилия могут привести к усталости запястья.
Наилучшим тестом качества скольжения считается испытание в
работе на тканевом коврике. Если мышь "ездит" хорошо, то на
пластиковом или гелиевом она будет просто "летать". В то же
время, если мышь скользит с трудом уже на пластиковом
покрытии, то тканевый коврик лучше тогда вообще не приобретать,
либо стоит подумать о другой модели.
- 116 -
Следующий фактор, который, как ни странно, влияет на
удобство работы, — это вес корпуса мыши. Он не должен быть
очень большим и слишком маленьким. Конкретные рекомендации
здесь дать очень сложно, т. к. восприятие веса у каждого разное.
Одно можно сказать: мышь должна легко отрываться от стола и
удерживаться кистью руки. Это позволит совершать быстрые
короткие движения в воздухе, вместо того, чтобы "возить" мышью
по столу. Особенно хорошо этот фактор оценят любители
динамических игр. Для удобства удержания корпуса могут быть
применены и другие способы: резиновые вставки по бокам корпуса, сужение корпуса в
нижней части, ребристая поверхность и т. п.
Кабель, соединяющий манипулятор с системным блоком,
должен быть достаточно длинным, чтобы не мешать нормальной
работе за компьютером. Современные компьютерные столы имеют
специальную нишу для системного блока, расположенную всего в
нескольких сантиметрах от пола. Достаточно длинный кабель
позволит нормально работать мышью практически в любом месте
поверхности стола. Слишком короткий может оказаться натянутым,
что сокращает срок службы самого кабеля.
При самом серьезном подходе стоит обратить внимание на
материал, из которого сделан корпус мыши. Наиболее удачные
модели созданы из пластика немного шероховатого на ощупь. Вопервых, такая поверхность намного приятнее на ощупь, чем
гладкий пластик. Во-вторых, такая мышь легче удерживается
вспотевшей рукой. А какой может быть рука во время разгара
турнира в Unreal?
Наиболее "навороченный" вариант — оптическая радиомышь
с пятью кнопками: три кнопки расположены как обычно (две
основные и одна под колесом прокрутки), а две дополнительные
находятся на боковых стенках корпуса. Корпус обязательно
симметричный, чтобы мышью могли пользоваться не только
правши, но и левши. Размер корпуса должен быть рассчитан на
пользователя со средним размером руки.
Немного о коврике
При выборе коврика обязательно возьмите с собой и мышь,
для которой он будет предназначен. Различные модели по-разному
скользят на пластиковых и тканевых ковриках, поэтому
окончательный выбор можно будет сделать только после
- 117 -
испытаний.
Одним из самых важных показателей коврика для мыши
является внешний вид. Тут фантазия разработчиков проявляется в
полной мере: рисунки могут представлять собой не только
мультипликационных героев, но и вполне качественные
фотографии известных людей, автомобилей, животных и т. п.
Покрытие верхней плоскости должно быть таким, чтобы
шарик мыши или оптика работали четко, без "проскальзывания". В
качестве покрытия может быть выбран обычный пластик или очень
плотная ткань. Для первого варианта характерно очень быстрое
загрязнение, правда, отмыть его также можно очень быстро. Второй
вариант более "придирчив" к чистоте рабочего стола, т. к. отмывать
его очень сложно.
На некоторых ковриках имеются специальные гелевые
подушечки, предназначенные для запястья руки.
Очень важно, чтобы коврик имел хорошее сцепление с
поверхностью стола, иначе он будет передвигаться вместе с
мышью. Для этого нижнюю поверхность коврика иногда покрывают слоем клейкой массы,
обладающей высоким коэффициентом трения.
Проблемы, характерные для мышей
Мышь на пару с клавиатурой выдерживает самую большую
механическую нагрузку из всех частей персонального компьютера,
поэтому ее поломка обычно никого не удивляет. Одно успокаивает
— поломка мыши совершенно никак не сказывается на
работоспособности компьютера в целом. Мышь, подключаемую к
последовательному порту или порту USВ, можно заменить, даже не
перезагружая компьютер.
Как правило, мышь не перестает работать сразу. Сначала
появляются признаки нестабильной работы (проскальзывание
шарика, отсутствие реакции на нажатие кнопок и т. д.), поэтому у
вас есть время подумать: покупать новую мышь или что-то делать
со старой.
Для оптико-механических мышей считается нормальным
регулярное загрязнение роликов спрессованной пылью и грязью.
Из-за этого курсор начинает "плясать", сильно отклоняясь от
заданной пользователем траектории, либо вообще перестает
двигаться.
Одна из причин поломки — износ механических частей.
- 118 -
Иногда в порыве страсти некоторые пользователи так бьют мышью
об стол, что ролики просто-напросто ломаются. Оптические мыши
этого недостатка лишены: ни шарика, ни роликов там нет. Выбор
остается за вами.
ГЛАВА 6
Монитор
Компьютерный монитор (он же дисплей или экран)
представляет собой устройство для вывода текстовой и
графической информации. По сути, он играет роль переводчика
между компьютерным цифровым языком и образным мышлением
человека. Роль посредника между монитором и компьютером
играет видеоплата, которая в свою очередь преобразует цифровые
сигналы, исходящие от компьютера, в сигналы аналоговые,
понятные монитору.
Самые древние компьютеры, размеры которых были не менее
чем с мебельную стенку, выдавали результаты своих вычислений
на печатающее устройство (принтер, если хотите). Очень часто
такие компьютеры оснащались осциллографами, которые
использовались для контроля электрических цепей вычислительной
машины: какие сигналы и где проходят, какую они имеют форму и
т. п. Это помогало выявлять ошибки в работе компонентов и
вовремя заменять пришедшие в негодность запчасти. Впервые для
вывода графической информации стали использовать осциллограф
примерно в середине 50-х годов прошлого века. Этот период
времени можно считать годом рождения монитора в таком виде, в
каком мы сегодня его видим. Правда, путь развития, который
прошел монитор за все это время, отличался немалым прогрессом и
большим количеством условных этапов, по достижении которых
пользователь мог насладиться совершенно новым качеством
изображения. Этот путь не закончился до сих пор, и мы можем
наблюдать за внедрением в этой области все более новых
технологий. Но все по порядку...
Первые мониторы представляли собой довольно примитивные
устройства (рис. 6.1), способные отображать только заранее
предусмотренные символы (примерно так же, как табло на
электронных часах). Но даже в то время пользователи ЭВМ
умудрялись создавать игровые программы. Представляете, что уже
через год-полтора после первых испытаний осциллографа в качестве монитора (согласно историческим данным) была
- 119 -
разработана первая игра: шашки. Следующим серьезным шагом
стала разработка так называемых растровых мониторов. Мониторы
новой технологии представляют собой экран, поделенный на
большое количество отдельных точек (пикселов). Электронный
пучок, который ранее занимался формированием символов, теперь
постоянно с высокой скоростью сканирует поверхность экрана
слева направо и сверху вниз, "пробегая" раз за разом всю
поверхность экрана. Эта технология очень хорошо прижилась и
применяется до сих пор как в компьютерных мониторах, так и в
других устройствах отображения информации (например,
телевизорах). Как вы понимаете, все это время использовались
исключительно монохромные мониторы (термин "черно-белые"
обычно не применяется потому, что вместо белого цвета для
отображения символов и графики часто использовали зеленый
цвет).
Рис. 6.1. На рисунке справа женщина сидит за одним из самых
первым мониторов
Сегодня очень сложно представить "бедных" пользователей
компьютеров, которые были вынуждены "терпеть" ядовитозеленый цвет букв на экране монитора, потому что практически все
современные устройства способны отображать огромное число
цветов и их оттенков.
Монитор и персональный компьютер зачастую
отождествляются, потому что не бывает компьютера без монитора,
да и обратное вполне верно. Придумали, конечно, как подключить
компьютер к обычному телевизору, появились видеоплаты с
видеовыходом, которые позволяют обойтись без монитора. Но...
никакой телевизор не заменит по качеству отображения картинки
даже самый простой современный монитор. Понять это можно, наверное, только опробовав оба варианта на практике.
Устройство и принципы работы монитора
- 120 -
Любой современный монитор способен работать в двух
режимах: Текстовом и графическом.
В текстовом режиме монитор эмулирует старые типы
мониторов, которые могли отображать исключительно символьную
информацию. Этот режим в основном используется только
операционной системой MS-DOS (любых версий). При этом
поверхность экрана монитора условно разбивается на участки
размером с отдельный символ (знакоместа). Например, устанавливается 25 строк по 80 символов в каждой. Такой режим использует,
например, программа Norton Commander. На каждом знакоместе
независимо от его положения на экране может быть отображен
один из 256 заранее определенных символов: заглавные и строчные
буквы, цифры. В зависимости от применяемой кодировки
количество отображаемых символов может быть увеличено, таким
образом, например, выводят на экран так называемую
псевдографику или буквы кириллицы, используемые в русском
языке (следует напомнить, что монитор "штучка" импортная,
поэтому нам приходится к ней приспосабливаться).
В графическом режиме экран монитора представляет собой
прямоугольную матрицу, состоящую из определенного количества
точек (пикселов). Это количество, которое определяется отдельно
по горизонтали и вертикали, составляет важный параметр любого
монитора: его разрешающую способность. Из-за того, что в
мониторах используется прямоугольная матрица, разрешение по
горизонтали немного больше, чем по вертикали (например, 640x480
пикселов). Размер этих точек определяет не менее важный параметр: зерно. Чем меньше размер зерна монитора, тем больше может
быть разрешение экрана (имеется в виду полезное разрешение, при
котором даже мелкие детали хорошо просматриваются). Качество
изображения зависит не только от монитора, но и от видеоплаты,
которая может ограничивать разрешение или количество
отображаемых оттенков.
Современные мониторы можно подразделить на два типа:
1. Мониторы с электронно-лучевой трубкой. Они
представляют собой потомков осциллографов, использующих для
вывода информации на экран луч, состоящий из потока электронов.
Их устройство и принципы работы очень похожи на обычный
телевизор.
2. Жидкокристаллические мониторы. Устройство и принципы
- 121 -
работы значительно отличаются от электронно-лучевых
предшественников. Единственное, что можно сказать, — за ними
будущее.
По способу подключения различают два вида: аналоговый и
цифровой. В первом случае на соединительном кабеле со стороны
компьютера размещается трехрядный разъем, который чаще всего
называют VGA-разъемом (Video Graphics Array). Кабель со
стороны монитора, как правило, вмонтирован в корпус, хотя иногда встречается такой же разъем, что
и со стороны компьютера. Во втором случае может быть несколько
модификаций разъемов. Чаще всего используется разъем, очень
похожий на разъем интерфейса RS-232C (обычно его обозначают
как DB-15), через который на монитор передается не только
изображение, но и управляющие сигналы, позволяющие
программно изменять параметры монитора: геометрические
размеры, яркость, контрастность и т. п.
Немаловажным моментом при описании монитора является
наличие на его лицевой панели кнопок управления. Под
управлением понимают настройку таких параметров, как яркость,
геометрия изображения на экране и т. п. Существует два типа
систем управления:
□ аналоговое управление (ручки, движки);
□ цифровое управление (кнопки, меню, цифровое управление
с компьютера).
Аналоговое управление используется в дешевых моделях,
хотя в последнее время таких мониторов практически уже не
встретишь. Цифровое управление применяется практически во всех
современных мониторах, а количество параметров, которые
подлежат корректировке, может изменяться от модели к модели.
Например, такие как: яркость, контрастность, размер и центровка
по горизонтали, размер и центровка по вертикали, поворот растра,
подушка, дуга, трапеция и параллелограмм, горизонтальное и
вертикальное сведение, настройка чистоты цвета в углах экрана,
подавление муара, ручное размагничивание, выбор видеовхода,
позиционирование меню, выбор языка меню (9 языков), задержка
перед включением функции энергосбережения, блокировка панели
управления, цветовая температура, масштабирование,
автоматическая настройка размера и центровка, сброс
пользовательских настроек. Итого 26 настроек.
- 122 -
Иногда в корпус монитора встраивают акустические системы,
что, с одной стороны, избавляет пользователя от необходимости
покупать их отдельно, а с другой — усложняет процесс
модернизации, т. к. встроенные динамики обычно отличаются
простотой устройства и низким качеством звука.
Все современные мониторы поддерживают разрешение вплоть
до 1600x1200 точек и глубину цветов True Color (16,7 млн.
оттенков). При этом они поддерживают все стандарты: от самого
последнего SVGA до самого древнего MDA.
□ MDA (Monochrome Display Adapter). Монохромный
дисплей, позволяющий работать в текстовом режиме с
разрешением 80x25 символов, поддерживает пять атрибутов текста:
обычный, яркий, инверсный, подчеркнутый и мигающий.
□ CGA (Color Graphics Adapter). Первый цветной дисплей.
Позволяет работать в текстовом режиме с разрешениями 40x25 и
80x25 символов, либо
в графическом режиме с разрешением 320x240 или 640x200
(такие разрешения можно встретить в наиболее старых играх вроде
DOOM, Quake и т. п.). В текстовом режиме доступно 256 атрибутов
символа (16 цветов самого символа и 16 цветов фона), в
графическом режиме — 16 цветов (режим 640x200 остался
монохромным).
□ EGA (Enhanced Graphics Adapter). Добавлено разрешение
640x350, количество цветов до 64 оттенков.
□ VGA (Video Graphics Array). Фактический видеостандарт,
начиная с конца 1980-х годов. Добавлено разрешение 640x480,
которое используется до сих пор при загрузке Windows в
защищенном режиме. Количество цветов ограничено в основном
16-ю, т. к. расширенная палитра (до 64 оттенков) достигается за
счет изменения яркости символов.
□ SVGA (Super VGA). Расширение VGA с добавлением более
высоких разрешений и глубины цвета. Добавлены разрешения:
800x600, 1024x768, 1152x864, 1280x1024, 1600x1200 и цветовой
диапазон: 65 536 (High Color) и 16,7 млн. (True Color).
Монитор с электронно-лучевой трубкой
Название "монитор с электронно-лучевой трубкой" (ЭЛТ)
произошло от самого главного его элемента, более известного под
названием кинескоп. Иногда при описании характеристик этого
типа мониторов используют термин "CRT-монитор" (от англ.
- 123 -
Cathode Ray Tube — электронно-лучевая трубка) (рис. 6.2).
Рис. 6.2. Внешний вид ЭЛТ-монитора
Принцип работы монитора очень прост: монитор получает
сигнал от компьютера и передает его на электронно-лучевую
пушку, которая формирует луч, рисующий на экране изображение.
В подавляющем большинстве случаев монитор представляет
собой самостоятельный конструктивный блок. К нижней части
корпуса прикреплена сферическая опора, которая позволяет
устанавливать экран под удобным для пользователя углом. Внутри
корпуса размещены: блок питания и электронные схемы,
необходимые для формирования экранного изображения, а также
сама электронно-лучевая трубка.
Рис. 6.3. Устройство электронно-лучевой трубки
Электронно-лучевая трубка представляет собой стеклянную
колбу (рис. 6.3), внутри которой находятся электронная пушка и
отклоняющая система. Внутренняя поверхность лицевой части
колбы покрыта специальным веществом, которое при облучении
потоком электронов начинает светиться (тот же принцип
используется в лампах дневного света). Для цветных мониторов это
вещество (люминофор), как правило, состоит из сложной смеси
редкоземельных металлов: иттрия, эрбия- и т. п. Для обеспечения
стабильной работы всей системы из колбы полностью откачан
воздух (создан вакуум).
Для создания изображения используется электронная пушка,
- 124 -
излучающая поток электронов сквозь металлическую решетку (так
называемую маску) на внутреннюю поверхность стеклянного
экрана монитора, которая покрыта разноцветными точками
люминофора. Скорость потока электронов ускоряется модулятором
интенсивности и ускоряющей системы. В результате, электроны
приобретают высокую энергию, часть которой используется впоследствии для свечения люминофора, т. е. попадание электронов на
точку люминофора заставляет ее испускать свет определенного
цвета. В цветном мониторе используются три электронные пушки,
каждая из которых отвечает за один из оттенков цветовой модели
RGB (Red Green Blue — красный, зеленый, голубой).
Каждая точка люминофора состоит из трех частиц,
различающихся по излучаемому цвету. Одна из них излучает
красный цвет, вторая — зеленый, а третья — голубой. Каждая из
трех электронных пушек рассчитана на обстрел конкретного цвета
точек. Изменяя интенсивность и комбинируя "обстрел" люминофора, электронная схема монитора формирует
окончательное изображение.
Для управления электронными пушками в мониторе имеется
управляющая электроника, от качества которой во многом зависит
качество работы монитора (даже с абсолютно одинаковой
электронно-лучевой трубкой). Трехлучевые ЭЛТ-мониторы можно
подразделить на два класса:
□ с дельтообразным расположением электронных пушек; □ с
планарным расположением электронных пушек.
Трубки с планарным расположением пушек иногда называют
кинескопами с самосведением лучей. Дело в том, что притяжение
Земли влияет на поток электронов, поэтому для нормальной работы
дельтообразной схемы требуется дополнительная регулировка
(сведение лучей). При дельтообразной схеме воздействие на
каждый луч абсолютно одинаково, так что дополнительной
регулировки для этих мониторов не требуется.
Как уже говорилось, поток электронов по пути к люминофору
проходит через специальную маску, предназначение которой
сводится к формированию растра изображения. Для производства
применяется два типа маски:
□ теневая маска (Shadow Mask);
□ щелевая маска (Slot Mask).
Теневая маска или, как ее еще называют, точечная (рис. 6.4)
- 125 -
используется в большинстве мониторов, производимых
компаниями LG, Samsung, ViewSonic, Hitachi, Belinea, Panasonic,
Daewoo, Nokia и многими другими.
Рис. 6.4. Внешний вид теневой маски и принцип ее работы
Щелевая маска или, как ее еще называют, полосовая (рис. 6.5)
используется в некоторых моделях мониторов производимых
компаниями NEC (ChromaClear) и Panasonic (PanaFlat, PureFlat).
Существует еще один тип, редко используемый, но имеющий
право на жизнь. Это апертурная решетка (Aperture Grill), которая
применяется для производства трубок компаний Sony (Trinitron) и
Mitsubishi (Diamondtron).
Различие между этими двумя разновидностями состоит в
различном подходе к формированию изображения (рис. 6.6).
Трубки, произведенные по этой технологии, имеют
стабилизационные нити, которые хорошо видны, особенно при
светлом фоне изображения на мониторе. Они обеспечивают значительно более контрастное и насыщенное изображение, а также
более высокое разрешение, чем более привычные два типа.
Недостатком можно считать менее качественное сведение лучей,
хотя это дело вкуса.
Рис. 6.5. Внешний вид щелевой маски и принцип ее работы
- 126 -
Рис. 6.6. Внешний вид апертурной решетки и принцип ее
работы
Различаются мониторы также формой кинескопов.
Существует три типа поверхности экрана:
□ сферический;
□ цилиндрический;
□ плоский.
Сферический экран (рис. 6.7) имеет выпуклую поверхность
экрана, за счет чего все точки расположены на одинаковом
расстоянии от электронной пушки. Применяется в самых дешевых
мониторах, т. к. качество изображения на них относительно плохое.
Рис. 6.7. Внешний вид сферического кинескопа
Цилиндрический экран (рис. 6.8) имеет форму плоскую по
вертикали и закругленную по горизонтали. Преимущество такого
экрана: большая яркость, меньшее количество бликов. Основные
торговые марки: Trinitron и Diamondtron.
Рис. 6.8. Внешний вид цилиндрического кинескопа
- 127 -
Рис. 6.9. Внешний вид плоского кинескопа
Плоский экран (рис. 6.9) — без комментариев.
Устанавливается в самых дорогих моделях мониторов. С виду
такой экран имеет вид вогнутого внутрь, но когда привыкнешь, то
другого уже не надо будет.
Важной потребительской характеристикой можно считать
наличие отражающего и защитного слоя на экране монитора. Могут
применяться нижеприведенные типы покрытий.
□ Антистатическое покрытие. Представляет собой тонкий
слой специального химического состава, который предотвращает
накопление электростатического заряда.
□ Кварцевое покрытие. Недорогое покрытие, которое
уменьшает блики на экране. Если поверхность никак не обработана,
то она будет отражать все предметы, которые находятся за спиной
пользователя, а также его самого. В техническом описании обычно
указывается, какой процент света отражается (например, 40%).
□ Многослойное антибликовое покрытие. Такое покрытие
обеспечивает высокую резкость при отсутствии бликов, но имеет
высокую стоимость (за удовольствие приходится платить).
Используется только в дорогих 21-дюймовых моделях.
Для отражения применяются материалы с различными
преломляющими свойствами. Некоторые производители добавляют
в покрытие химические соединения, играющие роль антистатиков,
препятствующих прилипанию пыли к поверхности экрана.
Покрытие должно отражать от экрана только внешний свет, а на
яркость экрана оно не должно оказывать никакого влияния. Как
видите, почва для работы имеется, поэтому различные производители используют отличные технологии, имеющие и
преимущества, и недостатки.
Жидкокристаллический монитор
Жидкокристаллический (ЖК) монитор часто называют LCDдисплеем (рис. 6.10), что переводится как дисплей на жидких
кристаллах (Liquid Crystal Display). Экран ЖК-монитора
представляет собой матрицу, состоящую из отдельных ячеек,
наполненных жидкими кристаллами.
- 128 -
Рис. 6.10. Внешний вид ЖК-монитора
Жидкий кристалл представляет собой вещество, которое
одновременно обладает свойствами жидкостей (текучесть) и
кристаллов (твердость). Для изготовления матриц используют так
называемые нематические кристаллы, молекулы которых имеют
форму палочек или вытянутых пластинок. ЖК-элемент, из которых
непосредственно состоит матрица, помимо кристаллов включает в
себя прозрачные электроды и поляризаторы. В отсутствие электрического поля молекулы нематических кристаллов образуют
скрученные спирали. При прохождении в этот момент луча света
через ЖК-элемент плоскость поляризации его поворачивается на
некоторый угол. Если на входе и выходе этого элемента поместить
поляризаторы, смещенные друг относительно друга на такой же
угол, то свет беспрепятственно сможет проходить через этот
элемент. Если же к прозрачным электродам приложено
напряжение, спираль молекул распрямляется и поворота плоскости
поляризации уже не происходит. Как следствие, выходной
поляризатор не пропускает свет. Примером может служить ЖКиндикатор наручных электронных часов.
Матрица жидкокристаллического экрана устроена следующим
образом: между двумя пластинами из чистого стекла находится
тонкий слой жидких кристаллов. На обеих пластинах есть
специальные бороздки, которые предназначены для ориентации
кристаллов строго определенным образом. Бороздки, сделанные из
прозрачного полимера, на каждой из пластин расположены
параллельно друг другу и перпендикулярно относительно другой
пластины. Таким образом вся масса кристаллов равномерно
распределена в получившихся маленьких ячейках (они же будущие
пикселы). Чем больше
ячеек в матрице, тем выше будет разрешение монитора, при
этом цвет получается за счет того, что на каждый пиксел
приходится три ячейки с кристаллами с разными оптическими
- 129 -
фильтрами (для трех основных цветов, RGB).
Получившаяся матрица освещается источником света, что
можно заметить по легкому свечению экрана сразу же после
включения монитора в сеть. Лампа подсветки может быть
расположена сбоку, а напротив может размещаться отражающее
зеркало. В некоторых моделях применяют две лампы,
расположенные друг против друга. Как только жидкие кристаллы
подвергаются воздействию электрического поля, их молекулы
начинают выстраиваться в соответствии с направляющими
бороздками, прохождение света в некоторых областях матрицы
"нарушается" и пользователю представляется некая картина. В ЖКмониторах помимо основного имеется еще несколько слоев,
предназначенных, как правило, для улучшения качества изображения. Они являются поляризационными фильтрами,
пропускающими только тот свет, который соответствует заданному
направлению. Данное направление задается бороздками, в которых
размещены жидкие кристаллы, а остальной свет фильтры либо
частично, либо полностью поглощают.
Различают пассивные и активные матрицы. В пассивных
матрицах используется построчное формирование изображения
путем последовательного подвода управляющего напряжения к
отдельным ячейкам. Из-за высокой электрической емкости ячеек
они обладают большой инерционностью, из-за которой может быть
не видно курсора мыши при слишком быстром движении.
Наилучшее предназначение пассивных матриц — вывод
статических картинок. В активных матрицах используется
несколько иной принцип работы: для каждой точки экрана
применяются отдельные управляющие элементы. Преимуществом
активных матриц является более значительный угол обзора, чем в
пассивных матрицах. К тому же они лучше справляются с динамическими изображениями. Способ изготовления вашего
монитора можно выяснить путем внимательного изучения
инструкции. Упоминание о технологии STN (Super Twisted
Nematic), DSTN (Double Super Twisted Nematic), TSTN (Triple Super
Twisted Nematic) или DSS (Dual Scan Screens) указывает на то, что
вы приобрели монитор с пассивной матрицей, а упоминание о
технологии TFT (Thin Film Transistor) или STFT (Super Thin Film
Transistor) говорит о наличии в мониторе активной матрицы.
Естественно, что "пассивные" мониторы значительно дешевле
- 130 -
"активных".
В современном мире ПК наиболее распространены мониторы
с активной матрицей изготовленных по технологии STFT,
наименование которой исходит от названия транзисторов,
используемых в качестве управляющих элементов. Отличие от
предыдущей модификации TFT состоит в наличии дополнительных
управляющих электродов, которые заставляют молекулы кристаллов вращаться. Это позволяет создать монитор, качество
изображения на котором мало зависит от угла зрения, чего не было
в первых моделях с TFT-технологией.
Технология производства жидкокристаллических матриц
очень сложна. Представьте, что для реализации разрешения
800x600 точек на матрице необходимо разместить 1 440 000
отдельных управляющих элементов. Чтобы хотя бы немного
удешевить выпуск ЖК-мониторов, производители намеренно
упрощают производственные линии, что сказывается на качестве
продукции. Очень часто даже у новых мониторов встречаются
нерабочие ячейки, которые либо постоянно светятся белым светом,
либо всегда остаются темными.
При выборе ЖК-монитора тщательно изучите поверхность
экрана сначала на белом, а затем на черном фоне. Обратите
внимание на возможное наличие "мертвых" пикселов.
Присмотритесь к яркости изображения в разных частях экрана.
Сегодня очень сложно найти мониторы с пассивной матрицей,
разве что на очень древнем ноутбуке, но, если вы работаете только
с офисными программами (да в Интернете), то вполне можно
приобрести такого "старичка". Очень важным параметром ЖКмонитора является угол обзора, особенно по вертикали, от которого
зависит равномерность яркости и насыщенности изображения,
независимо от угля зрения. Очень неприятно, когда вверху или
внизу экрана изображение становится бледным.
К сожалению, не существует жесткого стандарта на
максимально допустимое число неработающих точек, поэтому у
каждого производителя имеются собственные нормативы. Обычно
3—5 неработающих точек считается нормой. Наличие подобных
дефектов следует проверять в магазине, т. к. они заводским браком
не считаются и в гарантийный ремонт такие мониторы не
принимаются.
Все различия моделей ЖК-мониторов в основном сводятся к
- 131 -
изменению дизайна и наличию дополнительных функций вроде
USB-хаба, встроенных колонок и т. п. Причиной тому малое
количество производителей, выпускающих ЖК-матрицы и
электронику контроллеров. Логотип какой-нибудь неизвестной вам
фирмы, скорее всего, означает лишь то, что она занималась
разработкой дизайна и сборкой монитора (в стиле "а-ля
конструктор").
Огромное преимущество ЖК-мониторов над электроннолучевыми собратьями — полное отсутствие геометрических
искажений. По началу даже может показаться непривычным
отсутствие большого количества кнопок для настройки, которыми
так "гордятся" ЭЛТ-мониторы. На большинстве ЖК-мониторов
можно встретить следующие кнопки управления: настройка
яркости, контрастности, размера изображения, регулировка
цветовой температуры, изменение положения изображения и т. п.
Недостатком ЖК-мониторов можно считать физическую
неспособность работать в разных разрешениях. Качественное
изображение можно получить только при использовании "родного"
разрешения экрана, т. е. предусмотренного в качестве стандарта
производителем монитора. Единственно, что успокаивает, так это
большие разрешения по умолчанию, поддерживаемые
современными ЖК-мониторами (например, 1280x1024 точек).
Меньшие разрешения формируются двумя способами:
масштабированием, при котором контрастные детали теряют
четкость, и использованием только части пикселов. Иногда можно
встретить уменьшение размера видимой части экрана, при котором
изображение располагается в центре и содержит количество точек,
соответствующее разрешению.
Еще одна беда ЖК-мониторов — это неспособность
воспроизводить цветовую гамму, соответствующую режиму True
Color (24 бит). В лучшем случае, на что способны самые
распространенные модели, — это 18-битный цвет (немного лучше
High Color 16 бит). Хотя большая часть пользователей вряд ли
сможет увидеть разницу между двумя рядом стоящими оттенками,
что при 24-битном цвете, что при 18-битном.
Для ЖК-мониторов критичным является параметр,
характеризующий допустимый угол обзора. Дело в том, что из-за
специфики устройства и работы матрица жидких кристаллов
излучает вертикально ориентированный свет. Поэтому если
- 132 -
смотреть на такой монитор сбоку, то на изображении будут сильно
заметны искажения цвета. Таким недостатком обладают только
ЖК-мониторы. Для большинства моделей этот параметр находится
в пределах 40° по вертикали и 90° по горизонтали. Наиболее
современные технологии позволяют расширить угол обзора до 160°
и выше, что приближается к характеристикам ЭЛТ-мониторов.
Довольно проблематичным параметром для ЖК-мониторов
считается контрастность изображения. Дело в том, что яркость
свечения лампы дневного света очень сложно изменить (при работе
монитора они всегда включены), а блокировать полностью
прохождение света при помощи изменения свойств жидких
кристаллов не удается. В результате показатели контрастности ЖКмониторов значительно хуже, чем для ЭЛТ-мониторов (максимум
250:1 против 500:1).
Зато в области яркости изображения у ЖК-мониторов
конкурентов нет, по крайней мере, среди ЭЛТ-мониторов. Тогда
как электронно-лучевые трубки способны выдать примерно 100—
120 кд/м2, жидкокристаллические матрицы имеют характеристики
вдвое лучшие — 200—250 кд/м2 (табл. 6.1).
Таблица 6.1. Сравнительные характеристики мониторов
Таблица 6.1 (окончание)
- 133 -
Рекомендации по выбору монитора
Монитор — единственный компонент персонального
компьютера, который меняется очень редко. Именно поэтому к его
выбору следует отнестись особенно внимательно. Монитор должен
быть таким, чтобы можно было безопасно за ним работать и играть,
чтобы не болела голова и не уставали глаза. Мониторы не
поддаются модернизации, а если вам и удастся впоследствии его
продать, то за смешную цену. Поэтому прежде чем приобретать
что-либо, подумайте о покупке качественного монитора.
Размер экрана. Точнее было бы сказать размер рабочей
диагонали экрана. Дело в том, что у большинства моделей ЭЛТмониторов используется не вся поверхность экрана, т. к. часть ее
"съедается" пластиком корпуса. Для ЖК-мониторов такой
проблемы не существует. Минимальным сегодня является размер
15", рекомендуемым 17".
Частота регенерации экрана. Чем выше эта частота, тем более
устойчивым выглядит изображение на экране. Мерцание
изображения приводит к чрезмерному утомлению зрения, головной
боли и при длительном воздействии к ухудшению зрения.
Желательно, чтобы она составляла хотя бы 70 Гц (чем больше
размер экрана, тем выше должна быть частота регенерации). ЖКмониторы вообще не мерцают, благодаря другой технологии
- 134 -
изготовления (лампа ведь светит непрерывно).
Размер зерна. Чем меньше этот показатель, тем более высокое
разрешение доступно монитору. Если установленное разрешение
превышает возможности монитора, то самые мелкие детали будут
выглядеть смазанными. Наиболее качественными показателями
изображения обладают мониторы с зерном 0,25 мм.
Поддерживаемые разрешения. Минимальным разрешением на
сегодняшний день можно считать 1024x768 точек, т. к. более
низкие разрешения не могут обеспечить комфортной работы в
некоторых программах или играх. Для мониторов с небольшим
размером диагонали (14 и 15") может хватить и разрешения
800x600 точек. Для ЖК-мониторов существует только одно оптимальное разрешение, на которое рассчитана матрица. При выборе
остальных разрешений качество изображения оставляет желать
лучшего, хотя на вкус и цвет товарищей нет... (табл. 6.2).
Таблица 6.2. Рекомендованные характеристики для мониторов
Глубина цвета. Особенно важен этот параметр, когда
компьютер планируется использовать для редактирования
фотографий, просмотра видеофильмов и т. п. Это позволит в
полной мере насладиться всеми возможностями, предоставляемыми ПК.
Допустимые углы обзора. В этом плане побеждают ЭЛТмониторы, хотя некоторые модели ЖК-мониторов уже имеют
характеристики, близкие к ним.
Характеристики кинескопа. Обратите внимание на наличие
- 135 -
защитного покрытия, которое препятствует отражению внешнего
света. Это позволит вам нормально работать даже в хорошо
освещенном помещении. Очень важным является наличие
антистатического покрытия, потому что налипающая пыль со
временем может снизить яркость изображения (правда, если регулярно ее не удалять).
Вес и размеры. Средний вес ЭЛТ-мониторов: 15" равен 12—15
кг, 17" равен 12—20 кг, 19" равен 21—28 кг и 21" равен 25—34 кг,
вес ЖК-мониторов может быть в пределах от 4 до 10 кг. Типичные
размеры ЭЛТ-мониторов показаны в табл. 6.3, при этом
аналогичные ЖК-мониторы имеют общую глубину корпуса на 50—
60% меньшую (рис. 6.11)
Рис. 6.11. Даже внешне ЖК-мониторы сильно отличаются от
ЭЛТ-мониторов
Таблица 6.3. Типовые размеры ЭЛТ-мониторов
Потребляемая мощность. ЭЛТ-мониторы потребляют энергии
в зависимости от размера экрана от 65 до 140 Вт. ЖК-мониторы
являются более экономичными — они потребляют от 25 до 70 Вт (в
среднем 35—40 Вт).
Дополнительные возможности. Все профессиональные
мониторы должны поддерживать регулировку цветовой
температуры, которая определяет, какой оттенок на мониторе будет
у белого цвета. Это очень полезная функция, когда очень важно
видеть, какой цвет на самом деле имеет тот или иной объект
(например, при подготовке рекламных буклетов и другой типографской продукции). Современные мониторы, как правило, имеют
- 136 -
несколько фиксированных значений цветовой температуры.
Стоит обратить внимание еще на одну удобную особенность,
которую имеют некоторые модели ЖК-мониторов, — возможность
повернуть дисплей на 90°, т. е. изменить альбомную (Landscape)
ориентацию экрана на портретную (Portrait). Это очень удобно при
работе с Web-страницами или большими документами, где
дополнительная высота изображения в портретной ориентации
оказывается весьма полезной.
Излучение — опасно ли оно?
При покупке нового монитора всегда возникает вопрос о
безопасности для здоровья. Считается, что длительная работа за
монитором может обострить заболевания глаз. Причина —
постоянное электромагнитное излучение. Миф это или чистая
правда? Ответ неоднозначен: вообще-то неправда, но к советам по
безопасности стоит прислушиваться. Давайте рассмотрим этот
вопрос подробнее.
Работающий монитор является источником практически всех
видов электромагнитного излучения: от рентгеновского до
сверхнизкочастотного. Воздействие разных частот на организм
человека неодинаково. Всем известно, что рентгеновское излучение
вредно для человека только в больших количествах. По этой
причине не рекомендуют пользоваться им больше раза в год
(имеются в виду медицинские цели), повсеместно начинают
вводить новые технологии "просветки" человеческого тела,
например ультразвук. В малых же дозах рентген никакого вреда не
приносит. Интересно, что поверхность земли сама является
источником излучения. Не зря увеличение радиационного фона
обычно указывают в процентах от естественного фона. Это только
подтверждает информацию о том, что маленькая доза никакого
вреда не приносит. Как это относится к мониторам? Дело в том, что
все современные мониторы имеют уровень рентгеновского
излучения, сравнимый с естественным фоном, поэтому миф о
возможности возникновения рака после длительного сидения перед
монитором можно развеять по ветру. Для того чтобы избежать
покупки бракованного монитора, возьмите с собой в магазин
счетчик Гейгера.
Если говорить о частотах нижнего диапазона, то степень их
влияния на организм человека изучена очень плохо. Исследования
показывают различные результаты: одни говорят об их вреде для
- 137 -
здоровья, другие — отрицают результаты первых. Хотя одно
можно сказать точно. При воздействии низких частот в течение
10—15 лет практически, согласно результатам исследований, не
возникает никаких злокачественных опухолей. Это немного успокаивает, но малая степень изученности заставляет все-таки
беспокоиться об уменьшении уровня излучения от монитора.
Но тогда возникает вопрос: "А почему после длительной
работы за компьютером начинают болеть глаза или, например,
голова?" Причин может быть несколько, но излучение здесь явно
не виновато.
Особенностью зрения является то, что нервная система
человека воспринимает так называемую "полезную информацию",
т. е. информацию, которую мозг в силах обработать и осмыслить.
Вся остальная информация мозгом воспринимается, но не
анализируется. Мы ее как будто не замечаем. В нашем случае это,
например, моргание кадровой развертки. Все, наверное, обращали
внимание на то, что, когда по телевизору показывают монитор
компьютера, его экран очень сильно моргает по вертикали. Это и
есть кадровая развертка. В старых мониторах использовалась
частота 50 Гц, которая как раз и вызывает быструю утомляемость
при работе за компьютером. Даже лампы дневного света
устанавливают попарно, подключая их в противофазе, чтобы
компенсировать пульсацию света частотой 50 Гц, равной частоте
переменного тока в электрической сети. Учитывая данный фактор,
все современные мониторы поддерживают повышенные частоты
кадровой развертки (60, 75, 85 или 100 Гц), что позволяет снизить
утомляемость при работе.
Для урегулирования параметров монитора были приняты
стандарты, предъявляющие требования к безопасности их
применения. Существует несколько разновидностей стандартов
безопасности. Это MPR (MPRII) — стандарт, определяющий
параметры электромагнитной безопасности, и ТСО (92, 95, 99) —
стандарт, регулирующий воздействие всех потенциально вредных
факторов: электромагнитного излучения, энергосберегающих,
эргономических и экологических параметров. Каждая новая версия
стандарта предъявляет все более жесткие требования к
безопасности, чем предыдущая. При покупке монитора обратите
внимание на соответствие его параметров одному из стандартов
безопасности. Надписи вроде "Low Radiation" значения никакого не
- 138 -
имеют, т. к. они играют сугубо рекламную роль. Минимально
приемлемым при покупке нового монитора является стандарт
MPRII или ТСО'99. Узнать о поддержке этих стандартов
конкретной моделью монитора можно, внимательно изучив
паспорт или посетив официальный сайт производителя. Как
правило, на одной из страниц сайта приводятся технические
характеристики всех выпускаемых моделей. Можно также
посетить сайт,
посвященный описанию одного из видов стандарта, например,
http:// www.tcodevelopment.com/.
И немного о защитных экранах. Защитный экран способен
уменьшить напряженность электрического поля до величины,
соответствующей стандарту безопасности. Однако он никак не
влияет на величину магнитной составляющей электромагнитного
поля сверхнизкой частоты. Зато такой экран позволяет немного
увеличить контрастность изображения и устранить блики от
внешнего освещения, что в принципе уменьшает утомляемость
зрения.
Общие рекомендации по выбору безопасного монитора.
□ Наиболее оптимальный режим работы цветного монитора
— True Color. При этом монитор отображает количество оттенков,
даже немного превышающее разрешающую способность глаза,
что позволяет добиться плавного перехода оттенков на картинке
любой сложности.
□ Разрешение экрана должно быть не менее 800x600 точек
(для мониторов 15") или 1024x768 точек (для мониторов 17" и
более).
□ Частота кадровой развертки должна быть не менее 60 Гц.
Лучше всего, когда монитор поддерживает эту частоту даже для
режима MS-DOS. Оптимальным вариантом считается
максимально возможная частота для вашей видеосистемы (в
пределах 85—100 Гц).
□ Следует избегать бликов на экране монитора. При их
наличии попробуйте изменить направление освещения или
используйте антибликовый экран.
О Размер зерна должен быть как можно меньше (но не более
0,28 мм).
Немного о шлемах виртуальной реальности
С давних времен человек мечтает создать совершенный
- 139 -
компьютер. Виртуальный шлем это одна из тех маленьких крупиц
большой мечты (рис. 6.12).
Практически у всех со словом "виртуальность" появляются
воспоминания о великом множестве фантастических фильмов,
подобных, например, "Матрице".
Несмотря на то, что даже самые современные виртуальные
шлемы не способны обеспечить очень высокое качество
изображения (на уровне SVGA), энтузиастов компьютерного мира
это нисколько не останавливает. Обычно разрешение
воспроизводящей матрицы составляет от 180 до 360 килопикселов
на квадратный дюйм.
Виртуальный шлем подключается либо к выходу видеоплаты,
либо к выходу специального контроллера. Наушники
подключаются к выходу звуковой платы, по качеству, как правило,
они схожи с хорошими бытовыми наушниками (качество звука
очень сильно зависит от того, насколько хороша
установленная звуковая плата). Шлемы подключаются
практически ко всему, где есть видеовыход: видеомагнитофону,
DVD-проигрывателю и т. п. Неплохо в шлеме смотреть
видеоролики, но читать из-за низкого разрешения практически
невозможно. У "навороченных" моделей присутствует встроенный
магнитный сенсор, позволяющий эмулировать манипулятор
"мышь", управляя курсором движениями головы. Устройство
стереоизображения, к сожалению, не всегда входит в стандартный
комплект, и его приходится приобретать за отдельную плату.
Обособленной категорией стоят устройства управления
курсором — трекеры (tracker), позволяющие заменить мышь.
Обычно трекеры выпускаются в СОМ- и USB-вариантах и
прикрепляются практически к любой модели виртуального шлема.
Игра в виртуальном шлеме, конечно, не может достигнуть
такой напряженности, как при использовании привычного
монитора, но реалистичные эффекты, стереоизображение и звук
вполне могут удовлетворить самого взыскательного игромана.
Производители мониторов
□ Acer — http://www.acer.ru/
□ ADI — http://www.adi.cora.tw/
□ Belinea — http://www.maxdata.de/produkte/
□ Bliss — http://www.bliss.ru/
□ CTX Group — http://www.ctx.com.tw/
- 140 -
□ Daewoo — http://www.daewoo.com/
□ Daytek Electronics Corporation — http://www.daytek.ca/
□ Digiview Monitors — http://www.digiview.com/
□ Hansol — http://www.hansol-us.com/ □ Hewlett-Packard —
http://www.hp.ru/
□ Hitachi — http://www.hitachi.ru/
□ Hyundai America — http://www.hea.com/,
http://www.hyundaiq.com/
□ IIyama — http://www.iiyama.com/
□ LG — http://www.Ig.ru/
□ MAG InnoVision — http://www.maginnovision.com/
□ Magnavox — http://www.magnavox.com/
□ Mitsubishi Electronics America, Inc. — http://www.mitsubishidisplay.ru/
□ NEC — http://www.necmitsubishi.ru/
□ Nanao-Eizo — http://www.eizo.co.jp/welcome/ □ Nokia —
http://www.nokia.com.ru/
□ Optiquest — http://www.optiquest.com/products/products.htm
□ Philips — http://www.philips.ru/
□ Radius Research — http://www.radius.com/ □ RoverScan —
http://www.roverscan.com/
□ Samsung Electronics — http://www.samsung.ru/
□ Sony Computing — http://www.sony.ru/
□ Tatting — http://www.tatung.co.uk/
□ ViewSonic Corporation — http://www.viewsonic.ru/
□ Zenith Data Systems — http://www.zds.com/
Проблемы, характерные для мониторов
Проблемы, возникающие из-за монитора, видны сразу, да оно
и понятно, ведь большую часть времени мы смотрим в него и сразу
же замечаем — что-то не так. Наиболее характерны следующие
признаки:
□ пропало изображение, хотя монитор подключен к
компьютеру как обычно;
□ изображение на экране какое-то размытое, нечеткое;
□ цвета то появляются, то пропадают;
□ при изменении каких-нибудь параметров экрана
изображение пропало
и т. д.
Решение этих и еще множества других проблем вы найдете в
- 141 -
части III, посвященной ремонту компонентов персонального
компьютера.
ГЛАВА 7
Материнская плата
Название "материнская плата" произошло от английского
слова motherboard. Судя по названию, несложно догадаться, для
каких целей она нужна компьютеру. Прямо как настоящая мать она
"дает жизнь" всем остальным компонентам компьютера, постоянно
"кормит" их необходимым питанием, всегда готова "выслушать"
любое из подключенных устройств — все эти функции, вероятно, и
привели к такому названию, а возможно нет. Дело в том, что
иностранные языки, в частности английский, не обладают
настолько большим количеством синонимов как, например,
русский, поэтому зачастую за границей описывают объект
иносказательно, используя привычные слова, но, прибавляя к ним
различные приставки, которые указывают на направление
смыслового перевода. Попробуйте перевести слово "motherboard" в
каком-нибудь англо-русском переводчике, например, Magic Gooddy
2000. Перевод получается совсем не такой, как мы привыкли
считать, а именно "объединительная плата", что, наверное, намного
ближе по смыслу, чем первый вариант.
Теперь понятно, почему материнская плата считается самым
главным компонентом любого компьютера — она объединяет все
остальные компоненты в единое целое, т. е. отдельные устройства
начинают работать вместе, образуя тем самым компьютер. Каждое
отдельное устройство само по себе абсолютно ничего не значит.
Представьте себе одинокую мышь посередине стола — разве она
похожа на компьютер? Нет, потому что она является всего лишь
манипулятором, который при помощи разъема на материнской
плате подключается к единой внутренней системе компьютера и
только после этого может называться компьютерной мышью —
мышью, которая подключается к компьютеру. Все остальные
устройства (платы расширения, принтер, монитор) также имеют
значение только после подключения их в единую систему, а до
этого они остаются товаром, который стоит на полке и ждет своего
покупателя.
Но хватит теории, давайте попробуем взглянуть на данный
вопрос с практической стороны. Материнская плата (иногда ее
называют системной платой) является самой большой платой во
- 142 -
всем компьютере. Для чего это нужно? Представьте себе, сколько
всего устройств можно подключить к компьютеру: как минимум,
около десятка. Для каждого из них на материнской плате имеется
отдельный разъем. Посмотрите на заднюю панель системного
блока и посчитайте, сколько установлено различных плат (их можно увидеть по разъемам, выходящим наружу). Для каждой из этих
плат имеется собственный разъем на материнской плате. Вот по
этой причине самая главная плата в компьютере имеет такие
большие размеры.. Если вы ни разу ее не видели, то найдите
коробку с надписью "Motherboard" среди тех, что были отданы вам
вместе с новым компьютером. Размер этой коробки в точности
соответствует размеру материнской платы.
Итак, стало известно, что материнская плата это самая
большая печатная плата, которая несет на себе главные
компоненты компьютерной системы: центральный процессор,
оперативную память, микросхемы поддержки (чипсет),
центральную магистраль (шину), контроллер шины и большое
количество различных разъемов. Разъемы предназначены для
подключения к материнской плате других плат (контроллеров, плат
расширения и т. д.). Часть разъемов в исходной комплектации
персонального компьютера обязательно остаются свободными, что
позволяет потом без проблем осуществлять добавление
разнообразных устройств. Кроме того, на плате может находиться
некоторое количество перемычек или микропереключателей, с
помощью которых производится настройка электрической схемы
платы. На плате также расположены различные контакты, к
которым при помощи специальных соединительных кабелей
подключаются дополнительные устройства.
Разновидности материнских плат
Многие слышали, что существуют различные системные
блоки: те, которые могут сами отключаться, и те, на которых для
выключения обязательно нужно нажать кнопку Power. Еще одним
ярким отличием системных блоков всегда был их размер: одни
представляют собой небольшой горизонтальный "чемоданчик",
другие же стоят, гордо возвышаясь над монитором, прямо как
небоскреб где-нибудь в Нью-Йорке. Но мало кто знает, что эти
различия в размерах и принципах работы очень тесно
взаимосвязаны с размерами и функциональными возможностями
материнских плат. Существует целый ряд различных типов, при
- 143 -
этом для объяснения принадлежности платы к одному из типов
применяют термин "форм-фактор".
Форм-фактор представляет собой описательный термин,
который включает в себя такие признаки, как размеры материнской
платы, особенности размещения различных компонентов на плате и
соответственно ее функциональные возможности.
Существует два самых распространенных сегодня формфактора: AT и АТХ. Рассмотрим особенности каждого из них.
Форм-фактор А Т представляет собой наиболее "древний" тип
материнской платы, который применялся в IBM PC с самых первых
моделей. Помимо основного типа существует еще один
"урезанный" вариант форм-фактора — Baby-AT, который
представляет собой плату с уменьшенными размерами. В
результате этого появилась возможность значительно уменьшить
размеры системного блока.
Размер материнской платы AT может достигать в ширину 30
см, из-за чего ее нельзя поместить в большинство
распространенных сегодня системных блоков. Монтажу такой
платы в корпус компьютера, как правило, мешают отсеки,
предназначенные для установки дисководов и жестких дисков, а
также блок питания. Такие платы в последний раз применялись для
компьютеров на базе процессоров Intel 386 и в настоящее время
уступили место своему "младшему брату" Baby-AT. Размеры этих
плат составляют около 22 см в ширину и примерно 33 см в длину,
хотя некоторые производители могут уменьшать длину платы,
руководствуясь только им понятными принципами, ведь чем
меньше плата, тем меньше на ней можно разместить разъемов.
Скорее всего, делается это в целях экономии на производстве плат,
чтобы привлечь покупателя в первую очередь низкой стоимостью, а
не функциональными возможностями.
Для материнских плат форм-фактора AT, как правило,
характерны нижеприведенные особенности.
□ Разъем для процессора устанавливается в части, ближней к
передней панели системного блока. При этом после установки
процессора и охлаждающего кулера иногда становится
затруднительной установка полноразмерных плат расширения.
□ Разъемы для модулей памяти устанавливаются, как правило,
очень близко к верхнему краю платы, рядом с разъемами для
подключения жесткого диска, дисковода и т. п. Такое размещение
- 144 -
затрудняет установку или замену модулей, т. к. с одной стороны
доступ к разъемам закрывает блок питания, а с другой кабели,
соединяющие материнскую плату с накопителями.
□ Практически все порты ввода/вывода, кроме
предназначенного для клавиатуры, для которой имеется запаянный
в плату разъем, представляют собой набор обычных штырьковых
контактов, изредка окаймленных пластмассовым кожухом,
препятствующим неправильному подключению. Соответствующие
внешние разъемы портов, установленные на металлических
планках (скобках), подключаются к ним при помощи плоских соединительных кабелей, мешающих установке, например плат
расширения, и ухудшающих воздухообмен внутри системного
блока.
□ Все штырьковые разъемы на материнской плате собраны в
одном месте, из-за чего затруднено подключение некоторых
кабелей. Например, если подключены кабели к первому каналу IDE
и контроллеру флоппи-дисковода, то будет очень сложно
подключить кабель к находящемуся между ними разъему второго
канала IDE. Сначала приходится отключать один из крайних
разъемов, а уже потом после подключения среднего кабеля
возвращать его на место.
□ Для соединения с блоком питания используются два
совершенно одинаковых разъема, что приводит к постоянной
путанице при их подключении к плате.
Рис. 7.1. Материнская плата современного форм-фактора АТХ
Форм-фактор АТХ был с самого своего создания нацелен на
исправление всех тех недостатков, которые были перечислены
ранее для форм-фактора AT. Вот какими характеристиками
обладают большинство материнских плат этого типа (рис. 7.1).
- 145 -
□ Разъем для процессора вынесен в сторону от слотов
расширения, что позволяет без проблем использовать очень
высокие кулеры и полноразмерные платы расширения. Правда, изза конструктивных особенностей процессор теперь находится
прямо под блоком питания, но в большинстве случаев это не
мешает, т. к. процессор очень редко подвергается замене. Тем более
что вентилятор блока питания теперь дополнительно охлаждает
процессор.
□ Разъемы для модулей памяти теперь находятся в стороне от
других разъемов и всегда доступны для пользователя, что облегчает
установку или
замену модулей.
□ Разъемы абсолютно всех интегрированных в материнскую
плату портов ввода/вывода теперь запаяны в саму плату, что не
только облегчает сборку компьютера, но и значительно улучшает
воздухообмен в системном блоке (рис. 7.2). К тому же полностью
исключается возможность неправильного подключения кабелей.
Рис. 7.2. Материнская плата АТХ — вид со стороны разъемов
□ Разъемы для подключения жестких дисков и флоппидисковода теперь находятся в непосредственной близости от самих
устройств, позволяя тем самым уменьшить длину соединительных
кабелей и увеличить стабильность работы системы.
□ Для соединения с блоком питания теперь
используется один-единственный 20-контактный разъем, плюс
появилась возможность про□ граммного управления питанием компьютера. Правда,
согласно спецификации ATX v2.03 на платах размещается
дополнительный 4-контактный разъем для подведения напряжений
5 и 12 В.
Для удешевления материнских плат производители решились
на создание "урезанной" версии этого форм-фактора — Micro-ATX.
Плата стала практически квадратной со стороной примерно 24 см,
при этом на самой плате может находиться не более 4-х слотов
- 146 -
расширения. В принципе, такое решение вполне оправдано, т. к.,
во-первых, в последнее время стали очень распространены
интегрированные звуковые и видеоплаты, во-вторых, дешевые
офисные системы, как правило, содержат не более 1—2 плат
расширения, что позволяет, например, использовать материнскую
плату с одним AGP и двумя PCI-слотами. Неиспользуемые слоты в
этом случае были бы излишними, особенно в плане конечной
стоимости компьютера.
Из всего вышесказанного можно сделать выводы, что сегодня
наиболее актуальным является форм-фактор АТХ. Для того чтобы
окончательно убедить вас в этом, приведу еще раз основные его
преимущества.
□ Возможность программного управления питанием
(включение и выключение) при помощи встроенных средств
современных операционных
систем Windows. При этом вы можете настроить свой
компьютер на автоматическое включение в определенное время, а
по истечении установленного периода, в который могут быть
автоматически запущены программы, например, для "скачивания"
файлов из Интернета, он может самостоятельно отключиться.
□ При сборке компьютера с АТХ материнской платой вам не
придется часами изучать инструкцию, чтобы правильно
подключить все необходимые разъемы. Это уже сделали за вас
сами производители.
□ Меньшее количество проводных соединений внутри
системного блока позволяет создать более качественную систему
охлаждения, что выражается, например, в возможности установки
дополнительных вентиляторов и т. п. Это очень важно для мощных
современных процессоров и видеоплат, которые выделяют
значительное количество тепла.
Как всегда, не обошлось и без серьезных недостатков.
Например, из спецификации АТХ исчез 25-контактный разъем
СОМ-порта, так что если у вас имеется устройство, его
использующее (например, внешний модем), то вам придется
дополнительно приобретать переходник, позволяющий подключить
это устройство к 9-контактному разъему.
Конструкция материнской платы
Материнская плата представляет собой плату из
стеклотекстолита с нанесенным на нее рисунком электрических
- 147 -
соединений компонентов, установленных на плате. Современные
платы, как правило, имеют не менее 6— 8 слоев, предназначенных
не только для разводки сигналов, но и для обеспечения всех
компонентов качественным питанием. Дело в том, что согласно
принятым стандартам между каждой парой слоев, служащих для
разводки сигналов, должен находиться сплошной слой меди,
подключенный к одному из контактов питания (так называемая
шина питания). Это позволяет достичь более устойчивой работы
системы при максимальных нагрузках и критическом
температурном режиме. Дешевые материнские платы малоизвестных производителей чаще всего таких слоев не имеют, что
сказывается на стабильности работы систем на базе этих плат.
Для подключения компонентов компьютера к материнской
плате используют два способа: соединение пайкой и при помощи
разъемов. Пайка применяется для тех компонентов, которые
являются обязательными для работы компьютера и никоим образом
не предназначены для замены на аналогичные компоненты. Это,
например, микросхемы тактового генератора, портов ввода/вывода
и т. п. От качества пайки во многом зависит не только стабильность
работы всей системы, но и ее долговечность. Наличие, например,
клякс припоя в конечном итоге может привести к замыканию и
выходу из строя до этого нормально работающей платы.
Теперь о разъемах. Посмотрите еще раз на приведенный ранее
рисунок (см. рис. 7.1), на нем прекрасно видно, что материнская
плата просто "усыпана" всякими разными разъемами. Если
посчитать общую площадь всех установленных на плате
микросхем, то, скорее всего, ее можно было бы разместить в
корпусе 3,5" дисковода. Но этого производители не сделали.
Почему? Какая польза от такого количества разъемов? Ведь всем
известно, что лучше пайки "разъема" не найти, а тут такое
количество да еще все разные.
Главная причина этого имеет свои корни в истории создания
компьютера IBM PC — это открытая архитектура. Персональный
компьютер по "прихоти" разработчиков превратился в
обыкновенный конструктор. Такой подход позволил получить ряд
преимуществ.
□ Вы можете купить компьютер, обладающий самым
минимальным количеством возможностей и постепенно добавлять
их по мере необходимости. Например, для начала можно купить
- 148 -
компьютер без звуковой платы, с маленьким жестким диском, а
уже потом установить то, чего бы вам хотелось больше всего:
хорошую звуковую плату, огромный жесткий диск и т. п.
□ Вы можете выбрать устройство любой модели и любого
производителя, при этом можете быть уверены, что оно без
проблем подойдет к компьютеру.
□ Вы можете самостоятельно и очень быстро заменить
неисправное устройство, а то и вовсе отключить его, и спокойно
продолжить работу за компьютером.
Даже эти три пункта говорят о большом преимуществе
разъемов над традиционной пайкой. А уж как организовать
бесперебойную работу устройств, пусть думают господа ученые —
наше дело пользоваться "благами цивилизации". При покупке
платы стоит обратить внимание на то, чтобы все разъемы были
выполнены аккуратно и желательно, чтобы все они были позолочены.
Поверхность практически всех материнских плат покрыта
специальным защитным лаком, который предохраняет проводники
как от механических воздействий, так и от воздействия пыли,
различных жидкостей, вроде чая, кофе, пива и т. п. В последнее
время стала популярной технология, когда обе внешние
поверхности платы покрываются тонким слоем серебра. Такие
материнские платы имеют значительное преимущество перед
традиционным исполнением, т. к. двухсторонний слой серебра
позволяет значительно уменьшить электромагнитное излучение (до
50%), что является все более актуальным с постоянным
повышением скорости работы всех компонентов компьютера и
увеличением уровня различных паразитных сигналов.
Для крепления платы в системном блоке используются
пластиковые держатели и винтовые стойки, для которых по краям
платы просверлены отверстия, обычно шесть штук: три ближе к
задней стенке системного блока и
три на противоположной стороне (более подробно процесс
установки рассмотрен в части II, посвященной модернизации
компьютера).
Компоненты материнской платы
Как вы уже знаете, материнская плата представляет собой
один из самых важных компонентов компьютера (имеется в виду ее
функциональное предназначение). Это позволяет предположить,
- 149 -
что устройство этой платы должно отличаться особой сложностью,
ведь компьютер объединяет в себе очень разные по своим
параметрам устройства. На самом деле, если посмотреть на любую
материнскую плату, можно заметить большое количество самых
разнообразных микросхем — одни имеют довольно маленькие
размеры и небольшое количество выводов, другие по размеру
сопоставимы с центральным процессором. Но, несмотря на
кажущуюся сложность, все-таки вполне реально выделить среди
этого множества компонентов несколько функциональных блоков,
предназначенных для строго определенных функций. Чем мы и
займемся.
Обязательными компонентами любой материнской платы
являются: чипсет, разъемы для подключения процессора, модулей
оперативной памяти, жестких дисков, плат расширения, дисковода,
а также различные вспомогательные элементы вроде стабилизатора
напряжения, фильтрующих конденсаторов и т. п. Еще можно
выделить микросхему постоянной памяти, о роли которой вы
узнаете немного позже. Чтобы понять функциональное предназначение каждого из компонентов, мы рассмотрим их более
подробно, что к тому же позволит вам лучше сориентироваться при
выборе материнской платы для вашего компьютера.
Чипсет
Название произошло от английского наименования Chip Set,
что переводится как "набор микросхем". Он включает в себя
практически всю электронную схему материнской платы,
объединяя в себе контроллеры памяти, портов ввода/вывода и т. п.
Функционально этот набор микросхем представляет
своеобразную "обвязку" центрального процессора, позволяющую
организовать работу всех подключаемых устройств в единой
системе. Чипсет выполняет согласование высокой скорости работы
процессора с более низкой скоростью работы подключаемых
устройств, некоторые управляющие функции, например,
управление работой жесткого диска и многое другое. От
возможностей чипсета зависят такие параметры, как:
□ тип и диапазон тактовых частот поддерживаемого
процессора;
□ максимальный объем кэш-памяти второго уровня,
установленной на процессоре;
□ максимальный объем кэшируемой основной памяти;
- 150 -
□ тип, максимальный объем и количество поддерживаемых
модулей памяти;
□ поддерживаемая спецификация интерфейса АТА и многое
другое.
Чипсет, как правило, выполнен в виде двух больших
микросхем (северного и южного моста), по своему размеру
сравнимых с центральным процессором. По причине особой
важности северного моста (см. гл. 2), он располагается в отдельной
микросхеме, от маркировки которой, как правило, зависит название
всего чипсета. Например, i845, i440BX, SiS745 (рис. 7.3). При этом
используется только код микросхемы внутри каждой серии,
например, чипсет SiS471 назван так в честь микросхемы с
маркировкой SiS85C471. Все известные производители чипсетов
обязательно включают свою торговую марку в название всех
разработанных ими микросхем (Via, Intel и т. п.). Безымянные
чипсеты вроде HXPRO обычно являются перемаркированными
чипсетами известных фирм. Таким способом некоторые компании
(например, PCChips) стараются "скрыть" имя возможно неудачного
чипсета, чтобы акцентировать все внимание пользователя на
низкой стоимости продукции, а не на функциональных
возможностях.
Рис. 7.3. Микросхема северного моста чипсета SiS745
Практически все известные производители чипсетов
используют для названия своей продукции, помимо буквенных и
цифровых кодов, различные торговые марки, что позволяет
объединить целый ряд различных чипсетов в единое семейство.
При этом в рекламной кампании используется именно торговая
марка, что дает возможность смело выводить на рынок новую продукцию под этой же маркой, не боясь, что та будет плохо
раскупаться. Яркий пример такого подхода семейство чипсетов
Aladdin компании ATi (бывшая компания Acer Laboratories Inc.,
сокращенно ALi).
Термин "интегрированный чипсет" означает наличие
встроенных функций, которые обычно реализуются в виде плат
расширения. Например, интегрированный звук или сетевой
контроллер (рис. 7.4). Главная отличительная черта такого решения
- 151 -
— значительное уменьшение стоимости компьютера за счет
некоторого падения производительности. Дело в том, что интегрированные видео, звуковые платы и т. п. интенсивно используют
ресурсы центрального процессора и основной памяти. Это
отрицательно сказывается на общей производительности
компьютера, поэтому интегрированные материнские платы
наилучшим образом подходят только для офисных систем.
Рис. 7.4. Микросхема сетевого контроллера, интегрированная
в материнскую плату
Как правило, чипсеты разрабатываются одними компаниями, а
материнские платы на их основе собираются совершенно другими
компаниями. Например, всем известная компания ASUSTek
Computer Inc. давно выпускает самые разнообразные материнские
платы, но она никогда не занималась разработкой и выпуском
чипсетов.
Разъем для процессора
Разъем для подключения процессора очень часто называют
английским словом Socket (произносится "сокет"), что переводится
как гнездо. Существует, правда, еще одна разновидность разъемов,
которая некоторое время использовалась, но она не получила
широкого распространения. Называется эта разновидность Slot
("слот"), т. к. конструктивно она очень похожа на разъемы для
подключения плат расширения, имеющих то же название.
Рис. 7.5. Пустой процессорный разъем Socket 370
В настоящее время широко используется разновидность
Socket ZIF, что указывает на способ фиксации процессора в разъеме
после его установки — Zero Input Force переводится как нулевое
- 152 -
усилие при установке (рис. 7.5). Действительно, для установки
процессора в такой разъем не требуется прилагать практически
никаких усилий в отличие, например, от разъема для микросхемы
BIOS. Конструктивно Socket ZIF представляет собой пластиковый разъем с зажимом, расположенным сбоку корпуса
разъема, предназначенным для предотвращения самопроизвольного
выпадения процессора. При установке рычаг зажима должен быть
максимально поднят вверх.
Разъемы типа Slot конструктивно представляют собой
пластиковый разъем с двумя рядами контактов. В него
устанавливаются процессорные платы с ножевым разъемом.
Впервые такая конструкция была предложена компанией Intel для
процессоров Pentium II, что отчасти было вынужденной мерой. Вопервых, таким способом она добивалась максимального
удешевления конструкции процессора, во-вторых, был создан
уникальный процессорный разъем, который был полностью
защищен законом об авторском праве, из-за чего конкурирующие
компании не имели права использовать его для своей продукции.
Так компания Intel пыталась отгородить своих конкурентов с их
разработками под разъем Socket 7 от рынка производительных систем, применив теперь уже устаревший конструктив в качестве
основы для систем начального уровня.
Существует целый ряд разновидностей процессорных
разъемов, описание которых вы можете найти в табл. 7.1. Следует
заметить, что сегодня наиболее распространены следующие типы
разъемов — Socket 370, Socket FC-PGA, представляющие собой
разновидность первого типа, Socket А и Socket 478. Согласно
заявлениям производителей процессоров первые два типа с 2003
года перестанут поддерживаться, поэтому наиболее актуальны
только последние два: первый применяется для процессоров AMD,
второй для процессоров Intel.
Таблица 7.1. Типы процессорных разъемов, используемые в
IBM PC
- 153 -
Еще несколько слов стоит сказать о системе крепления кулера.
Обычно для этой цели используются два выступа, расположенных
на противоположных концах разъема.
Шины расширения (описание, разъемы)
История шин расширения начинается с первого компьютера
IBM PC и его единственной шины ISA (Industry Standard
Architecture). Открытая архитектура и полная поддержка IBM
сторонних производителей привели к появлению очень широкого
спектра плат расширений, позволивших использовать
персональный компьютер практически во всех сферах деятельности
- 154 -
человека.
В дальнейшем потребность в повышении производительности
компьютера привела к появлению целого ряда различных
расширенных модификаций
этой шины — EISA (Extended ISA), VLB (VESA Local Bus).
Ни один из этих видов расширения не протянул так долго, как
оригинал. Даже сегодня продолжают использоваться устройства,
подключаемые к шине ISA.
Единственным способом реального повышения
производительности стала разработка принципиально новой шины
расширения. Работа в этом направлении привела к появлению
шины PCI (Peripheral Component Interconnect), которая до сих пор
используется даже в самых мощных и производительных
компьютерах.
Последней появилась шина AGP (Accelerated Graphics Port).
Главной особенностью этой шины является то, что она применяется
исключительно для подключения видеоплат.
Все шины выполняются в виде щелевых разъемов (слотов) на
системной плате для установки в них печатных плат расширения.
Для создания нового устройства для любой шины является
обязательным соблюдение следующих условий:
□ размер платы, количество контактов и электрический
интерфейс должны соответствовать спецификации конкретной
шины;
□ геометрия нижнего края платы расширения, форма и размер
фиксирующей скобки должны соответствовать принятым
стандартам.
Тип слота несложно определить визуально: каждый из них
имеет строго отличные размеры и цвет используемого пластика.
Реально на системной плате не может быть более двух-трех разных
типов слотов. Наиболее распространенными комбинациями сегодня
являются: 2—3 слота PCI и один
- 155 -
Рис. 7.6. Пример расположения слотов расширения на
материнской плате
AGP; 1—2 слота ISA, 4—5 слотов PCI и один AGP, изредка
встречается комбинация 2 слота ISA и 3—4 слота PCI (рис. 7.6).
Шина ISA
Безнадежно "умирающая" шина, которая по замыслам
компаний Intel и Microsoft должна была прекратить свое
существование еще несколько лет назад. Столь завидная живучесть
объясняется огромным количеством плат, имеющих актуальность
до сих пор. Например, если внутренний модем для ISA шины
свободно работает на скорости, предоставляемой местным провайдером, то какой смысл менять его на такой же, только для шины
PCI? Так рассуждают все пользователи, которые не хотят платить
дополнительные деньги за то, что уже имеют. Поэтому платы с
имеющимися на них слотами ISA до сих пор встречаются в
продаже.
Название ISA является аббревиатурой полного английского
наименования шины Industry Standard Architecture, что переводится
как архитектура промышленного стандарта. Эта шина применялась
в первых компьютерах IBM PC и поэтому стала первым
промышленным стандартом на платы расширения.
Интересной особенностью этой шины является простота ее
работы, что позволяет самостоятельно создавать нестандартные
устройства и смело использовать их в составе персонального
компьютера.
Технические параметры шины ISA:
□ рабочая частота — примерно равна 8,33 МГц;
□ разрядность шины данных — обычно составляет 8 или 16
- 156 -
бит.
Примечание
Обычно, если говорят о разрядности шины и не уточняют,
какая именно шина имеется в виду (адреса, данных или
управления), то тогда подразумевают шину данных.
Для 16-битной шины ISA при помощи опций BIOS можно
выделить пространство в оперативной памяти между 15 и 16
Мбайтом. При этом компьютер не сможет использовать более 15
Мбайт ОЗУ. В обычном же режиме для работы шин ISA
используется область памяти UMA (Upper Memory Area). Для
прямого доступа к основной памяти платы ISA могут использовать
до трех каналов DMA (Direct Memory Access).
Конструктивно шина выполнена в виде 1—2 щелевых
разъемов, каждый из которых разделен на две части. Первая часть,
расположенная ближе к краю материнской платы, является 8битной частью (62 контакта), а вторая, размещенная следом за
первой, представляет собой 16-битное расширение шины (36
контактов). Для шины ISA обычно применяется черный пластик,
что
отличает ее от остальных разъемов (на рис. 7.6 она
расположена в самом низу материнской платы).
При выборе материнской платы для модернизации старого
компьютера стоит обратить внимание на наличие слотов ISA, хотя
в последнее время такие модели плат найти все сложнее. Дело в
том, что выпуск плат для устаревшей шины ISA давно прекращен, а
платы, рассчитанные на работу с более производительной шиной
PCI, с каждым днем дешевеют все больше и больше. К тому же
качество работы этих плат значительно лучше, чем у их ISAаналогов.
Шина PCI
Шина была разработана компанией Intel для использования с
процессорами Pentium. Применяется до сих пор для большинства
устройств (кроме видеоплат).
PCI это аббревиатура полного английского наименования
шины Peripheral Component Interconnect, что переводится как
соединение внешних компонентов — любая плата расширения
может в принципе считаться внешним устройством. Эта шина
занимает особое место в архитектуре современного компьютера, т.
к. в большинстве случаев она является мостом между системной
- 157 -
шиной процессора и шиной ISA, а также стандартными портами
ввода/вывода (клавиатура, мышь и т. п.).
Технические параметры шины PCI:
□ рабочая частота — 33 МГц, вычисляется при помощи
коэффициента умножения из фиксированной частоты системной
шины, имеется версия, работающая на частоте 66 МГц;
□ разрядность — наиболее распространена 32-битная версия,
хотя существует и 64-разрядная версия;
□ пропускная способность — 133 Мбит/с для стандартной
версии, 266 Мбит/с для шины с частотой 66 МГц и 533 Мбит/с для
64-битной версии на 66 МГц.
На одной шине PCI может быть подключено не более четырех
устройств. Для подключения к системной шине используется
главный мост (Host Bridge). С остальными шинами PCI соединяется
также при помощи специальных мостов, интегрированных в
чипсет. Центральный процессор при помощи так называемых
мостов (PCI Bridge) способен практически одновременно
подключиться к разным независимым каналам PCI, что позволяет
организовать их параллельную работу. Наиболее яркой
особенностью шины является реализация режима Bus-Mastering,
который позволяет платам расширения производить обмен
данными с основной памятью компьютера без обращения к
центральному процессору. Для уменьшения количества проводников в шине PCI используется принцип мультиплексирования
данных,
т. е. адрес и данные передаются по одним и тем же
физическим линиям поочередно.
Для устройств PCI широко используется известная технология
Plug-and-Play, которая позволяет автоматически выбирать такие
ресурсы, как прерывания IRQ и каналы DMA.
У плат, рассчитанных на работу с шиной PCI, электронные
компоненты, в отличие от ISA, расположены на левой стороне
печатной платы. Для экономии места на материнской плате
используют так называемый разделяемый слот. На самом же деле
это разделяемое окно на задней панели системного блока, которое
может использоваться либо ISA, либо PCI-платой расширения.
Таким образом, максимально возможное количество установленных плат расширения оказывается на одно устройство меньше
видимого количества слотов (при этом один слот ISA или PCI
- 158 -
останется свободным).
Для изготовления разъемов шины PCI обычно используется
белый пластик, что можно увидеть на рис. 7.6. Действующая в
настоящее время спецификация шины PCI 2.1 поддерживает платы
расширения с напряжениями питания как 3,3 В, так и 5 В. Тип
платы при этом определяется расположением ключей. Если выемка
на плате находится ближе к внешнему разъему, значит, плата
использует напряжение питания 3,3 В, если выемка расположена
ближе к задней части платы, то используется напряжение питания 5
В. Универсальные платы, которые поддерживают оба типа
напряжения, имеют две соответствующие выемки.
При выборе материнской платы следует обратить особое
внимание на количество слотов PCI, т. к. на некоторых
материнских платах (например, форм-фактора Micro-ATX) их
может оказаться слишком мало, чтобы установить все необходимые
платы расширения.
Шина AGP
Шина разработана компанией Intel для увеличения
пропускной способности шины, связывающей центральный
процессор и основную память с видеоплатой. Она же выпустила и
первый видеочип для AGP — i740, который стал своего рода
легендой.
AGP является аббревиатурой полного английского
наименования шины Accelerated Graphics Port, что переводится как
ускоренный графический порт. Эта шина предназначена для
подключения видеоплат с увеличенной производительностью.
Ярким отличием шины AGP является то, что она напрямую
подключена к блоку управления основной памятью. Такой подход
позволил организовать быстрое переключение доступа к памяти
между центральным процессором и видеосистемой.
Технические параметры шины AGP: □ рабочая частота — 66
МГц; □ разрядность шины — 32 бит;
□ пропускная способность — в зависимости от режима работы
266, 533 или 1064 Мбит/с (от видеоплаты на системную шину
данные передаются со скоростью стандартной шины PCI — 133
Мбит/с).
Для изготовления разъема шины AGP используется пластик
коричневого цвета.
На некоторых платах встречается непривычный по внешнему
- 159 -
виду разъем AGP. У такого разъема помимо стандартной части
имеются дополнительные контакты, на которые выведены
добавленные питающие напряжения. Называется это расширение
AGP Pro, оно предназначено для установки видеоплат с
повышенной мощностью (до ПО Вт). Хотя видеоплат, рассчитанных на это расширение вы, скорее всего, в продаже не найдете, т. к.
даже стандартные по исполнению платы вполне справляются с
поставленными задачами. Так что если вы узнаете о поддержке той
или иной платой AGP Pro, то знайте, что это не более чем
рекламный ход.
Более подробно о функционировании данной шины вы
сможете прочитать в гл. 14, посвященной видеосистеме
компьютера.
Разъемы для модулей памяти
В современных компьютерах применяются три типа модулей:
SDRAM DIMM, DDR DIMM и RIMM, которые внешне отличаются
друг от друга в основном количеством контактов и их
электрическим назначением. Иногда на устаревших платах
встречаются разъемы, предназначенные для установки модулей
SIMM.
Особенностью модулей памяти является то, что для
соединения с материнской платой используется так называемый
ножевой разъем. При этом в момент установки модуль просто
прижимается к соответствующим контактам на плате,
расположенным в неглубокой канавке, и в таком положении фиксируется с торцов при помощи специальных защелок (рис. 7.7).
При выборе материнской платы обратите внимание на тип
памяти, который она поддерживает. Например, память SDRAM
сегодня считается "отмирающей", поэтому всерьез рассчитывать на
нее можно только в том случае, когда главной целью является
экономия средств.
Не менее важным параметром можно считать наличие трех
или даже четырех разъемов для модулей памяти, т. к. большая
часть чипсетов поддерживает ограниченный объем каждого
модуля, например, не более 256 Мбайт. В противном случае при
наличии всего двух разъемов общий объем поддерживаемой памяти
окажется незначительным (512 Мбайт). Следует иметь в виду, что с
каждым днем требования к объему оперативной памяти увеличиваются и скоро, возможно, указанный объем станет
- 160 -
минимальным для нормальной работы некоторых программ
(например, игровых).
Рис. 7.7. Внешний вид модулей DIMM, установленных в
разъемы на материнской плате
Иногда на материнских платах можно обнаружить зеленый
или красный светодиод, расположенный в непосредственной
близости от слотов DIMM. Судя по всему, они предназначены для
того, что предупредить пользователя от попыток устанавливать или
отсоединять модули оперативной памяти при включенном питании.
Более подробно о разновидностях памяти вы узнаете из гл. 9,
посвященной видам памяти используемых в компьютерах IBM PC.
Разъемы для подключения накопителей
Стандартными устройствами хранения данных для
современных компьютеров являются: дисковод для гибких 3.5"
дисков, жесткий диск и привод CD-ROM. Поэтому на всех
материнских платах имеются разъемы для их подключения: один
для дисковода и два разъема для устройств IDE, к которым
относятся почти все жесткие диски и дисководы для компактдисков (CD-ROM, DVD-ROM).
От размещения разъемов на материнской плате зависят такие
факторы, как длина соединительных кабелей, качество охлаждения
центрального процессора и т. п.
Отличительной чертой современных материнских плат
является то, что разъемы для подключения накопителей стали
располагать как можно ближе к самим устройствам (точнее ближе к
отсекам, где они обычно размещаются). Таким свойством обладают
практически все АТХ-платы, в то время как старые АТ-платы
имели просто ужасное расположение этих контактов. Соединительные кабели на таких платах очень часто закрывают
доступ воздуха к охлаждающей системе процессора, что
- 161 -
отрицательно сказывается на стабильности его работы, поэтому при
подключении приходится принудительно подвязывать кабель немного в стороне от кулера. Платы
АТХ от этого недостатка полностью избавились, т. к. все разъемы
находятся на том краю платы, который ближе всего расположен к
отсекам для накопителей. К тому же это позволяет значительно
уменьшить длину соединительных кабелей, что положительно
сказывается на стабильности работы современных интерфейсов
АТА (например, Ultra ATA/100).
Разъемы для устройств IDE
Все устройства, поддерживающие интерфейсы АТА и ATAPI
любых модификаций (это жесткие диски, дисководы для компактдисков, Iomega Zip и т. п.), подключаются к интегрированному
контроллеру IDE, имеющему, как правило, два независимых
канала, для каждого из которых имеется отдельный разъем. Эти
разъемы, так же как и каналы, называют первичным (Primary) и
вторичным (Secondary). К каждому разъему можно подключить два
устройства, одно из которых становится главным (обозначается как
Master), а второе — дополнительным или иначе подчиненным
(обозначается как Slave). Достигается это благодаря изменению
положения перемычек, расположенных на этих устройствах, как
правило, между разъемами питания и интерфейса. Инструкция по
конфигурированию устройства, как правило, находится на
наклейке, на верхней крышке корпуса, обычно она выполнена в
виде схемы, объясняющей назначение всех положений перемычек.
Устройства IDE с интерфейсом Ultra ATA/33 подключаются
при помощи соединительного 40-жильного плоского кабеля. На
материнской плате разъемы представляют собой двухрядный набор
штырьков 20x2, как правило, заключенных в пластмассовую
обойму (рис. 7.8). От ошибок подсоединения (разворот на 180°,
боковое смещение) обычно спасает находящаяся на обойме
ключевая прорезь. Для подключения жестких дисков с
интерфейсом Ultra ATA/66 или UltraATA/100 следует, во-первых,
использовать специальный кабель (80-жильный, хотя разъем
остался прежним 40-контактным), во-вторых, материнская плата
должна иметь поддержку этих интерфейсов. В противном случае
использование преимуществ любых новых стандартов невозможно.
К сожалению, на материнской плате нигде не написано о поддержке тех или иных модификаций интерфейса, поэтому придется
- 162 -
воспользоваться инструкцией, которая обычно прилагается к любой
плате.
На некоторых материнских платах может быть установлено
четыре разъема для подключения IDE-устройств. При этом два
разъема предназначены для подключения устройств,
поддерживающих современные модификации интерфейса АТА, а
два других предназначены для всех старых устройств вплоть до
самых первых модификаций. Дело в том, что в наиболее
современных модификациях Ultra ATA/66 или Ultra ATA/100
удалены некоторые старые команды, используемые устаревшими
устройствами. При этом, как правило, разъемы с поддержкой Ultra
ATA/66 или Ultra ATA/100 окрашиваются в ярко-синий цвет в
отличие от предыдущих стандартно белых (либо черных) разъемов.
Рис. 7.8. Разъемы для подключения внутренних накопителей с
IDE-интерфейсом
При подключении других устройств IDE следует
придерживаться следующих правил: устройства,
сконфигурированные как Master, должны подключаться к разъемам
на конце кабеля, устройства вроде CD-ROM, Iomega Zip, LS-120
желательно подключать к вторичному разъему Secondary, в то
время как жесткие диски лучше подключать к первичному разъему
Primary. Если вы используете один жесткий диск и один привод
CD-ROM, установите жесткий диск как Master в первичный разъем.
Привод CD-ROM сконфигурируйте как Slave и подключите к
вторичному разъему.
Разъем для флоппи-дисковода
Для подключения двух возможных дисководов применяется
один-единственный разъем, который, как правило, расположен в
непосредственной близости от разъемов для устройств IDE. Для
- 163 -
соединения дисковода с материнской платой используется 34контактный плоский кабель (разъем 17x2). На материнской плате
разъемы представляют собой двухрядный набор штырьков (вроде
перемычек). От ошибок подключения (разворот на 180°, боковое
смещение) обычно спасает пластмассовая обойма, окружающая
штырьки, и его ключевая прорезь.
Для обозначения этого разъема могут применяться две
аббревиатуры: FDD — от английского наименования Floppy Disk
Drivers, что переводится как привод флоппи-дисков, или FDC — от
Floppy Disk Controller, что может быть переведено как контроллер
флоппи-дисков. Как видите, использование обоих терминов вполне
оправдано, поэтому они могут встречаться либо по отдельности,
либо параллельно.
Подключаемый дисковод соединяется с одним из имеющихся
на соединительном кабеле разъемов. Те разъемы, которые имеют
меньшие размеры и
отверстия под штырьковые контакты, предназначены для 3,5"
дисководов, а остальные для 5,25".
Примечание
В настоящее время 5,25" флоппи-дисководы не применяются.
Их можно встретить только в морально устаревших компьютерах с
процессорами Intel 386 и Intel 486.
Разъемы для подключения внешних устройств
Все устройства, электронная схема которых расположена вне
системного блока и размещена в отдельном корпусе, называются
внешними устройствами. Для соединения таких устройств
используются различные разъемы, конструкция и электрические
параметры которых строго стандартизированы и общеприняты. Это
такие устройства, как клавиатура, мышь, принтер, сканер и т. п.
Схема контроллеров всех указанных устройств, как правило, интегрирована в материнскую плату, что не только облегчает сборку
компьютера, но и позволяет освободить слоты расширения для
других плат расширения.
Существуют платы расширения, играющие роль "сборника"
портов ввода/вывода (их часто называют мулътикартами). Они, как
правило, имеют на своем "борту" контроллеры параллельного и
последовательных портов, иногда контроллер дисковода, что
позволяет при неисправности одного из портов обойтись без
замены материнской платы. Правда, такие платы обычно
- 164 -
выполнялись для шины ISA, и поэтому сегодня они теряют свою
практическую ценность.
Разъемы для подключения клавиатуры и мыши
Для подключения клавиатуры используется три типа разъемов
— AT, PS/2 и USB.
Разъем AT представляет собой толстый круглый 5-контактный
разъем, который всем знаком еще со времен старой звуковой
аппаратуры, где он использовался для передачи звукового сигнала.
Применяется в компьютерах форм-фактора AT.
Разъем PS/2 представляет собой тонкий круглый 6контактный разъем. Такой же разъем применяется для
подключения мыши, поэтому для них используется разная цветовая
маркировка: фиолетовый цвет для клавиатуры (на рис. 7.9 разъем
расположен слева внизу) и зеленый цвет для мыши (разъем чуть
выше).
Интересной особенностью некоторых моделей материнских
плат является наличие автоматического предохранителя на
разъемах порта PS/2, который предохраняет его от сгорания в
момент отключения или подключения при включенном питании.
При этом предохранитель автоматически "выбивается", разрывая перегруженные цепи питания, после чего для
восстановления их работоспособности достаточно включить этот
предохранитель вручную.
Рис. 7.9. Чаще всего встречается именно такое расположение
разъемов
Разъемы портов СОМ
Название этого порта произошло от английского полного
наименования Communication Port, что переводится как "порт
связи". Он представляет собой последовательный порт,
используемый для подключения таких устройств, как мышь,
внешний модем и т. п.
Очень часто порт обозначается как RS-232C, он обеспечивает
максимальную скорость передачи данных— 115 200 бит/с, что
вполне достаточно практически для всех внешних устройств.
Пересылка данных по линии последовательного порта
- 165 -
осуществляется побитно, друг за другом, при этом возможен обмен
данными в двух направлениях. Современные системы поддерживают до четырех СОМ-портов, причем для их обслуживания
выделено всего два прерывания.
Разъемы СОМ-порта представляют собой 9-контактные
двухрядные трапециевидные разъемы DB-9P (вилки) (см. рис. 7.9),
хотя на старых компьютерах и устройствах иногда можно
встретить также и 25-контактные двухрядные разъемы DB-25P
(вилки). Обычно на материнской плате выведено два разъема,
представляющих собой порты СОМ1 (COM3) и COM2 (COM4), при
этом к каждому порту может быть подключено только одно
устройство.
На материнской плате контроллер двух последовательных
портов может быть представлен микросхемой с маркировкой
16550А UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter),
представляющей собой универсальный асинхронный
приемопередатчик.
Разъем порта LPT
Порт LPT (Line Printer) предназначен для подключения
принтеров, сканеров, ключей типа HASP и других устройств
совместимых с интерфейсом Centronics, который используется для
организации работы параллельного порта. Несмотря на то, что
современные системы поддерживают до четырех LPT-портов
(LPT1—LPT4), на внешние разъемы выведен только один порт.
Режимы SPP, ЕРР и ЕСР являются расширением стандарта
IEEE-1284, но из-за того, что он использует такой же разъем, как и
LPT, все эти понятия стали синонимами. Интерфейс Centronics
использует стандартный 36-контактный разъем с двухрядным
расположением выводов, устанавливаемый, например, на принтере.
В то же время соединительные кабели, как правило, имеют от 18 до
25 проводников, и на системном блоке, в частности, на материнской плате АТХ форм-фактора, устанавливается 25контактный разъем (см. рис. 7.9) DB-25S (розетка). Интерфейс
обеспечивает скорость передачи данных — до 2 Мбит/с.
На материнских платах традиционно реализуется только один
разъем параллельного порта, что не позволяет использовать более
одного устройства. Для добавления в компьютер дополнительного
разъема обычно применяют отдельную плату, которая может быть
предназначена для установки в слот расширения либо ISA, либо
- 166 -
PCI. Например, можно использовать PCI-плату МР8875Р,
разработанную компанией MegaPower. Она позволяет добавить в
компьютер еще один параллельный порт, совместимый со
стандартным портом SPP и расширенными модификациями ЕРР и
ЕСР. Этот порт позволит подключать не только принтеры, но и
сканеры, внешние приводы CD-ROM и т. п. Отличительной
особенностью упомянутой платы является то, что она для своей
работы не требует выделения отдельного прерывания, а может
разделять его с другими устройствами. Такой вариант можно предпочесть при наличии двух устройств с интерфейсом LPT
(например, принтера и сканера). Цена такой платы может
находиться в пределах 30 у.е.
Разъемы шины USB
Порт USB (Universal Serial Bus) предназначен для
подключения практически любых периферийных устройств, но
наиболее распространены такие устройства, как сканеры,
принтеры, клавиатуры и мыши. Шина поддерживает работу 127
устройств, подключенных последовательно, при этом пиковая
пропускная способность одного контроллера ограничена величиной
12 Мбит/с. Одно из самых важных качеств, которое наиболее ценно
для пользователя, — это возможность "горячего" подключения.
Разъемы для подключения USB-устройств на платах формфактора АТХ обязательно выведены на заднюю панель (на рис. 7.9
правее разъемов PS/2 показаны 2 разъема USB, один над другим),
плюс к этому на самой материнской плате иногда имеются
штырьковые разъемы для подключения дополнительной пары
внешних разъемов. Если материнская плата принадлежит к
семейству AT, то поддержка шины USB, скорее всего, ограничена
наличием на плате штырьковых разъемов. При этом есть
возможность установки внешних разъемов на задней панели
системного блока. Для этого достаточно закрепить внешние
разъемы на металлической планке, которая устанавливается в
одном из отверстий, предназначенных для плат расширения. При помощи плоских соединительных кабелей (шлейфов)
внешние разъемы соединяются со штырьковыми разъемами на
плате.
Интерфейс USB уже прочно закрепился в качестве
универсального способа для подключения периферийных
устройств, поэтому сегодня довольно сложно найти необходимое
- 167 -
устройство, оснащенное каким-нибудь другим интерфейсом.
Однако далеко не во всех, особенно старых, компьютерах этот
интерфейс поддерживается. В основном это относится к
материнским платам форм-фактора AT. В таком случае
используется внешний контроллер, выполненный в виде платы
расширения PCI. На плате обычно размещается чип контроллера,
например, OPTi 82C861, который поддерживает два USB-порта.
Все современные операционные системы Windows, начиная с
версии Windows 98, поддерживают шину USB в полной мере,
поэтому для плат расширения USB-контроллеров будут
установлены драйверы, входящие в комплект операционной
системы. Это избавит вас от нудных поисков подходящего
драйвера. Подобная плата имеет стоимость порядка 10 у. е.,
поэтому ее покупка не слишком сильно "ударит" по вашему
бюджету.
Разъем шины FireWire
Порт FireWire (IEEE 1394) предназначен для подключения
таких периферийных устройств, как цифровые камеры,
видеомагнитофоны и т. п. Интерфейс обладает пропускной
способностью — 400 Мбит/с, при этом он поддерживает
подключение до 63 параллельно работающих устройств.
Интегрированные в материнскую плату контроллеры шины
FireWire сегодня пока еще довольно редки, но высокая
популярность, а главное постоянное снижение цен на цифровые
камеры и другие устройства, использующие этот интерфейс, скорее
всего, приведут к тому, что он станет одним из стандартных портов
ввода/вывода. В настоящее время широко распространены
контроллеры, выполненные в виде платы расширения,
устанавливаемой в любой свободный разъем шины PCI (рис. 7.10).
В IBM PC для порта FireWire (IEEE 1394) применяется два типа
разъемов (рис. 7.11).
Интерфейс FireWire используется для подключения таких
периферийных устройств, как видеокамеры, видеомагнитофоны,
сканеры, принтеры, жесткие диски, приводы CD-RW и т. п.
Теоретическая скорость передачи данных — 400 Мбит/с, реальная
скорость не превышает 20—25 Мбит/с. Причин тому несколько.
Во-первых, для передачи данных на высоких скоростях на
соединительный кабель накладываются особые требования —
максимальная длина, помехозащищенность и т. п., что довольно
- 168 -
неприятно сказывается на его стоимости. Во-вторых, такой
скорости вполне достаточно для передачи даже цифрового видео.
Появление шин USB и FireWire привнесли в ряды
характеристик интерфейсов понятие "топология соединения". Для
интерфейсов RS-232C и Centronics используется двухточечная
топология, которая предполагает подключение
одного устройства к интерфейсу компьютера или соединения
интерфейсов двух компьютеров. Новые шины USB и FireWire стали
применять древовидную топологию. При таком соединении каждое
подключаемое устройство может быть как конечным устройством,
так и промежуточным, одновременно являясь разветвителем. Эта
топология позволяет подключать к одному порту интерфейса
большое количество устройств.
Рис. 7.10. Внешний вид плат расширения с разъемами USB и
FireWire
Рис. 7.11. Две разновидности разъемов для подключения
устройств к шине FireWire
Разъем инфракрасного порта IrDA
Подавляющее большинство портативных цифровых
устройств, таких как ноутбуки, цифровые фотокамеры, мобильные
телефоны, а также некоторые модели сканеров и принтеров имеют
инфракрасный порт. Все настольные
- 169 -
компьютеры, точнее все используемые операционные
системы, поддерживают работу через инфракрасный порт, но в
большинстве случаев пользователю приходится самостоятельно
покупать, устанавливать и настраивать аппаратную часть порта
IrDA. Традиционное подключение к стандартному
последовательному порту (чаще всего COM2) сегодня сменилось
более перспективной шиной USB. Это позволяет при
необходимости подключать такое устройство к любому
компьютеру, имеющему разъемы USB. Преимущество
подключения к шине USB неоспоримо хотя бы потому, что она
поддерживает возможность "горячего подключения". Скоростной
потенциал USB позволяет реализовать модификацию протокола
Fast IrDA со скоростью передачи данных — 4 Мбит/с, в то время
как стандартный последовательный порт накладывает ограничение
на скорость (115 200 бит/с).
Пример реализации инфракрасного порта: устройство HOYA
IrWare 520U, внешний вид которого показан на рис. 7.12.
Рис. 7.12. Внешний вид устройства, реализующего
инфракрасный порт
Микросхема BIOS
Микросхема BIOS (Basic Input/Output System, базовая система
ввода/вывода) представляет собой энергонезависимое постоянное
запоминающее устройство, в которое записаны программы,
реализующие функции ввода/вывода, а также программа
тестирования всех компонентов компьютера в момент включения
питания (POST, Power On Self Test) и ряд других программ.
В своей работе BIOS опирается на сведения об аппаратной
конфигурации компьютера, которые хранятся в еще одной
микросхеме — CMOS RAM (Complementary Metal Oxide
Semiconductor RAM). Для сохранения информации после
выключения питания в микросхеме CMOS-памяти используется
никель-кадмиевый аккумулятор, который размещается в
- 170 -
непосредственной близости от нее (рис. 7.13). Во время работы
компьютера он постоянно подзаряжается. Срок работы такого
аккумулятора обычно составляет 10 лет.
Как правило, за это время компьютер (в частности,
материнская плата) морально устаревает, и необходимость замены
питающего элемента теряет смысл. При некоторых технологиях
производства микросхем элемент питания встраивается прямо
внутрь микросхемы. В этом случае при разрядке аккумулятора она
подлежит замене. На таких микросхемах обычно имеется надпись
Dallas (т. к. чип производится по технологии Dallas Nov-RAM) или
ODIN. Учитывая, что сейчас сложно найти уже устаревший чип со
встроенной батарейкой, в большинстве случаев замене подлежит
вся материнская плата. Этот же аккумулятор питает схему
кварцевых часов, которые непрерывно отсчитывают текущие время
и дату.
Рис. 7.13. Аккумулятор, питающий микросхему CMOS,
располагается в непосредственной близости от нее
Микросхема BIOS содержит в себе драйверы всех тех
устройств, электронная схема которых включена в состав чипсета.
Называется этот набор драйверов базовой системой ввода/вывода,
что говорит об их назначении — организация работы устройств, в
функции которых входит ввод или вывод информации.
Существуют две основные торговые марки, которые
используются для обозначения BIOS, — это AWARD и AMI.
Первая из них сегодня принадлежит компании Phoenix Technologies
Ltd., а вторая компании AMI Megatrends Inc. (рис. 7.14).
Физически микросхема BIOS выполнена в виде большой
прямоугольной микросхемы, установленной в соответствующий
разъем на материнской плате. Это сделано для удобства замены
- 171 -
микросхемы с целью обновления версии BIOS. Например, можно
было установить микросхему в программатор и записать в нее обновленную версию программного
обеспечения. В последнее время стали применять технологию
Flash-памяти, которая позволяет изменять содержимое микросхемы
без использования специальных программаторов.
Рис. 7.14. Микросхема AMI BIOS
Определить тип применяемой микросхемы несложно, для
этого достаточно заглянуть под голографическую наклейку с
логотипом производителя и посмотреть на цифровое обозначение.
Ниже следует расшифровка наиболее распространенных
микросхем, в которой буквосочетание ххх означает номер
серии:
□ 28Fxxx — микросхема Flash-памяти с напряжением питания
12 В;
□ 29Fxxx — микросхема Flash-памяти с напряжением
питания 5 В;
□ 29LVxxx — микросхема Flash-памяти с напряжением
питания 3 В;
□ 28Сххх — микросхема EEPROM, близкая по своим
свойствам к Flash-памяти;
□ 27Сххх — микросхема EPROM, ее можно отличить
по прозрачному окошку, которое применяется для стирания
информации при помощи ультрафиолета;
□ РН29ЕЕ010 — микросхема, изготовленная компанией SST,
по свойствам аналогична Flash-памяти;
□ 29ЕЕ011 — микросхема Flash-памяти от компании Winbond
с напряжением питания 5 В;
□ 29С010 — микросхема Flash-памяти от компании Atmel с
напряжением питания 5 В.
Компания АОреn в своих материнских платах использует
технологию Battery-Less Design (так называемую "безбатарейную"
технологию). При этом копия информации, содержащейся в CMOSпамяти, хранится в электрически перезаписываемой памяти
EEPROM, запись в которую осуществляется только после выбора
соответствующего пункта программы CMOS Setup Utility. После
- 172 -
замены аккумулятора все параметры можно восстановить, загрузив
значения из памяти EEPROM. Единственное, что потребуется установить вручную, — это системное время (дату).
Устройства конфигурирования
Изменение настроек материнской платы может быть
выполнено в трех вариантах: перемычки, переключатели и функции
BIOS Setup.
Перемычки
Перемычки (рис. 7.15) являются наиболее старым способом
изменения конфигурации устройств. Принцип работы донельзя
традиционный: кусочки металла, вставленные в пластмассовую
оболочку, замыкают пару контактов, на которую надета перемычка.
В случае, когда требуется изменить конфигурацию, перемычка
либо вообще убирается, либо переносится на другую пару
(практически так же, как в обыкновенных переключателях).
Рис. 7.15. Перемычки, предназначенные для изменения
конфигурации материнской платы
При изменении конфигурации при помощи перемычек может
возникнуть масса проблем: например, перемычка может упасть
куда-нибудь и вам будет обеспечено несколько минут свободного
от основной работы времени, занятого ее поиском. Для удобства
переключения перемычек приходится пользоваться длинным
пинцетом и ярким светом (например, от фонарика). Дело
усугубляется тем, что в большинстве случаев для производства
перемычек используется черный пластик.
Переключатели
Следующим поколением устройства для изменения
конфигурации компьютера является блок, состоящий из набора
миниатюрных переключателей (их
- 173 -
называют DIP-переключателями). Преимущество
переключателей над перемычками налицо — для переключения
режимов вполне достаточно взять в руки любой длинный узкий
предмет (отвертку, авторучку, пинцет), которым можно поменять
положение выступающего язычка, теперь нет риска потерять
перемычку и т. п. (рис. 7.16). Тем более что переключатели, в
отличие от перемычек, собираются из ярко-голубого пластика, что
облегчает поиск их месторасположения на материнской плате.
Рис. 7.16. DIP-переключатели, предназначенные для
изменения конфигурации материнской платы
Функции BIOS
В микросхеме BIOS, как правило, записана специальная
программа BIOS Setup, позволяющая пользователю с помощью
системы меню устанавливать значения различных параметров,
режимов работы внутренних устройств, периферийного
оборудования и т. п. В различных версиях BIOS внешний вид
программы и управление в ней изменяются, но принцип остается
прежним — все параметры сгруппированы по предназначению и
расположены в соответствующих разделах программы.
Единственное, что может ограничить пользователя в настройке, —
это наличие или отсутствие каких-либо параметров в программе
установки. Тогда как одни BIOS (AWARD и AMI) в достатке
предлагают разнообразные параметры для настройки системы (рис.
7.17), другие (Phoenix) ограничивают поле деятельности очень
небольшим набором опций. Все изменения сохраняются в
микросхеме CMOS-памяти, которая постоянно питается от
специального аккумулятора.
- 174 -
Рис. 7.17. Внешний вид программы изменения конфигурации
одной из версий BIOS
Подключение напряжения питания Разъемы для питания
Для подключения питания к материнской плате используют
специальные разъемы, которые могут отличаться друг от друга в
зависимости от отношения платы к тому или иному форм-фактору
(рис. 7.18).
Рис. 7.18. Разъемы для подключения к материнской плате
напряжения питания
(в центре рисунка)
На платах AT применяются два одинаковых разъема,
расположенных в одну линию, что иногда мешает правильной
ориентации разъемов. Используются напряжения: +5, + 12, —12 и
—5 В.
На платах АТХ вышеуказанная проблема решена путем
использования одного-единственного 20-контактного разъема, хотя
в наиболее современной спецификации ATX v2.03 применяется
еще один дополнительный 4-контактный разъем (рис. 7.19).
Используются напряжения: +5, +12, +3.3, -12 В (на
дополнительный разъем подводится еще одна группа проводов от
блока питания, предназначенных для питания внешних
накопителей с напряжениями +5 и +12 В).
- 175 -
Рис. 7.19. Так может выглядеть дополнительный разъем
питания
Фильтрующие конденсаторы
Даже достаточно дорогие блоки питания не всегда успевают
стабилизировать скачки напряжения, характерные для российской
электросети, поэтому производители материнских плат, как
правило, размещают на плате значительное количество
конденсаторов, позволяющих сгладить возможные скачки за счет
своей емкости. Лучше всего эти конденсаторы заметны возле
процессорного разъема, т. к. для самого процессора стабильность
питания важна в наивысшей степени (рис. 7.20).
Рис. 7.20. Фильтрующие конденсаторы расположены в
основном рядом с процессорным разъемом
При выборе материнской платы, если есть возможность,
обратите внимание на установленные конденсаторы. Желательно,
чтобы на 12-вольтовой шине должны быть установлены
конденсаторы на напряжение не менее 25 В, а на
5-вольтовой шине на напряжение не менее 16 В. Иногда
можно встретить рекомендации, что следует избегать
конденсаторов, изготовленных на тантале (на них имеется надпись
Tantalum), т. к. они очень чувствительны к повышенной влажности.
На качественных материнских платах используют
конденсаторы с относительно большой емкостью (2200—3300
- 176 -
мкФ).
Микросхема регулятора напряжения
Практически все современные устройства вроде центрального
процессора, модулей памяти, плат расширения используют
напряжения питания в широком диапазоне — чаще всего не выше
3,3 В. Такой "сервис" блоки питания системных блоков обеспечить
не могут, т. к. они позволяют получить только три напряжения
питания: 5 и 12 В, а также 3,3 В (блоки питания АТХ). Этого
крайне недостаточно, тем более что многие платы предоставляют
возможность пошагового изменения напряжения питания цепей
процессора, модулей памяти, чипсета и т. п. Для формирования
всех этих напряжений используется специализированная
микросхема, являющаяся главным звеном модуля регулятора
напряжения. Называется он VRM (Voltage Regulator Module).
Конструктивно модуль VRM выполнен в виде небольшой
прямоугольной микросхемы, расположенной рядом с разъемом
процессора. В приведенной табл. 7.2 можно наглядно увидеть
функциональные возможности самых распространенных типов
модулей.
Таблица 7.2. Наиболее распространенные типы микросхем
регуляторов напряжения
Таблица 7.2 (окончание)
- 177 -
Нестандартные компоненты материнской платы
К нестандартным функциям относятся те функции, которые
отсутствуют у наиболее распространенных моделей материнских
плат, но могут все-таки иногда встречаться. Яркий пример — это
наличие двухразрядного жидкокристаллического индикатора,
предназначенного для первичной диагностики неисправностей. Как
правило, в инструкции такой материнской платы предлагается
расшифровка кодов, появляющихся на индикаторе (рис. 7.21).
Иногда вместо цифровых индикаторов применяют несколько
разноцветных светодиодов (рис. 7.22).
В последнее время все чаще стали встречаться разъемы с
непонятными названиями AMR, CNR, ACR, SCR, которые
предназначены для установки нового поколения так называемых
программных плат расширения, в которых большую часть функций
выполняет центральный процессор и остальные компоненты
материнской платы.
Рис. 7.21. Внешний вид двухразрядного
жидкокристаллического табло
на материнской плате
- 178 -
Рис. 7.22. Внешний вид индикаторов диагностики
неисправности
Название разъема AMR — это аббревиатура английского
наименования Audio Modem Riser, что указывает на его
предназначение для установки голосового программного модема.
Разъем CNR (Communication and Network Riser) предполагает
установку программной сетевой платы, а, например, разъем SCR
(Smart Card Reader) предназначен для устройства считывания так
называемых Smart-карт, применяемых в качестве накопителя
информации в цифровых камерах. ACR — Advanced
Communications Riser — специальный разъем для подключения
"облегченных", за счет чипсета материнской платы, сетевых, аудиои модемных плат, а также USB-контроллеров.
Принципы работы материнской платы
Материнская плата играет, наверное, главенствующую роль в
процессе работы всего компьютера. Она не только позволяет
организовать первоначальное тестирование всех компонентов при
включении компьютера, но и определяет режимы их работы.
После нажатия кнопки POWER на системном блоке на
электронные компоненты материнской платы начинает поступать
напряжение питания. Практически сразу же запускаются такие
компоненты, как микросхема регулятора напряжения, которая
начинает генерировать все необходимые для компонентов
напряжения питания, микросхема тактового генератора, вырабатывающая синхроимпульсы, используемые всеми остальными
микросхемами для своей работы. Самый первый компонент ПК,
который подвергается тестированию, — это центральный
процессор. Тестируются все его внутренние регистры,
представляющие собой память, используемую в процессе
вычислений, кэш-память, которая применяется для согласования
скоростей основной памяти и ядра процессора и т. п.
Следующий этап — проверка целостности данных,
находящихся в микросхеме BIOS. Дело в том, что программы,
которые содержатся в этой микросхеме, используются для работы
практически всех компонентов ПК, включая сам процессор. Если
во время работы вдруг обнаружится какая-нибудь ошибка, то это
может привести к потере очень важных данных, поэтому проверка
производится на этапе старта. Для этого процессор, который уже
начал свою работу, вычисляет контрольную сумму всех
- 179 -
находящихся в микросхеме данных и сравнивает результат с
контрольной суммой, записанной в самой микросхеме во время ее
программирования. Если результаты сходятся, компьютер
продолжает свою работу, если нет — система блокирует
дальнейшую загрузку.
После того как процессор "убедиться" в том, что с
программами все в порядке, он проверяет качество работы
тактового генератора, т. к. от этого может зависеть стабильность
работы всей системы. Дело в том, что абсолютно все процессы,
происходящие внутри электронной схемы компьютера,
синхронизируются при помощи тактовых импульсов (более
подробно об этом см. в гл. 2, посвященной общему описанию
устройства компьютера). По окончании этого этапа проверки
становится доступной звуковая сигнализация, используемая для
первичной диагностики неисправностей.
Следующий этап — проверка основной памяти и схем
управления доступом к ней (каналы прямого доступа DMA,
тестирование стандартной и расширенной памяти, проверка
регенерации содержимого и т. п.). Практически одновременно
процессор начинает распределение ресурсов между подключенными устройствами.
Для пользователя работа компьютера начинается только с
вывода на экран монитора заставки текущей версии BIOS, что
происходит после инициализации видео-BIOS, которая в свою
очередь проверяет электронную схему видеоплаты и
подготавливает ее к работе. В большинстве случаев до этого на
секунду-две на экран выводится информация о модели видеоплаты
и объеме доступной видеопамяти.
Одновременно с информацией о версии BIOS, модели
материнской платы и другой служебной информацией на экран
монитора выводится счетчик, показывающий процесс тестирования
доступной основной памяти. После того как видеоплата начинает
свою работу, становятся доступными диагностические сообщения,
которые предназначены для сообщения пользователю о возникших
проблемах.
Дальнейшие действия можно назвать "обходом
подведомственной территории". При этом процессор считывает
информацию о конфигурации компьютера из микросхемы CMOS,
которая записывается туда при первоначальной настройке
- 180 -
компьютера, проверяет наличие всех описанных там компонентов,
а также их исправность. Для этого в каждом устройстве имеется
специальная микросхема, которая позволяет проверить все самые
важные параметры, что она и делает по запросу центрального
процессора. Последовательно проверяются клавиатура, часы
реального времени, контроллеры параллельного и
последовательных портов, контроллеры флоппи-дисковода и
жестких дисков и т. д.
По окончании процесса тестирования система ищет
загрузочный диск, с которого она, в случае успеха, и запускает
операционную систему. В этот момент все компоненты компьютера
являются активными и готовыми к использованию.
Рекомендации
по выбору материнской платы
Материнские платы характеризуются, как вы уже знаете,
большим количеством признаков, из-за чего выбрать идеальный
вариант очень и очень сложно. От выбора этой платы зависит,
например, сколько вы сможете
установить оперативной памяти или какой процессор сможете
применить и с какой тактовой частотой. Поэтому постараемся
выделить среди этого множества факторов самые главные, которые
в первую очередь следует учитывать при выборе модели
материнской платы.
Производитель — от того, кто выпустил материнскую плату,
может зависеть то, насколько стабильно она будет работать.
Известные компании, такие как ASUSTek или Intel, для
производства обычно используют компоненты, выпущенные не
менее известными фирмами. Но существуют компании, главная
цель которых экономия на производстве. Продукцию такие компании выпускают вполне работоспособную, но назвать ее
качественной язык не поворачивается (яркий пример PC Chips).
Очень важно, чтобы производитель оказывал техническую
поддержку пользователям своей продукции. Это новые версии
BIOS, утилиты для их обновления, драйверы и т. п. Например,
компания ASUSTek на своем официальном сайте предлагает
скачать любую версию BIOS для любой из своих материнских плат,
включая самые старые.
Наиболее известными являются такие производители, как
ASUSTek, AOpen, Biostar, DFI, EPoX, MicroStar, Iwill, GigaByte,
- 181 -
Chaintech, Tyan, Abit, Intel, FIC, Tekram, SOYO, EliteGroup и
SuperMicro. Следует учитывать, что чем известнее производитель,
тем дороже стоит ее продукция, хотя совсем не обязательно, что
она будет значительно лучше продукции менее известных
производителей.
Примечание
У каждого даже самого известного производителя имеются
либо не очень, либо крайне неудачные модели материнских плат.
Поэтому, прежде чем остановить свой выбор на одной модели,
обязательно проконсультируйтесь со знакомыми специалистами
или просто почитайте в Интернете отзывы по поводу данной
модели. Где найти подобные описания, рассказано в части II,
посвященной модернизации.
Название чипсета — от него зависят практически все
возможности материнской памяти. Следует очень внимательно
отнестись к выбору производителя и модели чипсета, чтобы потом
не "кусать локти", узнав о некоторых его недостатках или
преимуществах других моделей. От качества чипсета зависят не
только возможности, но и стабильность работы будущего компьютера.
Форм-фактор — для современного компьютера однозначно
следует выбирать АТХ. Тем более что сегодня выпуск материнских
плат формата AT практически прекращен. Например, процессоры
Athlon/Duron изначально выпускались в более новом и
перспективном формате, чего не скажешь о продукции Intel.
Иногда еще попадаются платы, поддерживающие процессоры
Pentium II I/Celeron и устаревающий формат AT.
Поддержка процессора — можно сразу же выделить две
категории материнских плат: одни рассчитаны только на
процессоры Intel (Pentium/Celeron), а другие — на процессоры
AMD (Athlon/Duron).
Поддержка модулей памяти — материнские платы для
процессоров AMD могут поддерживать два типа модулей: для
обычной памяти SDRAM и новой DDR SDRAM, а материнские
платы для процессоров Intel помимо упомянутых могут
поддерживать еще один сугубо "интеловский" тип памяти —
RDRAM. Все эти типы выпускаются в электрически
несовместимых модулях, поэтому следует внимательно отнестись к
данной теме. На некоторых платах может содержаться два типа
- 182 -
разъемов. Например, для модулей SDRAM и DDR SDRAM. He
менее важным фактором является количество разъемов, для
установки памяти: чем больше разъемов, тем больший объем
памяти сможет поддержать материнская плата.
Поддержка шин расширения — помимо привычных всем шин
PCI и AGP следует обратить внимание на поддержку платой таких
интерфейсов, как USB и FireWire. Это позволит в дальнейшем без
особых проблем подключать такие устройства, как сканер,
цифровая камера и т. п. Обратите внимание на количество разъемов
PCI, иногда их количество ограничено двумя слотами.
На рынке предлагается такое большое количество самых
разнообразных моделей материнских плат, что перечислить их все
и рассказать об особенностях каждой модели не представляется
возможным. Только разве что выпустить отдельную книгу со
справочной информацией? Наша же цель быстро выбрать ту самую
модель, которая удовлетворит нас своими функциональными
возможностями, обрадует стабильной работой и просто удивит
производительностью.
Наиболее распространенный вариант материнских плат:
□ основные параметры — форм-фактор АТХ, пять слотов
PCI, один слот AGP 4х, два канала IDE, два СОМ-порта, один LPTпорт, два USB-nopта,
два PS/2-порта;
□ дополнительные параметры — один или два слота ISA,
слоты AMR, CNR, ACR или SCR, кодек АС'97, два порта IEEE1394.
Производители материнских плат и чипсетов
□ ASUSTek. http://www.asus.com.tw/. Производитель
материнских плат, которые зарекомендовали себя благодаря
высокой производительности и надежности работы.
□ ABIT. http://www.abit.com.tw/. Материнские платы этой
компании довольно популярны среди опытных пользователей
благодаря тому, что они
предоставляют наиболее широкие возможности настройки с
помощью программных средств, по сравнению с платами других
производителей.
□ ACORP. Достаточно хорошие возможности настройки этих
плат неплохо сочетаются с невысокой ценой, что послужило
поводом для повышения популярности этой фирмы среди
- 183 -
пользователей.
□ ALi. Торговая марка принадлежит бывшему отделению
компании Acer Laboratories, которое специализировалось на
выпуске чипсетов. Серия чипсетов Magik предназначена для
работы с процессорами AMD, а серия Aladdin — для процессоров
Intel. Приставка Cyber означает наличие интегрированного видео.
□ AMD. Производитель чипсетов.
□ АОреп. http://www.aopen.ru/. Компания АОреn во всем
мире является признаком качественных комплектующих для IBMсовместимых компьютеров. АОреn входит в холдинг Acer, хотя
является при этом независимой компанией, специализирующейся
на комплектующих, в частности, материнских платах.
□ A-Trend. Материнские платы этой компании, в принципе,
не обладают яркими отличительными особенностями. Несмотря на
это, являются неплохим выбором для компьютера средней
мощности.
□ ATi. Компания вышла на рынок чипсетов не так уже давно
и в основном выпускает продукцию для портативных
компьютеров. Отличительной чертой чипсетов является наличие в
названии торговой марки Radeon. Среди положительных
характеристик стоит отметить высокое качество интегрированного
видео (не зря ведь компания является основным конкурентом
nVidia в производстве видеочипов).
□ Chaintech. http://www.chaintech.com.tw/. Главным
преимуществом материнских плат этой компании является
применение безджамперной технологии, т. е. все настройки
производятся с помощью программных средств. В названии плат
обязательно присутствует буквосочетание СТ, например, CT6VIA3.
□ DFI. http://www.dfi.com/.
□ EliteGroup. Производитель материнских плат.
□ ЕРоХ. Системные платы этой фирмы обладают довольно
ограниченными возможностями настройки, но, несмотря на это,
сегодня они довольно популярны благодаря своей простоте.
□ FIC. http://www.fic.com.tw/. Компания FIC (First International
Computer), производитель материнских плат.
□ Formoza. http://www.formoza.ru/. Компания "ФормозаАльтаир", российский производитель материнских плат.
□ GigaByte. http://www.gigabyte.com.tw/. Материнские платы с
- 184 -
названием этой фирмы считаются самыми надежными в работе и
удобными в настройке. Поддержка последних процессоров от Intel
и AMD положительно сказалась на широком распространении этих
плат.
□ Intel, http://www.intel.ru/contents/design/pcisets/. Один из
старейших производителей чипсетов и материнских плат.
Выпустила огромное количество чипсетов, последние серии имеют
название в форме i8xx, где вместо хх следует номер версии.
Материнские платы фирма создает специально для тех
пользователей, которые просто хотят нормально работать. Теоретически это самые стабильные в работе платы. Перемычки здесь
практически отсутствуют. Процессор и его рабочие параметры
определяются автоматически, т. е. возможности настройки
параметров довольно ограничены.
□ Iwill, http://www.iwill.com.tw/.
□ Micro-Star. Она же MSI. http://www.msi.com.tw/. Компания
обычно выпускает универсальные решения: на материнской плате
очень часто находятся интегрированный звук, контроллер FireWire,
Ethernet и т. п.
□ PC Chips, http://www.pcchips.com/. Производитель очень
дешевых чипсетов.
□ SiS. Известный производитель неплохих и недорогих
чипсетов, хотя высокой производительностью продукция этой
компании никогда не отличалась. В названии чипсета обязательно
присутствует торговая марка SiS.
□ VIA. http://www.via.com.tw. Самый крупный тайваньский
производитель широкого спектра чипсетов и материнских плат на
их основе. Зачастую названия чипсетов начинаются как КТххх, где
ххх означает частоту системной шины, которую поддерживает
чипсет.
□ Zida. http://www.zida.com/. Производитель качественных
материнских плат, характерной чертой является очень хорошая
техническая поддержка. По некоторым данным даже для очень
старых плат выпускаются обновленные версии BIOS, позволяющие
свести к минимуму затраты при модернизации компьютера.
Производители BIOS
□ American Megatrends Inc. (AMI) —
http://www.megatrends.com/
□ Award Software — http://www.award.com/
- 185 -
□ Phoenix Technologies — http://www.ptltd.com/
Проблемы,
характерные для материнских плат
Плохую работу материнской платы "вычислить" очень
сложно, т. к. через нее идут сигналы абсолютно ко всем
подключаемым устройствам. Поэтому причина нестабильной
работы, например, видеоплаты может быть как в самой видеоплате,
так и в материнской плате.
Наиболее характерные признаки проблем со "здоровьем"
материнской платы:
□ не работают периферийные устройства, такие как
сканер, принтер, мышь. При этом на других компьютерах эти
устройства функционируют как обычно;
□ при включении питания компьютер не запускается,
слышно, как начинают работать вентиляторы, жесткий диск и т. п.,
а экран монитора остается черным. При этом системный динамик
не издает даже привычного одиночного сигнала.
Эти и многие другие проблемы возникают, как правило,
неожиданно для пользователя, хотя, если внимательно разобраться,
то причиной являются некорректные действия самого пользователя,
например, при обновлении версии BIOS и т. п.
ГЛАВА 8
Процессор
Процессор... Как много в этом слове! Так можно было бы
начать целый роман о самом маленьком и самом важном
компоненте любой электронно-вычислительной машины. Очень
часто из-за относительно малых размеров его называют
микропроцессором, но такое название ни капли не уменьшает
значимости этого элемента. Микропроцессорные технологии — вот
где ученые всего мира смогли достичь таких высот, о которых лет
пятьдесят даже не мечтали (в те времена сегодняшний Spectrum
был бы суперкомпьютером). Вся остальная электронная
промышленность находится в полной зависимости от ученыхгениев, которые и днем и ночью трудятся над созданием все более
совершенных технологий. Если бы какой-нибудь современный
процессор собрали по одной из самых первых технологий, то его
размер, наверное, сравнялся бы с размером системной платы, а за
счет выделяемого им тепла можно было бы отапливать целый
подъезд многоэтажного дома.
- 186 -
Центральный процессор представляет собой миниатюрную
вычислительную машину, размещенную в одной очень большой
микросхеме с огромным количеством выводов (более 400 штук). На
одном кристалле сверхчистого кремния с помощью сложного и
высокоточного технологического процесса создано несколько
миллионов транзисторов и других элементов, соединительные
провода и точки подключения внешних выводов. В совокупности
все они образуют все логические блоки процессора, т. е.
арифметико-логическое устройство, управляющее устройство,
регистры и т. д. В приведенной табл. 8.1 указаны основные
параметры наиболее "древних" и более современных процессоров.
Тактовая частота указывает, сколько элементарных операций
процессор выполняет за одну секунду. Тактовая частота измеряется
в герцах, как и любая другая частота. Современные процессоры
работают на частотах более 1 ГГц (один гигагерц). Следует
помнить, что тактовая частота служит лишь
относительным показателем производительности процессора,
потому что различия в схеме процессоров приводят к тому, что в
некоторых из них за один такт выполняется работа, на которую
другие расходуют несколько тактов.
Разрядность процессора показывает, сколько бит информации
за один такт обрабатывается или передается (разрядность шины
данных процессора) и сколько бит может быть использовано для
адресации оперативной памяти (разрядность шины адреса
процессора).
Таблица 8.1. Основные характеристики процессоров
Компьютер один, а процессоров много?
Загляните в любой прайс-лист, предлагающий по самой
низкой цене купить самый мощный компьютер. Что вы увидите?
- 187 -
Огромное количество моделей процессоров даже с одним
названием (например, Athlon), не говоря уж и о немалом
разнообразии названий: Pentium, Athlon, Celeron, Duron, да еще с
разными приставками вроде ХР, III и т. п. Зачем так сделали?
Наверное, чтобы запутать покупателя. А тогда почему у различных
процессоров цена разная? Разобраться в этой ситуации не так уж
сложно, как кажется на первый взгляд. Рассмотрим все по порядку.
Ни для кого не секрет, что IBM PC самый популярный
компьютер в мире. Про эту популярность уже перестали писать
статьи в журналах и газетах. Потому что высокая
распространенность этой разновидности ЭВМ по всему миру (в
последнее время и по России) не позволяет даже вспомнить про
существующие компьютеры других марок. И это несмотря на
некоторые недостатки...
Производители компьютеров буквально "зомбировали"
широкие слои населения, которые только и мечтают, чтобы
приобрести новый более мощный компьютер. А откуда появляются
эти самые мощные сегодня, а завтра, быть может, уже совсем
немощные компьютеры? Догадались? Правильно! Их "сочиняют"
все те же самые люди, которые изобрели первый компьютер IBM
PC. "Ну, хорошо", — скажете вы. — Тогда почему столько разных
названий одного и того же процессора?" Вот мы и подошли к
главной причине пухлости рекламных буклетов — производителей
то несколько. Наверное, не один пользователь изумленно
"округляет" глаза на продавца компьютерного магазина, когда тот
спрашивает: "А какой процессор вы хотите?" Приходим в магазин,
чтобы купить компьютер, а тут такое спрашивают... Но такова
плата за прогресс. Популярную и, соответственно, хорошо распродаваемую продукцию хочется выпускать многим. Единственно,
что спасает компьютерный рынок (а значит и нас), — это
действительно сложное устройство процессора, повторить которое
может далеко не каждый. Иначе, производителей было бы ровно
столько, сколько существует всяких разных "кукол Барби".
Следующий вопрос, на который мы ответим: "Почему
процессоры называются по-разному?" Ответ простой. У каждого
производителя имеется собственный товарный знак, в рекламу
которого он вкладывает немалые деньги. И все это в надежде, что
потребитель выберет именно их продукцию, а не продукцию
конкурента. Основными наполнителями процессорной ниши
- 188 -
компьютерного рынка являются две крупные корпорации,
постоянно замахивающиеся на монополизм, — Intel и AMD.
Существует еще одна компания, которая сегодня активно
производит процессоры для IBM-совместимых компьютеров. Это
компания VIA Technologies. Несмотря на свое реальное
присутствие на рынке настольных процессоров (как самых
распространенных), ее продукция занимает очень маленький
процент от всего объема продаваемых процессоров. Можно сказать,
что компании VIA удалось занять только небольшой "аппендикс"
процессорной ниши. Если заглянуть в историю, то увидим, что
фирм-производителей процессоров для IBM-совместимых
компьютеров было еще больше. Куда они делись и почему?
Давайте разберемся.
Когда создавался первый компьютер IBM PC, как мы все уже
знаем, компания IBM выбрала процессор Intel 8086 как самый
удачный вариант из всех имеющихся на тот момент. Это
определило судьбу тогда еще небольшой фирмы по разработке и
производству микропроцессоров — она стала гигантской
корпорацией. Компания Intel долгое время считалась монополистом
на рынке процессоров для IBM-совместимых компьютеров.
Поначалу руководство компании не смогло оценить всех
происходящих изменений и допустило появление конкурентов на
рынке процессоров. Дело в том, что заводы Intel в один прекрасный
момент перестали справляться с покупательским спросом на IBM
PC, и создался дефицит компьютеров. Этот вакуум мгновенно заполнили "любители легкой наживы" —
фирмы-производители, которые стали копировать "фирменный"
процессор и выпускать его под своим товарным знаком. Только
спустя, некоторое время, за которое успело появиться несколько
новых модификаций процессора для IBM PC, руководство Intel
наконец-то сообразило, чем все может закончиться. А
производители клонов тем временем "клепали" процессоры и
подумывали об увеличении рынков сбыта. И настал момент, когда
компания Intel решила этот произвол и защитила свои разработки
законом об авторском праве. Теперь копировать ее процессоры
можно было только с письменного разрешения, называемого
лицензией. Все бы хорошо, да вот лицензии Intel никому давать не
собиралась (сливки-то вкусней, когда ты один их кушаешь). Уже в
то время IBM PC стал законодателем моды на персональные
- 189 -
компьютеры.
Делать нечего, и приступили бывшие производители клонов к
собственным разработкам. Деваться им было некуда —
производственные линии были уже налажены, специалисты
"прикормлены". Бросать все это руководство этих фирм просто не
могло. Да вот незадача. "Изобрести велосипед", чтобы был такой
же, да чтобы не был похож на "собрата" от Intel, оказалось неимоверно сложно. Началась эра "совместимости". Тот же AMD не
имел законного права использовать в своих процессорах любые из
удачных разработок Intel. Поэтому предпринимались попытки
создания собственного, пусть не такого хорошего, зато своего
процессора. Выпусти тогда AMD процессор, не совместимый с
"фирменным" процессором от Intel, пришлось бы переделывать все
программы. Фактически получился бы совершенно другой
компьютер. А рынок то требовал именно IBM PC, что и заставляло
производителей изобретать новый вариант IBM-совместимого
процессора. Немногие выжили в этой конкурентной борьбе, только
несколько из них справились с непосильной задачей. Это были
компании AMD, Cyrix и Centaur. Их процессоры могли выполнять
те же самые программы, что и "фирменный" процессор, и
одновременно отличались от него по внутренней структуре.
Сегодня последние две компании "умерли", оставив после себя
огромное количество, по сей день работающих модификаций IBMсовместимых процессоров.
Есть еще один виновник большого количества моделей
процессоров, представленных на рынке, — это прогресс. Да, да, и
еще раз да. Тот самый прогресс, благодаря которому компьютеры
становятся все более мощными и желанными, виноват в том, что
нам приходится выбирать процессор вместо того, чтобы просто
взять и купить его. Дело в том, что производители, чтобы выжить в
конкурентной борьбе, торопятся с выпуском новой продукции.
Ученые только успевают выдумать что-нибудь новое, как
производственные линии сразу же начинают перестраиваться на
выпуск новинки. А куда деваться? Подождать немного? Так
конкуренты выпустят что-нибудь такое, что продажи твоей
продукции очень быстро упадут к нулю. Вот и трудятся
два гиганта — Intel и AMD — над заполнением рынка новыми
технологиями. Да так быстро, что старые модели не успевают
"разойтись по рукам" и продолжают занимать место на прилавках
- 190 -
магазинов. Единственный плюс — морально устаревают
процессоры намного быстрее, чем физически, что благоприятно
сказывается на их окончательной цене. Зачастую мощности процессора, появившегося в "прошлом году" (например, Pentium III),
хватает для решения всех необходимых пользователю задач. А цена
этих процессоров в последнее время значительно упала, потому что
"топовыми" являются процессоры Pentium 4, которые стоят
значительно больше своих реальных возможностей.
Немного о совместимости. Всем известен закон об авторском
праве. В мире компьютерных технологий он действует не менее
сурово, чем, например, в книгоиздательстве. Согласно этому закону
компания-разработчик имеет абсолютные права на собственную
разработку. Она может разрешить другим компаниям выпускать ее
изделие (за определенную плату), а может и не разрешать,
оставаясь монополистом в данной области. Так было, например,
когда компания Intel "прикрыла" лицензии на клонирование своих
новых процессоров. В результате все конкуренты оказались перед
сложным выбором: либо перестраивать производственные линии на
выпуск кардинально другой продукции, либо самостоятельно
разрабатывать такой же процессор, что и у Intel. Вот как раз здесьто и кроется главный секрет "совместимости" — разработать и
выпускать идентичный хотя бы частично продукт компанииконкуренты не могут, т. к. все разработки Intel охраняются законом
об авторском праве. Охраняется как общая блок-схема, так и
детальная схема отдельных узлов. Для того чтобы выпустить
конкурирующий продукт, надо разработать такой процессор, чтобы
он выдавал идентичный результат (в сравнении с результатом
работы процессора Intel) при условии равных изначальных
условий/данных. И при этом внутренняя архитектура процессора
должна быть не похожа на охраняемый законом продукт компании
Intel. Уяснив все вышесказанное, можно понять, почему говорят:
программа оптимизирована под процессоры Intel или AMD. Это
означает, что конкретная программа может быть организована
таким образом, что, используя специфические узлы, например,
процессора Intel, она будет работать немного быстрее, чем на
процессорах, где этот узел отсутствует (например, у процессора
AMD).
Последние несколько лет динамика рынка процессоров в
основном определяется противостоянием двух корпораций — Intel
- 191 -
и AMD. Для того чтобы выдержать и не уйти с рынка, как это
сделали Cyrix и Centaur, компании AMD пришлось распродать
часть своего бизнеса, чтобы получить средства на разработку и
выпуск новых процессоров Athlon. Ожидания и надежды оправдали
себя — сенсация состоялась, и компьютерный мир содрогнулся от
небывалых мощностей. Компания Intel в это время тоже не ждала
развития событий, а планомерно наращивала тактовую частоту
своих процессоров...
Устройство центрального процессора
Центральный процессор внешне выглядит как квадратная
керамическая пластина размером примерно 5x5 см с
многочисленными штырьковыми выводами на нижней плоскости.
На современные процессоры обязательно устанавливается радиатор
с вентилятором, закрепленным на его верхней части. По этой
причине вы не сможете увидеть процессор, даже если внимательно
будете изучать содержимое системного блока (пусть и с хорошим .
освещением), для этого потребуется сначала снять охлаждающий
его кулер.
Современные процессоры одни из самых сложных
электронных устройств, для выпуска которых требуются сотни
производственных этапов. Основой производства любых
процессоров является фотолитография: процесс создания схемы
кристалла на заранее подготовленной керамической подложке
путем фотомеханического переноса изображений с шаблонов под
воздействием ультрафиолетового освещения. На кремниевую
подложку наносится слой специального материала, который после
облучения становится растворимым. После облучения и
растворения "лишнего" материала (его называют фоторезистом) на
подложке образуется целая сеть канавок, представляющих собой
будущие проводники. Эти канавки заполняются веществом, обладающим необходимыми электропроводными свойствами. Если
требуется создать непроводящую область, то в этом месте
"наращивается" слой оксида кремния, который помимо хороших
изоляционных свойств обладает достаточной механической
прочностью. Так при помощи заранее подготовленных шаблонов
слой за слоем создается структура с определенными характеристиками.
Количественным показателем сложности технологического
процесса при изготовлении процессора служит проектная норма
- 192 -
точности. Например, первые процессоры i8086 выпускались по
проектной норме 10 мкм, а в новейших процессорах Pentium 4
используется уже 0,13 мкм (микронная) технология. В процессоре
можно выделить несколько его основных блоков.
Арифметико-логическое устройство. Основной считающий
механизм любого процессора, который отвечает не только за
вычисления, но и за выполнение всех запущенных программ. Как
всем известно, существует два простейших вида вычислений:
сложение и вычитание, все остальные виды можно представить в
виде последовательности двух первых. Оттуда и название, ведь
именно арифметика (как наука) занимается простейшими навыками
счета (помните начальные классы школы?). Также это устройство
"думает" над организацией работы других компонентов
компьютера. Наилучшие результаты оно может выдать только при
работе с целочисленными расчетами, для выполнения операций с
плавающей запятой требуется программная эмуляция, что,
естественно, сильно "тормозит" всю систему.
Математический сопроцессор. Исходя из названия, можно
догадаться, для каких целей он нужен — для математических
вычислений. "Странно, — подумаете вы, — ведь сам процессор для того и нужен в
компьютере, чтобы делать вычисления. Причем тут сопроцессор?"
А притом, что центральный процессор помимо различных
"примеров" вынужден еще заниматься и управлением всех
протекающих в компьютере процессов: чтением данных из памяти,
записью этих данных либо обратно, либо в другую область памяти.
Все это должен делать центральный процессор (на то он и
центральный). Чтобы увеличить быстродействие системы в целом,
в структуру компьютера ввели "подмастерья", т. е. математический
сопроцессор, который позволяет освободить своего центрального
"брата" от рутинной работы в качестве калькулятора. Фактически в
системе устанавливается два параллельно работающих процессора:
один для поддержания работоспособности компьютера, а другой —
непосредственно для математических вычислений. Причем второй
работает под непосредственным контролем первого: он считает
только то, что центральный процессор ему позволяет.
Развитием математического процессора можно считать
введение в процессор поддержки различных наборов инструкций
SIMD (MMX, SSE, SSE2 или 3DNow!). SIMD это аббревиатура от
- 193 -
английского наименования Single Instruction Multiple Data, что
переводится как "одна инструкция, множество данных". Принцип
действия любого из этих наборов следующий: если бы
центральный процессор занимался всеми вычислениями
самостоятельно, то для того, чтобы, например, герою
компьютерной игры моргнуть глазом, ему пришлось бы сначала
считать из памяти алгоритм моргания, а уже потом приняться за
вычисления самого процесса движения. Наличие набора инструкций, например, MMX (MultiMedia Extension), позволяет
процессору сразу же приняться за обработку процесса движения, т.
к. алгоритм моргания заложен в процессор на аппаратном уровне.
Оттуда и название "набор инструкций". Разработчики процессоров
выяснили, какие повторяющиеся действия (в основном в играх)
приходится выполнять, и включили их поддержку в процессорное
ядро. Теперь достаточно указать номер инструкции, которую
необходимо выполнить, чтобы процессор воспроизвел строго определенную последовательность вычислений. По сути, наборы SIMD
добавляют в процессор некоторого рода интеллектуальность.
Кэш-память. Используется для хранения данных, которые
либо чаще всего требуются для расчетов, либо те, которые
процессор потребует в ближайшее время. Например, в какой-то
момент времени часть строго определенной последовательности
находится на обработке, а оставшаяся часть в это время
размещается поближе к вычислительному центру, т. е. в кэшпамять. Необходимость в этом появилась после того, как тактовая
частота процессоров перевалила через порог 28 МГц. В результате
предел скорости оперативной памяти был безнадежно превышен, и
при старой организации памяти процессор был вынужден
регулярно простаивать в ожидании, пока схема оперативной памяти
закончит процесс записи данных в ячейки памяти или пока будут
найдены все данные для последующего чтения.
В современных процессорах кэш-память разделяют по
предназначению: непосредственно для данных и для выполняемых
команд. Это позволяет организовать параллельный доступ. Кэшпамять второго уровня (часто обозначается как L2) необходима для
согласования высокой скорости ядра процессора со значительно
меньшей скоростью работы оперативной памяти. Для этого данные
из оперативной памяти постоянно перекачиваются в кэш второго
уровня, чтобы при первом же запросе как можно быстрее предоста- 194 -
вить их вычислительному центру процессора. В противном случае,
процессор вынужден простаивать, ожидая пока информация дойдет
до него по сигнальным линиям.
Кэш-память первого уровня (часто обозначается как L1) в
современных процессорах обычно достигает объема 32 Кбайт, она
предназначена в основном для быстрого доступа к выполняемым
командам. Она всегда размешается на кристалле центрального
процессора. Кэш-память второго уровня может иметь объем в
широких пределах: от 64 до 512 Кбайт на кристалле центрального
процессора и до 2 Мбайт на модулях внешне очень похожих на
модули основной памяти. Начиная с процессора Pentium II, кэшпамять второго уровня также интегрируют внутрь процессорного
ядра.
Производители процессоров
В жестокой конкурентной борьбе в основном выжили только
два промышленных гиганта — Intel и AMD. "А куда задевалась
VIA Technologies?", — спросите вы. Никуда она не девалась,
спокойно продолжает выпуcкать свои процессоры Cyrix III. Только
вот по объемам продаж эти процессоры никак не могут
сравниваться с продукцией первых двух производителей.
□ Компания Intel, как всегда, производит "фирменные"
процессоры. Несмотря на длительный период существования,
продукцию этой фирмы продолжают считать эталоном
совместимости с IBM PC.
Официальный сайт компании Intel находится по адресу: http://
www.intel.com/, существует также русский вариант этого сайта по
адресу: http://www.intel.ru/, но на русский язык переведена только
часть сайта, которую чаще всего посещают потребители, где можно
найти краткое описание выпускаемой продукции, рекламные
буклеты и т. п. Та же часть сайта, которая будет интересна в
основном только специалистам (там где "лежат", в основном,
подробные описания спецификаций и т. п.), так и осталась
англоязычной. При посещении сайта компании Intel не отключайте
показ рисунков. Взамен более долгой загрузки вы сможете
получить удовольствие от очень приятного и удобного дизайна.
Правда, требует эта красота приличного по скорости соединения с
провайдером, иначе поиск нужной информации может
превратиться в сплошное ожидание, когда же, наконец, загрузится
эта... страница.
- 195 -
□ Компания AMD сделала сильный рывок навстречу светлому
будущему, в котором будет только один процессор Athlon.
Настолько хорошим и мощным (а заодно и популярным) он
получился. До этого компании доставалась только незначительная
часть рынка, которая предпочитала продукцию AMD из-за
относительно невысокой цены.
Официальный сайт компании AMD находится по адресу:
http:// www.amd.com/, существует также русский вариант. Он
расположен по адресу: http://www.amd.ru/. На русский язык
переведена только та часть сайта, которая посвящена рекламному
описанию выпускаемой продукции, а та часть, в которой
присутствуют подробные описания спецификаций и т. п., как и для
сайта Intel, осталась англоязычной. Хотя для большинства
пользователей это не станет большим затруднением. Справочная
информация читается и переводится намного легче, чем художественный текст. И в большинстве случаев можно обойтись без
знания английского языка. Сайт оформлен в стиле "дешево и
сердито": минимум картинок позволяет ускорить загрузку
страницы при включенном показе рисунков, что способствует
комфортной работе на сайте. Справочной информации на сайте
AMD значительно больше, что говорит о более тщательном
подходе к обратной связи с потребителем. Здесь можно ознакомиться с рекомендациями по выбору, например, блока
питания, системы охлаждения и т. п.
□ Компания VIA уже давно известна как производитель очень
хороших чипсетов для материнских плат, поддерживающих все
современные процессоры. Компания производит и процессоры,
но их доля на рынке крайне мала из-за их невысокой
производительности по сравнению с процессорами Intel и AMD.
Сайт компании VIA находится по адресу: http://www.via.com.tw.
Обзор производителей нельзя было бы назвать полным, если
не упомянуть о тех, кто канул в лету. За недолгий период своего
существования они успели выпустить немало хороших моделей
процессоров, которые до сих пор пока еще полностью не
"вымерли", подобно динозаврам, и продолжают трудиться на благо
общества. Это такие компании, как:
□ Cyrix — официальный сайт расположен по адресу:
http://www.cyrix.com/;
□ IDT — официальный сайт находится по адресу:
- 196 -
http://www.centtech.com/.
Процессоры Intel
За весь период существования компании Intel на свет
появилось немало модификаций процессора Intel 8086, который
использовался в самых первых компьютерах IBM PC. В
архитектуре современного процессора уже сложно узнать
"прародителя", настолько изменились технологии производства и
внутренняя структура процессора. Много хорошего и плохого
повидали пользователи прошлого столетия. Давайте и мы
"пройдемся" по коридорам истории этого замечательного
устройства — процессора Intel. Следует сразу отметить, что
названия процессоров — 80286, 80386, 80486, Pentium с различными приставками — принадлежат компании Intel и не могут
использоваться другими компаниями. Например, если в прайслисте написано "процессор Pentium 4" без указания производителя,
то можно быть уверенным, что этот процессор произведен именно
Intel, а не AMD или какой-нибудь другой фирмой.
Компания Intel всегда славилась выпуском продукции, в
надежности и стабильности работы которой можно практически не
сомневаться. Если в технологии не допущено критических ошибок,
то процессоры с этой маркой можно считать наилучшим выбором.
Высокая производительность неплохо сочетается с низким
тепловыделением и хорошей разгоняемостью, что, к сожалению,
стоит относительно недешево. И только благодаря тому, что
руководство компании всегда думает о тех, "кто экономит", и
выпускает в свет целые поколения бюджетных процессоров
Celeron, стоимость которых вполне доступна большинству
покупателей, можно считать Intel народной маркой.
Устаревшие процессоры Intel (краткая история)
Первой распространившейся по России моделью процессора
этой компании стал Intel 80286. Даже сегодня можно встретить
рабочие компьютеры, собранные на базе этого процессора. На них
все еще умудряются не только работать (печатать тексты,
например), но и играть. Данную модификацию процессора, кроме
Intel, выпускали еще несколько производителей, например, тот же
AMD. По этой причине в использовании можно встретить процессоры с разными товарными знаками. Единственно, что было
общее у всех клонов, — это система маркировки. Для процессоров
Intel 80286 она была простейшей и состояла из наименования
- 197 -
процессора и цифрового значения, означающего рабочую тактовую
частоту данной модели. Например, цифра 8 означает тактовую
частоту 8 МГц.
Для выпуска процессора Intel 80286 использовалось два типа
корпусов. Первый из них PGA (Pin Grid Array), форма которого
представляет собой квадрат со стороной примерно 5 см. На каждой
стороне размещены два параллельных ряда выводов (68 штук) —
один внутри другого. Контакты как будто расположены на
шахматной доске — все разнесены на одинаковое расстояние друг
от друга. Другой тип корпуса называется LCC (Leadless Chip
Carrier). Контакты здесь размещены на торцах корпуса. На
системной плате такой процессор сложно заметить, т. к. с четырех
сторон его прикрывают кромки держателей.
Следующую модификацию процессора назвали Intel 80386.
Особого изящества в обозначениях тогда не наблюдалось, да этого
и не требовалось. Процессоры расходились с ужасающей скоростью, а
потребительский спрос покрывался с большой натяжкой и только
за счет наличия на рынке продукции конкурентов. После выпуска
386-го процессора, который стал еще более популярным, чем
предыдущая модель, компания Intel решила защитить свою
продукцию от производителей клонов. Но добилась она
неоднозначных результатов: с одной стороны, компания получила
монополию в выпуске собственных разработок, а с другой —
спровоцировала появление конкурирующих лабораторий по
разработке IBM-совместимых процессоров.
Количество контактов у нового процессора увеличилось до
132 штук (как никак шина данных возросла вдвое). Поэтому для
производства 386-х процессоров использовался другой корпус, не
совместимый с предыдущим (хотя назывался он по-прежнему,
PGA). Маркировка осталась неизменной — максимальная рабочая
частота указывается после обозначения Intel 80386.
Вместе с изменениями внутренней архитектуры была
увеличена максимально возможная рабочая частота. Именно тогда
и началась всемирно известная "гонка вооружений". Новый
процессор работал намного быстрее всех предыдущих моделей, что
очень понравилось пользователям. Такова уж особенность бизнеса
— спрос порождает предложение. С каждым днем тактовая частота
растет все быстрее и быстрее. Совсем недавно говорили о дос- 198 -
тижении тактовой частоты 1 ГГц, как за небольшой промежуток
она превысила уровень 2 ГГц. Но об этом немного позже.
Еще один шаг компании Intel вошел в историю. Было
выпущено несколько версий процессора Intel 80386 — полная
версия, имеющая 32-разрядные шины адреса и данных, и
"облегченная" версия с 16-разрядной шиной данных и 24-разрядной
шиной адреса. Это было сделано для того, чтобы охватить как
можно большую область рынка. Те, кому не хватало денег на покупку полной версии, могли приобрести "облегченную", которая,
несмотря на меньшую производительность, все равно была быстрее
286-го процессора. Внешне обе модели абсолютно идентичны (рис.
8.1), поэтому были введены отличительные признаки в маркировку
процессоров. Полная версия процессора теперь обозначалась Intel
386DX, а "облегченная" — Intel 386SX. Так появилось две
категории процессоров: "топовая", обладающая максимальной
скоростью работы, и "бюджетная", позволяющая сэкономить на
небольшой потере производительности.
Рис. 8.1. Внешний вид процессора Intel 386DX
Следующий шаг — модель процессора Intel 486,
представляющего второе поколение 32-разрядных процессоров.
Самое яркое отличие этого процессора от предыдущих моделей:
наличие встроенной в ядро быстродействующей кэш-памяти, а
также наличие встроенного математического сопроцессора. Все это
позволило дополнительно повысить производительность за счет
более полного использования возросшей рабочей частоты.
Структура процессора еще на один шаг приблизилась к
современному виду. Компания Intel сохранила традицию и
выпустила "бюджетную" версию процессора — Intel 486SX
(принцип маркировки использовался тот же, что у 386-х процессоров). Ее отличает отсутствие математического сопроцессора, в
остальном оба процессора полностью идентичны. Полная версия
процессора с сопроцессором имела маркировку Intel 486DX.
Погоня за мегагерцами привела к появлению вариантов 486-го
процессора с увеличенной рабочей частотой. Изменения в
основном коснулись только тактового генератора и маркировки
- 199 -
процессоров — новые модели получили названия Intel 486DX2 и
Intel 486DX4 (рис. 8.2). Первый вариант использует удвоение
тактовой частоты внутри процессора, а второй вариант — утроение.
Очень часто в маркировке указывают как внешнюю частоту, так и
внутреннюю, например, Intel 80486DX2-33/66. Как вы, наверное,
обратили внимание, маркировка последней модели Intel 486DX4
кардинально отличается ото всех предыдущих моделей. Сделано
это для того, чтобы придать процессору отличие от продукции
конкурирующих компаний (эта модель была выпущена уже после
появления первого Pentium, что и повлияло на способ маркировки).
Рис. 8.2. Внешний вид процессоров Intel 486DX2 и Intel
486DX4
Следует иметь в виду, что процессор DX4 отличается от
предыдущих моделей 486-й серии не только увеличением
внутренней частоты втрое. Изменения коснулись и напряжения
питания, которое было уменьшено с 5 до 3,3 В, поэтому для
апгрейда старых компьютеров эти процессоры не пригодны.
Начиная с процессоров Intel 80486, ситуация с процессорами в
корне изменилась: математический сопроцессор стал частью
центрального процессора, значительно упростилась замена
процессора благодаря применению внутреннего умножения
частоты (что используется сегодня во всех процессорах), и того, что
для процессоров стали применять разъем Socket ZIF, значительно
облегчающий процесс установки.
Все вышеописанные процессоры уже утратили свою
актуальность для возможной модернизации по одной простой
причине. Они не выпускаются очень длительное время, и найти
модель с большей частотой, чем установленная на вашем
компьютере, крайне сложно: 95% парка таких машин "пустили
дым", а сервисные центры, у которых остались запасы старой техники, давно украсили ими стены. Вряд ли кто-то согласится
испортить экспозицию, "нарисованную" процессорами, даже ради
того, чтобы помочь вам с апгрейдом. Так что пока компьютер
работает, ничего с ним делать не надо, пусть и дальше себе
работает.
- 200 -
По настоящему революционным шагом стал выпуск
кардинально нового процессора с очень интересным названием —
Pentium (рис. 8.3). Сегодня этим никого не удивишь, мы все уже
привыкли "слепо" принимать все более новые версии процессоров
Pentium и никто не вспоминает, какой фурор в свое время
произвело это непривычное поначалу название. Этим компания
Intel пыталась, в первую очередь, защитить свою продукцию от
подделок. Да и как теперь можно сравнивать, например, АМ5х86, т.
е. улучшенную модификацию 486-го процессора, с процессором
нового поколения? То-то же...
Рис. 8.3. Внешний вид процессора Intel Pentium (слева первая
модификация, справа — вторая)
Технические параметры процессора Pentium:
□ технологический процесс 0,80 мкм (для процессоров с
кодовым именем Р5), 0,50 и 0,35 мкм (для процессоров с кодовым
именем Р54С);
□ частота системной шины 50 или 66 МГц;
□ объем кэш-памяти первого уровня 16 Кбайт;
□ объем кэш-памяти второго уровня от 256 Кбайт до 1
Мбайт, расположенной на материнской плате;
□ напряжение питания ядра процессора 5 В (для первой
модификации) и 3,3 В (для второй модификации);
□ физический интерфейс Socket 4 (для первой модификации)
и Socket 5 (для второй модификации);
□ линейка тактовых частот включает такие значения, как 60,
66 МГц (для первой модификации) и 75—200 МГц (для второй
модификации).
Рис. 8.4. Внешний вид процессора Intel Pentium MMX
Следующий шаг — разработка процессора под кодовым
названием Р55С. Технология производства 0,35 мкм. Напряжение
питания 2,8 В. Тактовая частота 166—233 МГц, частота системной
- 201 -
шины 66 МГц. Устанавливается в разъем Socket 7. Этот процессор
получил название Pentium MMX. Процессор основан на ММХтехнологии (MultiMedia extension), которая была ориентирована на
мультимедийное, 2D- и 3D-графическое применение. Технические
параметры этого процессора (рис. 8.4):
□ технологический процесс 0,35 мкм (кодовое название
Р55С);
□ частота системной шины 60 или 66 МГц;
□ объем кэш-памяти первого уровня 32 Кбайт;
□ объем кэш-памяти второго уровня от 256 Кбайт до 1
Мбайт, расположенной на материнской плате;
□ напряжение питания ядра процессора 2,8 В;
□ физический интерфейс Socket 7;
□ линейка тактовых частот включает такие значения, как
166—233 МГц.
Вплоть до процессоров Pentium назначение выводов у
процессоров (включая многочисленные клоны) всегда
определялось "фирменными" процессорами Intel, а остальные были
вынуждены придерживаться совместимости с ними. Но с выпуском
процессора Pentium II ситуация перестала блистать своей
стабильностью — началась эра беспорядка и путаницы в
процессорных разъемах. Сегодня совместимость между
процессорами соблюдается только на программном уровне, тогда
как разъемы, напряжение питания, используемые чипсеты и версии
BIOS, кардинально отличаются друг от друга.
Все последующие модификации процессоров вплоть до самых
современных моделей вполне достойны для более подробного
рассмотрения.
Современные процессоры Intel
Начиная с процессора Pentium II, компания Intel стала
выпускать две независимые линейки процессоров: с торговой
маркой Pentium и Celeron. Первые в основном предназначались для
дорогих высокопроизводительных сиетем, вторые для дешевых домашних компьютеров, для
которых на первом месте стоит цена компьютера, а не
производительность. Именно поэтому рассматривать современные
процессоры мы будем с разделением на эти две большие категории.
Все процессоры Intel обязательно поддерживают набор
инструкций ММХ, который содержит в себе 57 инструкций для
- 202 -
оптимизации работы компьютера в Интернет, а также с
мультимедийными данными (аудио и видео).
Сразу отметим, что все используемые термины являются
общепринятыми, поэтому рассмотрим основные из них.
Перечислим процессорные разъемы.
□ Socket 7. Первый наиболее распространенный разъем для
процессоров Pentium, довольно долго продолжал использоваться
для более мощных клонов от AMD, Cyrix, IDT, поэтому только
недавно начал сходить со "сцены". Впервые разъем стал иметь
защиту от неправильной ориентации процессора — скошенный
угол на разъеме соответствует отсутствующим ножкам на
процессоре. Крепление кулера осуществляется при помощи
специального коромысла.
□ Socket 370. Прямой потомок предыдущего типа разъема.
Добавился еще один ряд ножек, а также еще один скошенный угол.
Сегодня считается "вымирающим" типом, т. к. для всех
современных процессоров используется более новый тип. Как
правило, кулеры, подходящие для Socket 7, отлично подходят для
Socket 370, но из-за большой разницы в количестве выделяемого
тепла использовать старые кулеры не рекомендуется.
□ Socket 423. Используется для процессора Pentium 4 на базе
ядра Willamette. Ориентация процессора облегчается благодаря
различному количеству ножек на сторонах корпуса, из-за этого
установка процессора осложнена (ножки мелкие и считать ряды
очень трудно). Кулер крепится к специальным направляющим,
расположенным по обе стороны разъема при помощи двух скоб —
на привычном коромысле относительно огромные радиаторы
удержаться не могут.
□ Slot 1. Щелевой разъем, разработанный и запатентованный
компанией Intel. Иногда его называют SC242 (по количеству
выводов). Просуществовал около двух лет, после чего был
объявлен неперспективным (хотя это было понятно уже с самого
начала). Устанавливается подобно модулям памяти — по бокам
имеются два пластмассовых держателя-защелки. Выполнял главное
условие: удешевление процессора.
От процессоров под Slot 1 процессоры для Socket 370
отличаются только схемой питания, что легко обходится при
помощи специального переходника. Так что владельцы
материнских плат с разъемами Slot 1 свободно могут устанавливать
- 203 -
более новые образцы процессоров под Socket 370.
Процессоры в зависимости от модели выполняются в
различных корпусах. Для всех модификаций Socket могут
использоваться нижеприведенные корпуса.
□ PPGA (Plastic Pin Grid Array). Имеет металлизированную
крышку, закрывающую кристалл процессора. Использовался для
всех процессоров Celeron вплоть до 533 МГц.
□ FC-PGA (Flip Clip PGA). Стал использоваться для
процессоров, выполненных по технологическому процессу 0,18
мкм (начиная с ядра Coppermine). Электрически несовместим с
предыдущим типом, хотя расположение выводов осталось таким
же. Кристалл в таком корпусе не имеет защитного кожуха, что
должно обеспечить более качественный отвод тепла. Недостаток:
высокая вероятность повреждения кристалла при установке кулера.
Для охлаждения таких процессоров лучше всего использовать
кулеры, имеющие четыре мягких подушечки по четырем углам.
□ FC-PGA2. Кристалл закрыт металлической крышкой серозеленоватого цвета. Используется для производства процессоров
Celeron на базе ядра Tualatin. Кулеры для FC-PGA и для FC-PGA2
полностью совместимы.
Для процессоров, рассчитанных на работу с разъемом Slot 1,
также использовалось три типа корпусов.
□ SECC (Single Edge Contact Cartridge). Печатная плата с
установленными с двух сторон компонентами (ядром процессора и
двумя микросхемами кэш-памяти второго уровня). Плата закрыта с
одной стороны пластиковой крышкой, а с другой — металлической
пластиной, служащей для отвода тепла от компонентов, именно к
ней крепится радиатор с вентилятором. Первые модификации
SECC имели металлическую пластину, прижатую только к
кристаллу процессора, а микросхемы кэш-памяти оставались без
охлаждения. Позднее на ней появилось два выступа,
предназначенных для отвода тепла от обеих микросхем кэшпамяти.
□ SECC2. Основное отличие от предыдущего типа — это
отсутствие пластины, из-за чего радиатор стал прижиматься прямо
к кристаллу процессора и микросхемам кэш-памяти. Применялся
для процессоров с тактовой частотой выше 400 МГц.
□ SEPP (Single Edge Processor Package). Разновидность
упаковки SECC. He имеет ни теплоотводящей пластины, ни
- 204 -
пластмассового корпуса. Следует заметить, что кулеры, сделанные
для охлаждения процессоров в упаковке SEPP, не подходят для
охлаждения SECC, и наоборот, т. к. для них применяются
совершенно разные способы крепления и различные конструкции
основания (площадь основания кулера для SEPP меньше, т. к. не
требуется охлаждать микросхемы кэш-памяти).
Конструктив применялся для первых процессоров Celeron, но
впоследствии Intel отказалась от такого подхода и стала
устанавливать процессор
прямо в разъем на материнской плате, т. е. Socket. Вскоре на
этот путь "встали" процессоры Pentium, а технология Slot 1
понемногу "умерла".
Intel Pentium II Klamath
Процессоры Intel Pentium (начиная с Pentium II)
предназначены для использования в высокопроизводительных
настольных компьютерах, рабочих станциях и серверах (рис. 8.5).
Рис. 8.5. Внешний вид процессора Intel Pentium II Klamath
Начиная с этих процессоров, в рекламных кампаниях стали
упоминаться не только название самого процессора, но и торговая
марка ядра, на котором он создан.
По сути, ничего нового компания Intel не изобрела, она только
лишь соединила преимущества процессора Pentium Pro с
технологией ММХ.
Технические параметры:
□ технологический процесс 0,35 мкм;
□ частота системной шины 66 МГц;
□ объем кэш-памяти первого уровня 32 Кбайт;
□ объем кэш-памяти второго уровня 512 Кбайт, работает на
половине тактовой частоты процессора, кэш-память выполнена на
отдельных микросхемах, которые расположены на одной плате с
процессором;
□ напряжение питания ядра процессора 2,8 В;
□ физический интерфейс Slot 1 (SC242);
□ конструктивное исполнение SECC (картридж);
□ линейка тактовых частот включает такие значения, как 233,
- 205 -
266 и 300 МГц (используемое ядро не позволяло создавать
процессоры с большей тактовой частотой).
Intel Pentium II Deschutes
Практически все изменения коснулись технологии
производства, что позволило уменьшить тепловыделение и
увеличить "потолок" тактовых частот (плюс поднять частоту
системной шины). Все остальные параметры остались без
изменения.
Технические параметры:
□ технологический процесс 0,25 мкм;
□ частота системной шины 100 МГц;
□ объем кэш-памяти первого уровня 32 Кбайт; □ объем кэшпамяти второго уровня 512 Кбайт;
□ напряжение питания ядра процессора 2,0 В;
□ физический интерфейс Slot 1;
□ конструктивное исполнение SECC (картридж) и SECC2;
□ линейка тактовых частот включает такие значения, как 333,
350, 400 и 450 МГц.
Intel Pentium III Katmai
Как всегда, компания Intel поторопилась с выпуском "нового"
процессора, который фактически представляет собой прежний
Pentium II с добавленным блоком SIMD (Single Instruction Multiple
Data), получивший название SSE (Streaming SIMD Extensions). Этот
блок предназначен для расширения прежнего набора ММХ до 70
команд, направленных на оптимизацию работы с
мультимедийными данными. Как раз в это время стали распространяться диски с записанными для них фильмами, клипами и т. п.
Выпуск этой модели Pentium III не более чем маркетинговый шаг в
ответ на выпуск AMD K6-III (рис. 8.6).
Рис. 8.6. Внешний вид процессора Intel Pentium III Katmai
Начиная с Pentium III, каждый процессор Intel стал иметь
уникальный 96-значный серийный номер, "прошитый" в него во
время изготовления, который можно прочитать при помощи
программных средств.
Технические параметры:
СП технологический процесс 0,25 мкм;
- 206 -
□ частота системной шины 100 МГц (133 Мгц для двух
процессоров, обозначенных символом "В");
□ объем кэш-памяти первого уровня 32 Кбайт;
□ объем кэш-памяти второго уровня 512 Кбайт, рабочая
частота равна половине тактовой частоты процессора, память
выполнена на отдельных микросхемах, которые расположены на
одной плате с процессором;
□ напряжение питания ядра процессора 2,0 В;
□ физический интерфейс Slot 1;
□ конструктивное исполнение SECC или SECC2 (картридж);
□ линейка тактовых частот включает такие значения, как 450,
500, 533 В, 550, 600, 600В МГц.
Intel Pentium III Coppermine
Это первый процессор, который действительно все ждали,
ждали и копили деньги на его приобретение. Более высокие
тактовые частоты, интегрированная кэш-память второго уровня,
частота системной шины 133 МГц, использование популярного
разъема Socket 370 — все это заставляло дрожать руки, замирать
сердца (дополняйте сами) нетерпеливых пользователей (рис. 8.7).
Но после его появления некоторые из них оказались сильно разочарованы. Дело в том, что, несмотря на использование
традиционного разъема Socket 370, назначение некоторых выводов
отличается от конструктива PPGA, используемого до этого в
процессорах Celeron. Из-за этого для апгрейда могут
использоваться только материнские платы с наличием специальных
переключателей или оснащенных системой автоматического распознавания типа установленного процессора. Правда, если
материнская плата не способна вырабатывать напряжение 1,65 В,
то апгрейд возможен только при замене самой платы. В этом
смысле платам с разъемом Slot 1 "повезло" больше — используя
переходники Slot 1—Socket 370, на них запросто можно установить
процессор в конструктиве FC-PGA (за некоторым исключением).
Рис. 8.7. Внешний вид процессора Intel Pentium III Coppermine
Вторым, не менее серьезным фактором, стала необходимость
обновления версии BIOS старых материнских плат. В противном
- 207 -
случае новый процессор определялся как Intel Pentium III Katmai. С
такой ситуацией пользователи столкнулись впервые.
Технические параметры:
□ технологический процесс 0,18 мкм;
□ частота системной шины 100 или 133 МГц;
□ объем кэш-памяти первого уровня 32 Кбайт;
□ объем кэш-памяти второго уровня 256 Кбайт;
□ напряжение питания ядра процессора 1,60; 1,65; 1,70; 1,76;
1,80 В; □ физический интерфейс Slot 1 или Socket 370 (FC-PGA);
□ конструктивное исполнение SECC2 или FC-PGA;
□ линейка тактовых частот включает такие значения, как
500Е, 533ЕВ, 550Е, 600Е, 600ЕВ, 650, 667, 700, 733, 750, 800,
800ЕВ, 850, 866, 900, 933 и 1000В МГц (для модификаций Socket
370).
Следует отметить, что появление в продаже процессоров Intel
Pentium III с ядром Coppermine внесло некоторую путаницу в
маркировку этого семейства. Как вы, наверное, уже обратили
внимание, в названии моделей присутствуют символы "Е" и "В"
(табл. 8.2).
Примечание
Символом "Е" обозначают процессоры Coppermine,
поддерживающие кэшпамять L2 типа Advanced Transfer Cache,
работающую на тактовой частоте процессора, и технологию
Advanced System Buffering, в соответствии с которой оптимизирован размер буферов системной шины, а символом "В" —
процессоры Katmai и Coppermine, поддерживающие системную
шину 133 МГц.
Таблица 8.2. Процессоры Pentium III, которые могут
встретиться
на компьютерном рынке
- 208 -
Таблица 8.2 (окончание)
Intel Pentium III Tualatin
Основное направление нового ядра — увеличение тактовой
- 209 -
частоты выше 1 ГГц, что оказалось недостижимым для ядра
Coppermine. Разрабатывался исключительно для серверных и
мобильных компьютеров. Для настольных компьютеров
выпускалась версия, названная Pentium III-A. По идее компании
Intel он должен был сменить все младшие версии процессоров
Celeron.
Технические параметры:
□ технологический процесс 0,13 мкм;
□ частота системной шины 133 МГц;
□ объем кэш-памяти первого уровня 32 Кбайт;
□ объем кэш-памяти второго уровня 256 Кбайт;
□ напряжение питания ядра процессора 1,5 В;
□ физический интерфейс Socket 370 (FC-PGA);
□ конструктивное исполнение FC-PGA2;
□ линейка тактовых частот включает такие значения, как
1133, 1200, 1260 и 1300 МГц.
Intel Pentium 4 Willamette
В отличие от всех своих предшественников новое ядро
разработано практически с нуля. До момента его появления все
разработки представляли собой модификации ядра процессора
Pentium Pro. Фактически это первый процессор седьмого
поколения.
Еще одним отличием нового процессора стало введение 20ступенчатого конвейера (у Pentium III он был 10-ступенчатым).
Благодаря этому было осуществлено увеличение общей
производительности на интенсивных математических вычислениях,
а также появилась возможность добиться формального роста
тактовой частоты (здесь уместно вспомнить о "дутых" мегагерцах).
Примечание
Под конвейером в данном случае понимается такой метод
внутренней обработки команд, при котором исполнение команды
разбивается на несколько ступеней (Stages), каждой из которой
соответствует свой модуль в структуре процессора. По очередному
тактовому импульсу каждая команда продвигается на следующую
ступень, при этом выполненная команда покидает конвейер, а
новая поступает в него. Впервые конвейер был применен в
процессоре Intel 80486.
В ядре использован набор потоковых инструкций SSE2,
который представляет собой набор из 144 инструкций для
- 210 -
повышения эффективности декодирования видео, быстрого
шифрования и работы со специально спроектированными
программами для работы в Интернете. При этом 68 инструкций
просто расширяют возможности старых SSE-инструкций, а 76
являются совершенно новыми.
Проявить все свои возможности процессору Pentium 4
достаточно сложно, потому что его архитектура при внимательном
рассмотрении сильно отличается от других процессоров семейства
х86. Единственный вариант — оптимизация программного кода
под специфику этого процессора, а также увеличение его тактовой частоты, над чем, в общем-то, и ведутся
работы. Из-за длинного 20-ступенчатого конвейера процессор
Pentium 4 практически во всех неоптимизированных программах
оказывается медленнее, чем аналогичный по частоте Pentium III.
Процессор Pentium 4 выигрывает Athlon XP только в случае
оптимизации кода программы под набор команд SSE2. Если
программа не поддерживает ни один из наборов команд SIMD, то
Athlon значительно выигрывает в скорости работы.
Для большинства материнских плат под Pentium 4 требуется
новый более мощный блок питания.
Технические параметры:
О технологический процесс 0,18 или 0,13 мкм (для тактовых
частот выше 2 ГГц);
□ частота системной шины 400 МГц (физические 100 МГц,
помноженные на четыре пакета данных за такт);
□ объем кэш-памяти первого уровня 8 Кбайт;
□ объем кэш-памяти второго уровня 256 Кбайт, работает на
тактовой частоте ядра процессора;
□ напряжение питания ядра процессора 1,75 В;
□ физический интерфейс Socket 423 или Socket 478;
□ конструктивное исполнение PGA423 или PGA478;
□ линейка тактовых частот включает такие значения, как
1300, 1400, 1500, 1600, 1700, 1800, 1900, 2000 МГц.
Intel Pentium 4 Northwood
Единственное отличие нового ядра от предыдущего — это
наличие вдвое большего объема кэш-памяти второго уровня (рис.
8.8).
- 211 -
Рис. 8.8. Внешний вид процессора Intel Pentium 4 Northwood
Технические параметры:
□ технологический процесс 0,13 мкм;
О частота системной шины 400 или 533 МГц (физические 100
или 133 МГц, помноженные на четыре пакета данных за такт);
□ объем кэш-памяти первого уровня 8 Кбайт;
□ объем кэш-памяти второго уровня 512 Кбайт; □ напряжение
питания ядра процессора 1,5 В;
□ физический интерфейс Socket 478;
□ конструктивное исполнение PGA478;
□ линейка тактовых частот включает такие значения, как
1600, 1700, 1800, 1900, 2000, 2200, 2400, 2600, 2800 МГц.
Для отличия процессоров Pentium 4 с тактовой частотой 2 ГГц
для нового ядра стали применять индекс "А" (например, Intel
Pentium 4 2А). Для маркировки процессоров Pentium 4 с частотой
системной шины 533 МГц используется индекс "В", например, Intel
Pentium 4 2.4В.
Процессоры Intel Celeron
Процессоры семейства Intel Celeron рассчитаны на
применение в недорогих системах начального уровня ("low-end").
"Low-end" означает нижнюю ценовую категорию на рынке
моделей, в которую входят наиболее дешевые модели, обладающие
наихудшими техническими характеристиками. Эта категория
ориентирована на тех пользователей, у кого недостаточно денег и
которые при покупке в первую очередь смотрят на цену товара.
Здесь очень важно уметь правильно выбрать товар, чтобы не
переплатить за имя или "лишние" мегагерцы. Сегодня к этой
категории относятся процессоры с тактовой частотой около 1 ГГц.
Как правило, при выпуске в свет нового ядра производители
поступают следующим образом: сначала выпускается процессор с
максимально возможными для данного ядра или времени
параметрами, который позиционируется в верхнюю ценовую
категорию "high-end". Это вполне естественно, т. к. на разработку и
выпуск затрачено очень много средств, и их нужно восполнить как
можно быстрее. После "снятия сливок" производители начинают
- 212 -
думать о массах: они выпускают "урезанный" ("облегченный")
вариант нового процессора, который имеет значительно меньшую
стоимость и поэтому позиционируется в нижнюю ценовую
категорию "low-end". Выпуск мобильного варианта уже дело
техники. Если процессоры для настольных систем были
восприняты пользователями хорошо, то и выход процессора для
ноутбуков не заставит себя ждать.
Если посчитать, сколько эмоциональных сил тратят
пользователи всего мира на ожидание и подготовку встречи нового
процессора, можно понять, какие ощущения испытывают они,
когда вновь появившееся творение живет очень недолго. Еще
печальнее становится, когда вновь пришедшие новинки "ломают"
привычки и заставляют снова пускаться на поиски "истины". Если
из моих рассуждений вы еще ничего не поняли, поясняю: речь
идет о безвозвратном уходе Socket 370. Конечно,
процессорный разъем продолжает использоваться, например, для
процессоров Cyrix III от VIA, но для мира Intel этот конструктив
потерян навсегда. Ибо не было еще случая, когда эта корпорация
возвращалась к старым традициям. Причин такому резкому
переходу может быть несколько:
□ отсутствие "бюджетной" версии процессора для
материнских плат с разъемом Socket 478, распространенных с
приходом процессора Pentium 4;
□ нерациональность поддержания работы двух
производственных линий для выпуска двух разных процессоров на
одном и том же ядре — тем более, что ядро Willamette разработано
как раз под новый конструктив и менять что-либо означало бы
фактическое создание нового ядра, всего лишь похожего на своего
"старшего брата". Это, согласитесь, малоприятно сказалось бы на
цене конечной продукции.
Реально ситуация с отказом от конструктива Socket 370 не
столь критична, как может показаться на первый взгляд. Запасы
"старых" процессоров Celeron по признанию самих производителей
еще очень значительны, а что говорить о бездонных складах
компьютерных фирм? Так что пользователям рано отчаиваться,
смогут они еще выложить свои "кровные" за этот новый "старый" процессор. Тем более что модели Celeron 1,3 и 1,4 ГГц производились еще до конца 2002 года.
Intel Celeron Covington
- 213 -
Первый Celeron построен на ядре Deschutes последней
модификации процессора Pentium II. Можно сказать, что "первый
блин" оказался очень большим "комом" (рис. 8.9).
Рис. 8.9. Внешний вид процессора Intel Celeron Covington
Технические параметры процессора:
□ технологический процесс 0,25 мкм; □ частота системной
шины 66 МГц;
□ объем кэш-памяти первого уровня 32 Кбайт;
□ кэш-память второго уровня отсутствует;
□ напряжение питания ядра процессора 2,0 В;
□ физический интерфейс Slot 1;
□ конструктивное исполнение SEPP (Single-Edge Processor
Package), без защитного картриджа;
□ линейка тактовых частот включает такие значения, как 266
и 300 МГц. Intel Celeron Mendocino
В этом процессоре был исправлен главный недочет,
допущенный в первом Celeron: появилась долгожданная кэшпамять второго уровня, да еще какая! Целых 128 Кбайт. К тому же
процессор был переведен на перспективный в то время разъем
Socket 370, который популярен даже сегодня, несмотря на прогнозы
его скорой "смерти" (рис. 8.10).
Рис. 8.10. Внешний вид процессора Intel Celeron Mendocino
Технические параметры:
□ технологический процесс 0,22 мкм (для модификации в
Socket 370) или 0,25 мкм;
□ частота системной шины 66 МГц;
□ объем кэш-памяти первого уровня 32 Кбайт; □ объем кэшпамяти второго уровня 128 Кбайт; □ напряжение питания ядра
процессора 2,0 В;
□ физический интерфейс Slot 1 и Socket 370, другое название
PGA370, для установки второго варианта в разъем Slot 1 были
- 214 -
разработаны специальные переходники (например, Soltek SL02A++);
□ конструктивное исполнение SEPP (для первых моделей) и
PPGA (для всех последующих);
□ линейка тактовых частот включает такие значения, как
300А, 333, 366, 400, 433 (для первой модификации) и 300А, 333,
366, 400, 433, 466, 500 и 533 МГц (для второй модификации).
Intel Celeron Coppermine 128
В бюджетной версии процессора Pentium III была удалена
столь неприятная функция, как серийный номер, который
использовался не только для организации генерации случайных чисел и систем шифрования, но
и для отслеживания активности пользователей в сети Интернет и т.
п. (рис. 8.11).
Рис. 8.11. Внешний вид процессора Intel Celeron Coppermine
128
Технические параметры процессора: □ технологический
процесс 0,18 мкм;
□ частота системной шины 66 и 100 МГц, впервые частота
100 МГц появилась у процессора с тактовой частотой 800 МГц;
□ объем кэш-памяти первого уровня 32 Кбайт; □ объем кэшпамяти второго уровня 128 Кбайт; □ напряжение питания ядра
процессора 1,70 В;
□ физический интерфейс Socket 370, точнее его
разновидность для FC-PGA, в отличие от PGA370 изменено
назначение пяти контактов, из-за чего они электрически не
совместимы;
□ конструктивное исполнение FC-PGA (Flip Chip Pin Grid
Array), ядро вынесено ближе к верхней поверхности корпуса и не
закрывается сверху защитной металлической крышкой, что
позволяет организовать более тесный контакт с радиатором и
улучшить отвод тепла, но это требует осторожности при установке
кулера, поскольку при неаккуратном обращении кристалл очень
легко можно повредить;
- 215 -
□ линейка тактовых частот включает такие значения, как
500А, 533А, 566, 600, 633, 667, 700, 733, 766, 800 МГц.
Intel Celeron Tualatin
Линейка процессоров Celeron также была переведена на это
ядро, начиная с тактовой частоты 1,2 ГГц, плюс увеличен объем
кэш-памяти до 256 Кбайт. Процессор помещен в конструктив FCPGA2 (рис. 8.12).
Процессор Celeron на ядре Tualatin является последним из
линейки процессоров, ориентированных на разъем Socket 370.
Новый Celeron поддерживает разъем "старшего брата" Pentium 4 —
Socket 478 (речь идет о процессорах Celeron на ядре Willamette
128). К примеру, у AMD все новые процессоры используют один и
тот же процессорный разъем.
Рис. 8.12. Внешний вид процессора Intel Celeron Tualatin
Старые материнские платы часто не способны поддерживать
новые Celeron Tualatin из-за измененных условий питания и
другого режима работы с шиной.
Технические параметры процессора:
□ технологический процесс 0,13 мкм; □ частота системной
шины 100 МГц;
□ объем кэш-памяти первого уровня 32 Кбайт;
□ объем кэш-памяти второго уровня 256 Кбайт;
□ напряжение питания ядра процессора 1,475/1,5 В;
□ физический интерфейс Socket 370 (FC-PGA); □
конструктивное исполнение FC-PGA2;
□ тактовая частота 1200 и 1300 МГц.
Intel Celeron Willamette 128
Новый процессор Celeron на базе ядра Willamette 128
конструктивно полностью совместим с Pentium 4, т. к. он
использует разъем Socket 478. Вероятно, что Intel не собирается
отказываться от традиции и будет продолжать дополнять "топовые"
модели процессоров Pentium 4 "бюджетными" вариантами в виде
новых Celeron. Теоретически новый процессор должен поддерживаться всеми материнскими платами, "понимающими" ядро
- 216 -
Willamette и изначально предназначенными для работы с
процессором Pentium 4. Но, похоже, что получается как всегда —
сначала заявили о многочисленных нововведениях и возможностях,
а уже потом стали задумываться над их реальным внедрением и
устранением "случайных" ошибок, проникнувших в технологию
изготовления.
Частота первых моделей Celeron Willamette 128 равна 1,7 и 1,8
ГГц, что на самом деле для Intel является невысоким показателем
("полные" процессоры Pentium уже давно перешагнули рубеж 2
ГГц). Самое интересное, что следующим шагом стало
анонсирование процессора Celeron с тактовой частотой 2 ГГц, т. е.
частоту 1,9 ГГц пропустили (рис. 8.13).
Рис. 8.13. Внешний вид процессора Intel Celeron Willamette
128
Технические параметры процессора:
□ технологический процесс 0,13 мкм или 0,18 мкм;
□ частота системной шины 400 МГц (физические 100 МГц,
помноженные на четыре пакета данных за такт);
□ объем кэш-памяти первого уровня 8 Кбайт;
□ объем кэш-памяти второго уровня 128 Кбайт, работает на
частоте ядра процессора;
□ напряжение питания ядра процессора 1,7 В;
□ физический интерфейс Socket 478;
□ конструктивное исполнение PGA423;
□ линейка тактовых частот включает такие значения, как 1,7;
1,8 и 2,0 ГГц.
Процессоры AMD
Компания AMD с недавнего времени стала выпускать
наиболее производительные процессоры, правда, и самые
"горячие". Цена этих процессоров на порядок ниже своих собратьев
от Intel, зато они требуют основательного подхода к приобретению
системы охлаждения. Еще одним минусом продукции AMD можно
считать высокие требования к блоку питания, так что при апгрейде
вам, скорее всего, придется менять также и системный блок.
- 217 -
Постоянный гул турбинного вентилятора не подходит для
любителей офисных программ, зато для настоящих игроманов это
просто находка — все равно колонки постоянно издают
пулеметные очереди и рыки монстров, шум вентилятора на этом
фоне практически не будет заметен.
Старые процессоры AMD (краткая история)
По настоящему история компании AMD началась с печально
известного процессора К5, который продавался, наверное, только
благодаря своей более низкой цене, чем Pentium компании Intel.
Первоначально он назывался АМ5х86 и имел целый ряд
недостатков. Самый главный недостаток преследовал продукты от AMD еще очень долго — это слабый
математический сопроцессор, из-за которого не получалось достичь
"фирменной" производительности в мультимедийных приложениях
(например, в играх).
Чтобы компенсировать более низкую производительность,
руководство AMD приняло решение немного "обмануть" конечного
потребителя при помощи так называемого PR-рейтинга. Теперь
согласно введенному правилу в маркировке процессоров от AMD
указывалась не реальная частота, а частота процессора Pentium,
производительность которого была равна производительности К5.
Но было ли так в действительности? Для определения рейтинга
использовался небольшой набор тестовых программ,
определяющих скорость вычислений в офисных приложениях. В
этом и была вся хитрость — руководство AMD знало, что
единственным преимуществом их процессора является более
высокая скорость именно в данной области. При помощи рейтинга
появилась возможность не только приравнять свою продукцию к
"фирменной", но и "спрятать" реальную рабочую частоту, которая,
как правило, была ниже указанной в рейтинге (рис. 8.14).
Рис. 8.14. Внешний вид процессора AMD-K5 (слева первая
модификация, справа — вторая)
И еще один шаг компании AMD позволил ее продукции
получить популярность — ценовая политика, согласно которой
процессоры от AMD должны были стоить на 25% меньше
- 218 -
аналогичных моделей от Intel. Даже сегодня сохранились ее
отголоски, процессоры от AMD так и остались более дешевыми,
чем их аналоги от Intel. Это всегда определяло выбор среднего
пользователя, желающего совершить модернизацию, но не
имеющего для этого достаточно средств. Ему предоставлялась
возможность приобрести аналогичный по производительности
процессор, но по значительно меньшей цене. Такую политику
пользователь оценил.
Процессор К5 предназначался для конкуренции с Intel
Pentium, но ничего хорошего у AMD не получилось: самый
обычный клон "фирменного" процессора. Но компания не
сдавалась и продолжала производить все более новые процессоры,
которые как всегда отличались в первую очередь низкой ценой по
сравнению с процессорами Intel.
Так появился процессор К6, в который был включен блок
поддержки ММХ, за счет чего он позиционировался как конкурент
процессора Intel Pentium ММХ. При более подробном
рассмотрении "полетов" можно увидеть, что эта не самостоятельная разработка специалистов
компании, а всего лишь переделанный процессор NexGen 686.
Начиная с процессоров К6 (рис. 8.15), компания AMD отказалась от
PR-рейтинга и стала указывать реальные рабочие частоты.
Рис. 8.15. Внешний вид процессора AMD-K6
Технические параметры процессора:
□ технологический процесс 0,35 и 0,25 мкм;
□ частота системной шины 66 МГц;
□ объем кэш-памяти первого уровня 64 Кбайт;
□ объем кэш-памяти второго уровня от 256 Кбайт до 1
Мбайт, расположенной на материнской плате;
□ напряжение питания ядра процессора 2,9 (для тактовых
частот 166 и 200 МГц), 3,2 и 3,3 (для 233 МГц), 2,2 В (для тактовых
частот 200, 233, 266 и 300 МГц);
□ физический интерфейс Socket 7;
□ конструктивное исполнение CPGA (Ceramic Pin Grid Array);
□ линейка тактовых частот включает такие значения, как 166,
- 219 -
200, 233, 266 и 300 МГц.
Современные процессоры AMD
Дальнейшие разработки (после К6) представляют собой
вполне удачные процессоры, которые, во-первых, выпускались
чуточку раньше своих аналогов от Intel, во-вторых, имели на
порядок меньшую стоимость. В результате все сердца
пользователей были направлены в основном в сторону этих процессоров, а компании Intel только и оставалось, что торопиться с
выпуском новых моделей своих процессоров.
Впервые в полный голос о себе заявила компания AMD, когда
появился первый процессор Athlon. Для того чтобы все-таки
выпустить этот процессор на рынок, пришлось пойти на немалые
жертвы: была продана значительная часть всего бизнеса компании.
К счастью, надежды оправдались, и был создан уникальный по
своим свойствам процессор. Никто не ожидал
ничего подобного, ведь некоторые даже делали прогнозы
скорого ухода AMD с рынка процессоров. На самом же деле
начался "век AMD", который продолжается до сих пор. Одним
словом, компания AMD из производителя клонов превратилась в
самостоятельного разработчика, настоящего конкурента постоянно
претендующей до этого на монополизм компании Intel.
Единственно ошибочный шаг — создание заранее
бесперспективного конструктива Slot А, который в точности
копировал "фирменный" Slot 1, но отличался от него
электрическими параметрами (конструктивно они подходят друг к
другу). Зато новая системная шина показала себя с наилучшей
стороны. Да и разновидность памяти, реализовавшая эту
возможность (DDR SDRAM), до сих пор продолжает развиваться
как перспективное направление. Но и здесь не обошлось без
минусов: иногда частоту такой шины указывают как 200 МГц, что
путает пользователей. Получается, что в одних фирмах продаются
процессоры Athlon с частотой шины 100 МГц, а в других — 200
МГц. На самом деле считается, что частота системной шины
процессора равна 200 МГц (физическая частота составляет 100
МГц, но данные передаются по обоим фронтам тактирующего
сигнала) — тут имеется в виду пропускная способность.
Вместо "фирменных" расширений блока ММХ был создан
собственный набор инструкций, получивший название 3DNow!, что
прямо говорит о предназначении: ускорение работы с 3D-графикой.
- 220 -
Сегодня используются несколько модификаций: Enhanced 3DNow!
и Professional 3DNow! (последний набор совместим на уровне
команд с набором SSE). Они состоят из целого ряда новых и
оптимизированных старых инструкций и составляют хорошую
конкуренцию "фирменным" расширениям SSE и SSE2.
AMD K6-2
Этот процессор получил кодовое имя "Chomper". Процессоры
К6-2 выпускались в двух модификациях. Первая базируется на ядре
стандартного К6, а вторая основана на усовершенствованном ядре
СТХ. Отличить новые процессоры можно по серии: на старых
процессорах 26050, а на новых 26357. Еще можно добавить
следующие закономерности: если дата выпуска процессора имеет
цифры в пределах 9834—9839, то процессор из бракованной партии
и не будет работать на частоте шины 100 МГц. В свою очередь,
если маркировка процессора заканчивается на AFR66, то вы
обладатель версии процессора с тактовой частотой 66 МГц, и он
также не будет работать на частоте шины 100 МГц. Помимо
стандартного блока ММХ появилась собственная разработка
3DNow! (рис. 8.16).
Технические параметры:
□ технологический процесс 0,25 мкм;
□ частота системной шины 66, 95 (для тактовой частоты
процессора 333, 380 и 475 МГц), 97 (для 533 МГц) и 100 МГц;
Рис. 8.16. Внешний вид процессора AMD K6-2
□ объем кэш-памяти первого уровня 64 Кбайт;
□ объем кэш-памяти второго уровня от 512 Кбайт до 2 Мбайт,
располагается на материнской плате в виде отдельных модулей,
работает на частоте системной шины;
□ напряжение питания ядра процессора 2,2 (для тактовых
частот 233—400 и 533 МГц) или 2,4 В (для тактовых частот 450,
475, 500 и 550 МГц);
□ физический интерфейс Socket 7 или Super 7 (для
системной шины 100 МГц);
□ конструктивное исполнение CPGA;
□ линейка тактовых частот включает такие значения, как 233,
- 221 -
266, 300, 333, 350, 366, 380, 400, 450, 475, 500, 533 и 550 МГц.
AMD K6-III
Этот процессор получил кодовое имя "Sharptooth". Это
последний процессор для платформы Socket 7, после чего компания
AMD пошла по стопам своего "старшего брата" Intel и начала
менять конструктивы с каждым новым процессором. Правда, это
относится только к первым поколениям К7 и Thunderbird, после
последнего AMD наоборот придерживается стратегии
совместимости новых процессоров со старыми материнскими
платами (рис. 8.17).
Рис. 8.17. Внешний вид процессора AMD K6-III
Технические параметры:
□ технологический процесс 0,25 мкм;
□ частота системной шины 66 или 100 МГц;
□ объем кэш-памяти первого уровня 64 Кбайт;
□ объем кэш-памяти второго уровня 256 Кбайт, работает на
тактовой частоте ядра процессора;
□ напряжение питания ядра процессора 2,4 В;
□ физический интерфейс Socket 7 или Super 7 (для частоты
системной шины 100 МГц);
□ конструктивное исполнение CPGA;
□ линейка тактовых частот включает такие значения, как
350—475 МГц.
AMD Athlon K7
Было выпущено две модификации этого процессора, сначала
использовался старый технологический процесс, т. к. у
специалистов не было ни времени, ни средств вести разработки в
новых направлениях. Затем, когда AMD немного заработала на
первых моделях процессоров Athlon, был осуществлен переход на
новый технологический процесс, позволивший уменьшить напряжение питания и тепловыделение, а также увеличить "потолок"
тактовых частот (рис. 8.18).
- 222 -
Рис. 8.18. Внешний вид процессора AMD Athlon K7
По терминологии AMD обе модификации
соответственно называются "AMD Athlon Model 1" и "AMD
Athlon Model 2". Технические параметры:
□ технологический процесс 0,25 и 0,18 мкм (для процессоров с
тактовой частотой 750 МГц и выше);
□ частота системной шины 200 МГц (физические 100 МГц,
помноженные на два пакета данных за такт);
□ объем кэш-памяти первого уровня 128 Кбайт;
□ объем кэш-памяти второго уровня 512 Кбайт, для первой
модификации рабочая частота равна половине тактовой частоты
процессора, для второй модификации вычисляется при помощи
коэффициента умножения из тактовой частоты процессора, в
результате чего не превышает 350 МГц;
□ напряжение питания ядра процессора 1,60; 1,70; 1,75; 1,80
В;
□ физический интерфейс Slot A;
О конструктивное исполнение Card Module;
□ линейка тактовых частот включает такие значения, как 500,
550, 600, 650, 700 (для первой модификации), а также 550, 600, 650,
700, 750, 800, 850, 900, 950 и 1000 МГц (для второй модификации).
AMD Athlon Thunderbird
Для процессора преимущественно используется разъем Socket
А, тогда как варианты для Slot А были выпущены в ограниченном
количестве и предназначались в основном для удовлетворения
спроса со стороны крупных сборщиков с запасами устаревших
платформ.
По терминологии AMD получил имя "Athlon Model 4".
Позиционируется как конкурент процессора Intel Pentium III.
Технические параметры:
□ технологический процесс 0,18 мкм;
□ частота системной шины 200 и 266 МГц (физические 100
МГц, помноженные на два пакета данных за такт, в последних
модификациях появилась поддержка частоты 133 МГц);
□ объем кэш-памяти первого уровня 128 Кбайт;
- 223 -
□ объем кэш-памяти второго уровня, работает на тактовой
частоте ядра процессора;
□ напряжение питания ядра процессора 1,70 и 1,75 В;
□ физический интерфейс Socket A (Socket 462);
□ конструктивное исполнение PGA;
□ линейка тактовых частот включает такие значения, как 750,
800, 850, 900, 950, 1000, 1100, 1133, 1200, 1300 и 1400 МГц.
AMD Athlon XP Palomino
Новый процессор, новые технологии, новые надежды — так
можно отобразить ситуацию на рынке процессоров с приходом
Athlon XP, по традиции этот процессор уже ждали, описывали его
возможные достоинства, спорили о производительности. Иногда
его называют Athlon 4, что должно было означать конкуренцию с
Pentium 4. Но во всех прайс-листах обозначено первое название.
Сегодня компания AMD собирается переводить процессоры
линейки Athlon XP в нижнюю ценовую категорию "low-end". Это
относится в основном к процессорам с относительно низкой
рабочей частотой. Стоит упомянуть, что с таким переходом
процессоров Duron просто не будет существовать в природе.
Видимо AMD пытается, во-первых, снизить свои расходы, оставив
только одну производственную линию, во-вторых, наверное, планирует снизить стоимость "полных" процессоров Athlon до
приемлемого уровня, неуклонно приближающегося к уровню "lowend". Таким образом,
можно было бы составить мощнейшую конкуренцию дорогим
процессорам Pentium 4, в то время как относительно дешевые
процессоры Celeron не способны соперничать с Athlon XP по
производительности.
Отличительной особенностью новых процессоров стало
возвращение PR-рейтинга, который в свое время "обманул" немало
доверчивых пользователей. Компания AMD решилась вернуться к
старой традиции по двум причинам. Во-первых, процессоры Athlon
XP на самом деле работают немного лучше аналогичных
процессоров Intel, во-вторых, пользователей очень сильно
привлекали "дутые" мегагерцы последних. Мало кто всерьез верит
в утверждение, что главное не тактовая частота, а различные
оптимизации и т. п. Из-за этого большинство пользователей
склонялось к "быстрым" процессорам Pentium. Благодаря введению
рейтинга AMD приблизила показатели своих процессоров к
- 224 -
конкурентам. Для того чтобы избавить пользователей от сомнений
по поводу корректности данного рейтинга, руководство AMD
пришло к решению открыто объявить о его введении и
опубликовало приложения, которые использовались для
тестирования. Вот они:
□ Производительность в офисных программах:
• Business Winstone 2001;
• SysMark 2001 Office Productivity.
□ Производительность в мультимедийных программах:
• Content Creation Winstone 2001;
• SysMark 2001 Internet Content Creation.
□ Производительность в игровых программах:
• 3D WinBench 2000;
• DroneZ;
• 3Dmark2001;
• Unreal Tournament;
• Aquamark;
• Evolva
• Half-Life;
• MDK2;
• Expendable;
• Serious Sam.
• Quake III;
В принципе, такой набор программ может дать вполне
объективный результат. Для оценки производительности
процессоров AMD K5 с печально известным Pentium-рейтингом,
например, использовалась только одна программа — ZD Business
Winstone.
Технические параметры процессора:
□ технологический процесс 0,18 мкм;
□ частота системной шины 200 и 266 МГц (физические 100
МГц, помноженные на два пакета данных за такт, в последних
модификациях появилась поддержка частоты 133 МГц);
□ объем кэш-памяти первого уровня 128 Кбайт;
□ объем кэш-памяти второго уровня 256 Кбайт, работает на
частоте ядра;
□ напряжение питания ядра процессора 1,75 В;
□ физический интерфейс Socket A (Socket 462);
□ конструктивное исполнение OPGA;
□ линейка тактовых частот включает такие значения, как
1500+, 1600+, 1700+, 1800+, 1900+, 2000+, 2100+ (реальные
частоты которых составляют 1333, 1400, 1467, 1533, 1600, 1667,
1733).
AMD Athlon XP Thoroughbred
- 225 -
Последний писк моды — ядро под кодовым названием
Thoroughbred (не название, а "бред" какой-то). Что же такого
нового внесла в свой процессор компания AMD, что его так долго и
упорно рекламировали, и еще дольше ждали? В первую очередь,
это переход на новый технологический процесс 0,13 мкм. Но это
ведь не повод давать ядру новое название, да еще такое
оригинальное. Да и зачем вообще выпускать что-то новое, когда все
уже нацелили свое внимание на выпуск нового поколения
процессоров Hammer?
Новый процессор Athlon XP на ядре Thoroughbred, по сути,
все тот же самый Athlon XP на ядре Palomino со всеми
техническими характеристиками и архитектурными
особенностями, только выполненный по новой 0,13 мкм
технологии. Процессор также использует корпус Organic Pin Grid
Array (OPGA), у которого подложка из органики и форм-фактор
Socket A (462 контакта). Это облегчает переход на новый
процессор. Для нормального функционирования не обязательно
менять материнскую плату, вполне достаточно обновить версию
BIOS (хотя на практике все оказалось намного сложнее).
Переход на новый процесс позволяет уменьшить площадь
ядра, напряжение питания и тепловыделение, к тому же появляется
возможность добавления новых функциональных блоков при
сохранении прежней площади ядра. Уменьшение площади ядра, в
свою очередь, приводит к увеличению плотности теплового потока,
что выдвигает новые требования к системе охлаждения. Например,
для моделей Thoroughbred с рейтингом выше 2200+ AMD
рекомендует кулеры с медным основанием. С одной стороны это
требуется для ускорения теплоотвода от ядра, с другой — согласно
спецификации допустимая температура ядра уменьшена с 90 до 85
°С.
При создании процессоров Athlon XP 2200+ использовалось
ядро Thoroughbred со степпингом 0. Эта версия ядра имела
некоторое количество недочетов, которые не позволяли увеличить
рабочую частоту выше 1,8 ГГц, поэтому все остальные процессоры
(2400+ и 2600+) уже создавались на "усовершенствованном" ядре с
тем же названием и степпингом 1. Все изменения
касаются в основном исправления этих ошибок в архитектуре
процессора, что нельзя назвать положительным моментом. Опять
торопятся "курам на смех, пользователю на горе". По сути, все
- 226 -
изменения вносились только ради того, чтобы достичь тех
характеристик, которые были заявлены компанией при выпуске
первого варианта ядра. Изменения даже на первый взгляд значительные: увеличились площадь ядра, количество используемых
транзисторов (где-то на 400 тысяч), потребляемая мощность. Та же
история произошла с чипсетом VIA Apollo KT266A. Отличие этого
чипсета от КТ266 только в том, что был доработан контроллер
памяти, позволивший, наконец, реализовать потенциал,
теоретически заложенный еще в первую версию чипсета (рис. 8.19).
Рис. 8.19. Внешний вид процессора AMD Athlon XP
Thoroughbred
Технические параметры:
□ технологический процесс 0,13 мкм;
□ частота системной шины 266, 333 МГц, говорят о 400 МГц,
хотя нормально работать такая система, скорее всего, будет гденибудь к середине 2003 года, а до этого срока все будут мучиться с
"глюками" (как обычно);
□ объем кэш-памяти первого уровня 128 Кбайт;
□ объем кэш-памяти второго уровня 256 Кбайт;
□ напряжение питания ядра процессора 1,60—1,65 В;
□ физический интерфейс Socket A (Socket 462);
□ конструктивное исполнение OPGA (Organic Pin Grid Array);
□ линейка тактовых частот включает такие значения, как
2000+, 2100+, 2200+, 2300+, 2400+, 2600+ (реальные частоты
составляют 1667, 1733, 1800, 1870, 2000 и 2133 МГц).
Современные процессоры AMD Duron
Процессоры AMD Duron ориентированы для применения в так
называемой категории "low-end". В отличие от аналогичных
процессоров Celeron в них только уменьшали объем кэш-памяти
второго уровня, а частота системной
шины оставалась на прежнем уровне 100 МГц, что
положительно сказывалось на производительности. Обстановка
сложилась такая, что процессоры Duron оказались более
- 227 -
"приспособленными" для игровых компьютеров, тогда как Celeron
всегда больше подходил на роль офисного процессора.
AMD Duron Spitfire
Ядро полностью идентично ядру процессора Athlon
Thunderbird за исключением "урезанного" объема кэш-памяти
второго уровня. По терминологии AMD называется "AMD Duron
Model 3".
Технические параметры процессора: О технологический
процесс 0,18 мкм;
□ частота системной шины 200 МГц (физические 100 МГц,
помноженные на два пакета данных за такт);
□ объем кэш-памяти первого уровня 128 Кбайт;
□ объем кэш-памяти второго уровня 64 Кбайт, работает на
тактовой частоте ядра процессора;
□ напряжение питания ядра процессора 1,6 В;
□ физический интерфейс Socket A;
□ конструктивное исполнение PGA462;
□ линейка тактовых частот включает такие значения, как 600,
650, 700, 750, 800, 850, 900 и 950 МГц.
AMD Duron Morgan
Применение нового ядра позволило в первую очередь
увеличить "потолок" тактовых частот. По терминологии AMD
называется "AMD Duron Model 7".
Технические параметры процессора:
□ технологический процесс 0,18 мкм;
□ частота системной шины 200 МГц (физические 100 МГц,
помноженные на два пакета данных за такт);
□ объем кэш-памяти первого уровня 128 Кбайт;
□ объем кэш-памяти второго уровня 64 Кбайт; □ напряжение
питания ядра процессора 1,75 В;
□ физический интерфейс Socket A;
□ конструктивное исполнение OPGA (Organic Pin Grid Array);
□ линейка тактовых частот включает такие значения, как 900,
950, 1000, 1100, 1200 и 1300 МГц.
Процессоры VIA
Компания VIA представляет на рынке самые дешевые
процессоры. По производительности они, правда, значительно
отстают от своих конкурентов, но для офисного компьютера такой
процессор будет просто находкой. Невысокая требовательность к
- 228 -
системе охлаждения позволяет ограничиться установкой
низкоскоростного вентилятора. Возможность установки маломощного безвентиляторного блока питания дает дополнительные
возможности по сборке практически бесшумного компьютера. Тот
факт, что процессоры от VIA выпускаются в "устаревшем"
конструктиве Socket 370, позволяет модернизировать системы с
установленным процессорами Celeron уровня 366-433 МГц.
Компания VIA сначала переманила группу специалистов из
обанкротившейся фирмы Cyrix и пыталась при помощи них создать
собственный процессор, но получившийся в стенах лабораторий
первый процессор под названием Joshua, к сожалению, унаследовал
все негативные черты своих предшественников — 6x86 и МП.
После этой неудачной попытки выйти на процессорный рынок
руководство компании VIA приняло решение купить у компании
IDT подразделение по разработке процессоров Centaur. Несмотря
на то, что процессоры WinChip и WinChip-2 не получили особой
популярности, VIA сделала ставку на новую разработку WinChip-3,
переименованную в Samuel.
В отличие от Intel компании VIA не было необходимости
искусственно уменьшать частоту до 66 МГц, поэтому она не делит
процессоры на категории.
Механически и электрически процессор совместим с
процессорами Intel семейства Р6. Он может устанавливаться
практически на все платы, поддерживающие разъем Socket 370,
главное, чтобы процессор поддерживался со стороны BIOS и
программного обеспечения. Несмотря на низкое тепловыделение,
производители все же не рекомендуют использовать его без кулера.
Рис. 8.20. Внешний вид процессора VIA Cyrix III
Процессоры VIA до сих пор поддерживают разъем Socket 370,
поэтому не выбрасывайте старую материнскую плату, вдруг VIA
выпустит очень мощный процессор? В настоящее время на рынке
доступны процессоры максимум с частотой 1 ГГц. Главный недостаток этих процессоров
— отсутствие поддержки даже первых наборов SIMD-инструкций,
из-за чего они сильно проигрывают по производительности своим
- 229 -
"ровесникам" (рис. 8.20).
VIA Cyrix III Samuel
Технические параметры процессора:
□ технологический процесс 0,18 мкм;
□ частота системной шины 100 или 133 МГц;
□ объем кэш-памяти первого уровня 128 Кбайт;
□ кэш-память второго уровня отсутствует;
□ напряжение питания ядра 1,9 или 2,0 В;
□ физический интерфейс Socket 370;
□ конструктивное исполнение CPGA;
□ линейка тактовых частот включает такие значения, как 500,
533, 550, 600, 650, 667 и 700 МГц.
Серьезный недостаток: процессор не может параллельно
обрабатывать несколько инструкций, поэтому его пропускная
способность ограничена только одной инструкцией за каждый такт.
Встроенный математический сопроцессор работает лишь на
половине рабочей частоты ядра. Процессор аппаратно выполняет
только ограниченное количество инструкций, для выполнения
остальных (хоть и редко используемых) приходится воспользоваться микропрограммами, записанными в ПЗУ, размещенном
прямо на ядре процессора.
Достоинства: упрощенная архитектура процессора позволила
создать ядро с очень малой площадью и низким выделением тепла.
В процессоре реализована функция динамического управления
питанием — многие блоки процессора при простое способны
отключаться. Из-за этого процессор Cyrix III хорошо подходит для
создания мобильных компьютеров на его основе.
VIA Cyrix III Samuel 2
Технические параметры процессора: □ технологический
процесс 0,15 мкм;
□ частота системной шины 100 или 133 МГц;
□ объем кэш-памяти первого уровня 128 Кбайт;
□ объем кэш-памяти второго уровня 64 Кбайт, работает на
тактовой частоте ядра процессора;
□ напряжение питания ядра процессора 1,5—1,6 В;
□ физический интерфейс Socket 370;
□ конструктивное исполнение CPGA или PPGA;
□ линейка тактовых частот включает такие значения, как 700,
750, 800 (для системной шины 100 МГц) или 733А и 800А (для
- 230 -
системной шины 133 МГц).
Процессоры с более высокой частотой собраны на еще более
новом ядре — Ezra, произведенном по 0,13 мкм технологии,
линейка этих процессоров начинается с тактовой частоты 800 МГц,
напряжение питания 1,35 В.
Маркировка процессоров
AMD 5x86
Образец: AMD_Am5x86_P75_S
□ AMD — торговая марка производителя;
□ 5x86 — семейство процессора (иногда маркировка
выглядит как Am5x86);
□ Р75 — индекс быстродействия относительно "фирменного"
Intel Pentium;
□ S — SL-расширение микрокода. Если оно отсутствует, то в
маркировке соответствующая буква будет отсутствовать, либо
будет указана буква N.
Еще один вариант маркировки: AMD_X5/133_A_D_W
□ AMD — торговая марка производителя;
□ Х5 — кодовое имя процессора, принятое AMD;
□ 133 — тактовая частота процессора, измеряется в
мегагерцах;
□ А — тип корпуса (А = PGA168, S = SQFP208);
□ D — напряжение питания ядра процессора,
измеряется в вольтах (D = 3,45; F = 3,3);
□ W- максимально допустимая температура ядра процессора,
измеряется в градусах Цельсия (W = 55 °С, Q = 60 °С, X = 65 °С, R
= 70 °С, К = 80 °С, Z = 85 °С, Т = 90 °С).
AMD K5
Образец: AMD_K5/166_A_B_W
□ AMD — торговая марка производителя;
□ К5 — семейство процессора;
□ 166 — PR-рейтинг, равен реальной частоте процессора (за
исключением процессоров К5/120 и К5/133);
□ А — тип корпуса (А = SPGA296);
□ В — напряжение питания ядра процессора,
измеряется в вольтах (В = 3,525; F = 3,3);
□ R — максимально допустимая температура ядра
процессора, измеряется в градусах Цельсия и может принимать
значения: W = 55 °С, Q = 60 °С, X = 65 °С, R = 70 °С, К = 80 °С, Z =
- 231 -
85 °С, Т = 90 °С.
Еще один вариант: AMD_K5_PR133ABQ
□ AMD — торговая марка производителя;
□ К5 — семейство процессора;
О PR133 — PR-рейтинг процессора, равный тактовой частоте
процессора Pentium, аналогичного по производительности;
□ А — тип корпуса (А = SPGA296);
□ В — напряжение питания ядра процессора, измеряется в
вольтах и может принимать значения В = 3,5; С = 3,3; ...; F = 3,3; G
= х/у; Н = 2,9/3,3; J = 2,7/3,3; К = 2,5/3,3;
□ Q — максимально допустимая температура ядра
процессора, измеряется в градусах Цельсия и может принимать
значения: W = 55 °С, Q = 60 °С, X = 65 °С, R = 70 °С, Y = 75 °С, К =
80 °С, Z = 85 °С.
AMD К6
Образец: AMD_K6/266_A_G_R
□ AMD — торговая марка производителя;
□ К6 — семейство процессора;
□ 266 — PR-рейтинг, равен реальной частоте процессора;
□ А — тип корпуса (А = CPGA321, В = CBGA360);
□ G — рабочее напряжение питания ядра процессора,
измеряется в вольтах (N = 3,2; L = 2,9; Н = 2,4; G = 2,3; F = 2,2; D =
2,1; С = 2,0);
□ R — максимально допустимая температура ядра процессора,
измеряется в градусах Цельсия (W = 55 °С, Q = 60 °С, X = 65 °С, R
= 70 °С, К = 80 °С, Z = 85 °С, Т = 90 °С).
AMD K6-2
Образец: AMD_K6-2/500_A_G_R
□ AMD — компания-производитель; □ К6-2 — семейство
процессора;
□ 500 — PR-рейтинг, равен реальной частоте процессора;
□ А — тип корпуса (А = 321-pin CPGA, В = 360-pin CBGA);
□ G — рабочее напряжение питания ядра процессора (N = 3,2;
L = 2,9; Н = 2,4; G = 2,3; F = 2,2; D = 2,1; С = 2,0);
□ R — максимально допустимая температура ядра процессора
(W = 55 °С, Q = 60 °С, X = 65 °С, R = 70 °С, К = 80 °С, Z = 85 °С, Т
= 90 °С).
AMDK6-2+
Образец: AMD_K6-2+/550_A_C_Z
- 232 -
□ AMD K6-2+ — торговая марка производителя/семейство
процессора;
□ 550 — тактовая частота, измеряется в мегагерцах, может
принимать значения 450, 475, 500, 533 или 550 МГц;
□ А — тип корпуса (А = CPGA321, В = CBGA360);
□ С — рабочее напряжение питания ядра процессора,
измеряется в вольтах (N = 3,2; L = 2,9; Н = 2,4; G = 2,3; F = 2,2; D =
2,1; С = 2,0);
□ Z — максимально допустимая температура ядра
процессора, измеряется в градусах Цельсия (W = 55 °С, Q = 60
°С, X = 65 °С, R = 70 °С, К = 80 °С, Z = 85 °С, Т = 90 °С).
AMD K6-III
Образец: AMD_K6-III/450_A_H_X
□ AMD — торговая марка производителя;
□ K6-III — семейство процессора;
□ 450 — тактовая частота процессора, измеряется в
мегагерцах;
□ В - тип корпуса (А = CPGA321, В = CBGA360);
□ G — рабочее напряжение питания ядра процессора,
измеряется в вольтах (N = 3,2; L = 2,9; Н = 2,4; G = 2,3; F = 2,2; D =
2,1; С = 2,0);
□ Z — максимально допустимая температура ядра процессора,
измеряется в градусах Цельсия (W = 55 °С, Q = 60 °С, X = 65 °С, R
= 70 °С, К = 80 °С, Z = 85 °С, Т = 90 °С).
AMD K6-III+
Образец: AMD_K6-III+/500_A_C_Z
□ AMD — торговая марка производителя;
□ К6-Ш+ — семейство процессора;
□ 500 — тактовая частота, измеряется в мегагерцах, может
принимать значения 450, 475 или 500 МГц;
□ А - тип корпуса (А = CPGA321, В = CBGA360);
□ С — рабочее напряжение питания ядра процессора,
измеряется в вольтах (N = 3,2; L = 2,9; Н = 2,4; G = 2,3; F = 2,2; D =
2,1; С = 2,0);
□ Z — максимально допустимая температура ядра процессора,
измеряется в градусах Цельсия (W = 55 °С, Q = 60 °С, X = 65 °С, R
= 70 °С, К = 80 °С, Z = 85 °С, Т = 90 °С).
AMD Athlon K7
Образец: AMD-K7_750_M_T_R_5_2_B___A
- 233 -
□ AMD-K7 — торговая марка производителя и семейство
процессора;
□ 750 — тактовая частота процессора, измеряется в
мегагерцах и может принимать значения от 500 до 950 (если
частота равна 1000 МГц, то указывается цифра 100);
□ M- тип корпуса, может принимать значения: М — корпус
Card Module, и Р — корпус PGA;
□ Т — рабочее напряжение ядра процессора, измеряется в
вольтах и может принимать значения: Т = 1,6 В;
□ R — максимально допустимая температура ядра
процессора, измеряется в градусах Цельсия и может принимать
значения: R = 70 °С;
□ 5 — объем кэш-памяти второго уровня, измеряется в
килобайтах и может принимать значения: 5 = 512 Кбайт;
□ 2 — соотношение рабочих частот кэш-памяти второго
уровня и ядра процессора, может принимать значения: 1 = 1:2; 2 =
1:2.5; 3 = 1:3;
□ В — рабочая частота системной шины, измеряется в
мегагерцах и может принимать значения: В = 100 МГц;
□ А — произвольный символ плюс три пустых позиции (см.
пример маркировки), оставлено для дальнейшего развития.
AMD Athlon Thunderbird Slot A
Образец: AMD-A_0850_M_P_R_2_4_B___A
□ AMD-A — торговая марка и семейство процессора (Athlon);
□ 0850 — тактовая частота процессора, измеряется в
мегагерцах и может принимать значения: 0850 = 850 МГц, 0900 =
900 МГц, 1000 = 1000 МГц, 1100= 1100 МГц и т. д.;
□ М — тип корпуса, может принимать значения: М =
Card Module и Р = PGA;
□ Р — рабочее напряжение ядра процессора, измеряется в
вольтах и может принимать значения: М = 1,75 В; N = 1,8 В;
□ R — максимально допустимая температура ядра
процессора, измеряется в градусах Цельсия и может принимать
значения: R = 70 °С;
□ 2 — объем кэш-памяти второго уровня, измеряется в
килобайтах и может принимать значения: 2 = 256 Кбайт;
□ 4 — соотношение рабочих частот кэш-памяти второго
уровня и ядра процессора, может принимать значения: 4 = 1:1;
□ В — рабочая частота системной шины, измеряется в
- 234 -
мегагерцах и может принимать значения: В = 200 МГц;
□ А — произвольный символ плюс три пустых позиции (см.
пример маркировки), оставлено для дальнейшего развития.
AMD Athlon Thunderbird Socket A
Образец: A_1200_A_M_S_3_B
□ А — семейство/архитектура AMD Athlon;
□ 1200 — тактовая частота процессора, измеряется в
мегагерцах и может принимать значения: 0850 = 850 МГц, 0900 =
950 МГц, 1000 = 1000 МГц и т. д.;
□ А — тип корпуса, может принимать значения М = Card
Module, A = PGA;
□ М — рабочее напряжение ядра процессора, измеряется в
вольтах и может принимать значения: S = 1,50 В; U = 1,60 В; Р
= 1,70 В; М = 1,75 В, N= 1,80 В;
□ S — максимально допустимая температура ядра
процессора, измеряется в градусах Цельсия и может принимать
значения: Q = 60 °С, X = 65 °С, R = 70 °С, Y = 75 °С, Т = 90 °С, S =
95 °С;
□ 3 — объем кэш-памяти второго уровня, измеряется в
килобайтах и может принимать значения: 2 = 128 Кбайт, 3 = 256
Кбайт;
□ В — рабочая частота системной шины, измеряется в
мегагерцах и может принимать значения: А = 133 МГц, В = 200
МГц, С = 266 МГц.
AMD Athlon XP
Образец: A_X_1800_D_M_T_3_C
□ А — указывает на отношение к семейству AMD Athlon XP;
□ X — высокопроизводительный процессор для настольных
систем;
□ 1800 — PR-рейтинг процессора (1500 = 1333 МГц,
1600 = 1400 МГц, 1700 = 1467 МГц, 1800 = 1533 МГц и т. д.);
□ D — тип корпуса, может принимать значения D = OPGA;
□ М — рабочее напряжение ядра процессора, измеряется в
вольтах и может принимать значения: М = 1,75 В;
□ Т — максимально допустимая температура ядра
процессора, измеряется в градусах Цельсия и может принимать
значения: N = 90 °С;
□ 3 — объем кэш-памяти второго уровня, измеряется в
килобайтах и может принимать значения: 3 = 256 Кбайт;
- 235 -
□ С — рабочая частота системной шины, измеряется в
мегагерцах и может принимать значения: С = 266 МГц.
AMD Duron (Spitfire)
Образец: D_0700_A_S_T_l_B
СЗ D — указывает на отношение к семейству AMD Duron;
□ 0700 — тактовая частота процессора, измеряется в
мегагерцах и может принимать значения: 0550 = 550 МГц, 0600 =
600 МГц, 0650 = 650 МГц, 0700 = 700 МГц и т. д.;
□ А — тип корпуса, может принимать значения (М =
Card Module, А = PGA);
□ S- рабочее напряжение ядра процессора, измеряется в
вольтах и может принимать значения: (S = 1,5 В; U = 1,6 В; Р = 1,7
В);
□ Т — максимально допустимая температура ядра
процессора, измеряется в градусах Цельсия и может принимать
значения: (Q = 60 °С, X = 65 °С, R = 70 °С, Y = 75 °С, Т = 90 °С);
□ 1 — объем кэш-памяти второго уровня, измеряется в
килобайтах и может принимать значения: 1 = 64 Кбайт, 2 = 128
Кбайт;
□ В — рабочая частота системной шины, измеряется в
мегагерцах и может принимать значения: В = 200 МГц.
AMD Duron (Morgan)
Образец: D_HD_1100_A_M_T_l_B
□ D — указывает на отношение к семейству AMD Duron;
□ HD — высокопроизводительный процессор для настольных
систем;
□ 1100 — тактовая частота процессора, измеряется в
мегагерцах и может принимать значения: 900 = 900 МГц, 950 = 950
МГц, 1000 = 1000 МГц, 1100= 1100 МГц;
□ А — тип корпуса, может принимать значения А = CPGA;
□ М — рабочее напряжение ядра процессора, измеряется в
вольтах и может принимать значения: М = 1,75 В;
□ Т — максимально допустимая температура ядра процессора,
измеряется в градусах Цельсия и может принимать значения: Т = 90
°С;
□ 1 — объем кэш-памяти второго уровня, измеряется в
килобайтах и может принимать значения: 1 = 64 Кбайт;
□ В — рабочая частота системной шины, измеряется в
мегагерцах и может принимать значения: В = 200 МГц.
- 236 -
Intel Pentium II
Образец: 350/512/100/2.2V
□ 350 — тактовая частота процессора, измеряется в
мегагерцах и может принимать значения: 233, 266, 300, 333, 350,
400 и 450 МГц;
□ 512 — объем кэш-памяти второго уровня, измеряется в
килобайтах;
□ 100 — рабочая частота системной шины, измеряется в
мегагерцах и может принимать значения: 66 или 100 МГц;
□ 2.2V — рабочее напряжение ядра процессора, измеряется в
вольтах и может принимать значения: 2,2 или 2,8 В.
Впервые на каждом процессоре стал указываться так
называемый код S-Spec. Эта информация в основном
предназначена для профессиональных сборщиков компьютеров.
Мало кто знает, что, например, для сборки двухпроцессорной
системы требуется использовать абсолютно идентичные процессоры. Код S-Spec показывает, какое исключение из официально
опубликованной спецификации применимо к конкретной модели
процессора. Список таких исключений считается официальным
документом и размешается на одной из страниц сайта компании
Intel.
Intel Pentium III
Буква "В" в конце названия Pentium III означает, что данный
процессор работает с системной шиной 133 МГц. Буква "Е"
означает, что процессор создан на ядре Coppermine ("ЕВ" —
процессор на ядре Coppermine с частотой системной шины 133
МГц). В названии последних процессоров Pentium III может
встретиться аббревиатура FPGA.
Если для какой-либо тактовой частоты процессоров Pentium
III выпускаются только с одной частотой системной шины и кэшпамятью одного типа, то индексы "Е" и "В" не используются
(например, процессоры Intel Pentium III 677 и 733 имеют частоту
системной шины в 133 МГц, но упомянутые индексы в маркировке
отсутствуют).
Образец: 600E/256/100/1.65V_Sl (используется для
процессоров в конструктиве SECC)
Для процессоров Pentium III (FC-PGA) используется
следующая маркировка:
Образец: 1000/256/133/1.7V
- 237 -
L034/A628-0053 SL4C8
□ 1000 — тактовая частота процессора, измеряется в
мегагерцах;
□ 256 — объем кэш-памяти второго уровня, измеряется в
килобайтах;
□ 133 — рабочая частота системной шины, измеряется в
мегагерцах; □ 1.7V — рабочее напряжение ядра процессора,
измеряется в вольтах;
□ L034/A628-0053 — номер процессора, где после L: 0 — год
выпуска 2000, 34 — неделя выпуска;
□ SL4C8 — идентификатор процессора S-Spec.
Celeron
Для процессоров в конструктиве SEPP применяется
следующая форма маркировки:
□ первая строка — S-Spec и серийный номер (табл. 8.3);
□ вторая строка — 266/66 СОА:
• 266 — тактовая частота процессора, измеряется в
мегагерцах;
• 66 — рабочая частота системной шины, измеряется в
мегагерцах;
• СОА — информация о стране, где был произведен данный
процессор.
Таблица 8.3. Идентификационная информация процессоров
Intel Celeron
Таблица 8.3 (окончание)
- 238 -
VIA Cyrix III
Процессоры с частотами 500—667 МГц по виду отличаются
от модели с 700 МГц маркировкой, нанесенной на внешней стороне
микросхемы. Главное различие заключается в том, что у VIA Cyrix
III 700 надпись "VIA" прорисована большими буквами и
расположена вверху, a "Cyrix III" — маленькими символами и
размещена ниже. Тогда как у моделей VIA Cyrix III 500— 667 —
все наоборот и знак "Cyrix III" доминирует над логотипом "VIA".
Рекомендации по выбору процессора
Какой процессор все-таки лучше? Можно ли найти
правильный ответ на этот вопрос? Не в первый раз одолевают
сомнения по поводу его формулировки. Но выбирать то надо,
поэтому приведу несколько правил, соблюдая которые вы
самостоятельно сможете встать на "путь истинный" и выберете
именно то, что нужно вам.
Выбор процессора можно поставить во главе всей цепочки
задуманной модернизации. От него зависит множество факторов,
таких как ограничение в выборе материнской платы, типа
оперативной памяти и некоторых других (возможность
последующей модернизации и т. п.). Рассмотрим каждый из этих
факторов более подробно.
□ Модель материнской платы — как только вы остановили
свой выбор, например, на процессоре Pentium 4, то выбор
материнской платы сразу ограничивается моделями,
поддерживающими выбранный процессор (плюс процессорный
разъем, например, Socket 478). Все остальные системные платы
(для процессоров AMD или более младших моделей Pentium) автоматически становятся для вас недоступными, несмотря на
возможные их преимущества.
□ Тип оперативной памяти — если вам так нравится память
RDRAM, то вам наверняка придется ограничиться одной из
старших моделей процессора Pentium компании Intel. Все
остальные не поддерживают этого
вида памяти. Если же ваш выбор пал на DDR, то выбор также
- 239 -
будет несколько ограниченным, т. к. далеко не все материнские
платы даже под Athlon поддерживают эту память.
□ Наличие дополнительных возможностей — если, например,
вы хотите материнскую плату с интегрированным видео, сетевой
платой и т. п., то при выборе вам придется, скорее всего,
отталкиваться от поддержки платой того или иного процессора.
Теперь, надеюсь, вам понятно, насколько важен процесс
выбора центрального процессора для будущего компьютера.
Идеальный процессор должен обладать рядом свойств,
приведенных ниже.
□ Низкой ценой — для среднего пользователя это
неоспоримое преимущество, т. к. для компьютера обычно
приобретается большое количество различных "примочек", так что
результирующая стоимость всего комплекта может достигать
уровня цены профессионального компьютера. Дорогой процессор
могут позволить себе только те, у кого денег либо слишком много,
либо те, для кого "панты дороже денег".
□ Высокой производительностью — чтобы ни говорили мамы
и папы про необходимость компьютера как учебного центра, а этот
"агрегат" приобретается в первую очередь в качестве игровой
приставки. Так что требования к производительности
приближаются по уровню к профессиональной технике. Не зря
всегда говорили, что лучший тест для проверки мощности
компьютера, это полчаса какой-нибудь мощной игрушки вроде
Quake III, которая, кстати, уже далеко не самая крутая по
аппаратным требованиям (взять тот же Maxpayn).
□ Возможностью последующего апгрейда — этот фактор
очень важен, т. к., чтобы следовать в ногу с прогрессом и успевать
за регулярно повышающимися требованиями компьютерных игр,
приходится регулярно увеличивать мощности домашнего "железа".
В случае с процессором должна сохраняться возможность
установки взамен старого более мощного хотя бы на 40-50%.
Вывод из всего вышесказанного вполне определенный:
наиболее близко к образу идеального процессора "подобрался"
процессор Duron компании AMD. Учитывая различия в
архитектуре разных поколений, лучше всего приобрести процессор,
созданный на новейшем ядре. Единственный недостаток этих
процессоров — их излишняя "горячность", которая вынуждает
приобретать мощные и шумные вентиляторы охлаждения. Хотя
- 240 -
последний недостаток успешно маскируется одним интересным
свойством современных игр: огромным количеством самых
разнообразных звуков. Если раньше в компьютерных играх
необычным считалось даже наличие музыки, то сегодня можно
услышать, как падают капли дождя, летают комары и т. п.
Это мое субъективное мнение, потому что для каждого
пользователя могут быть важными совершенно другие
характеристики. Например, низкий уровень шума при работе
компьютера. Этого можно достичь только с процессорами Intel,
которые используют более "тихие" кулеры. Для офиса это неоценимое преимущество, т. к. в одном помещении зачастую
установлено несколько компьютеров. С другой стороны,
интенсивные вычисления присущие, например, бухгалтерской
программе 1С-Предприятие, предъявляют серьезные требования к
вычислительной мощности процессора, которая, как известно,
немало зависит от объема кэш-памяти. Для таких задач лучше всего
взять "полный" вариант процессора с наилучшими
характеристиками в области вычислений с плавающей запятой. Для
такого варианта использования наилучшим образом подходят
процессоры семейства Athlon, но окончательный выбор остается
все-таки за вами. Например, можно предпочесть процессоры
Pentium III — они, конечно, не такие "крутые" как Pentium 4 и
Athlon XP, зато обладают достаточно высокими показателями
производительности при значительно более низкой цене.
Стоит отметить, что с уменьшением объема кэш-памяти в 2
раза скорость работы уменьшается не более чем на 10—15% и то
только для таких программ, как архиватор, бухгалтерские
программы и другие, использующие интенсивные вычисления.
Игры, в отличие от иных программ, в основном используют
вычисления, связанные с просто огромными массивами данных,
которые при всем желании невозможно поместить в небольшом
объеме кэш-памяти. Для размещения графики или, например, звука
в играх используется оперативная память, поэтому уменьшение
объема кэш-памяти не очень сильно сказывается на общей
производительности игрового компьютера (до 5%).
Система охлаждения процессора
Основным элементом охлаждения процессора является
радиатор. Его применяли для охлаждения первых процессоров Intel,
выделяющих относительно немного тепла и вполне способных
- 241 -
работать без принудительного охлаждения. Этого нельзя сказать о
современных процессорах. Качественное охлаждение является не
только залогом стабильной работы, но и его элементарной
работоспособности. Например, процессоры Athlon без радиатора
сразу же сгорают.
По сути, радиатор является устройством, существенно
облегчающим теплообмен процессора с окружающей средой.
Конструктивно он представляет металлическую пластину,
отводящую от процессора излишки тепла. Для увеличения
рассеивающей поверхности большинство радиаторов представляют
собой не сплошной кусок металла, а пластину с большим
количеством выступающих ребер. Для производства радиаторов в
основном используют
алюминиевые сплавы. Они не очень хорошо проводят тепло
(по сравнению, например, с серебром или медью), но зато очень
дешевы.
Две важнейшие характеристики радиатора — материал, из
которого изготовлен радиатор, и контакт радиатора с поверхностью
процессора. Наиболее важной проблемой является качество
контакта процессора с радиатором. Улучшить качество охлаждения
можно нижеприведенными способами.
□ Охлаждать радиатор достаточно мощным вентилятором (в
целях экономии можно применить несколько менее мощных
вентиляторов).
□ Использовать радиатор с высококачественной
поверхностью контактирования с процессором. При установке
радиатора обратите внимание на его нижнюю поверхность — для
улучшения теплообмена удалите любые покрытия (чернение,
анодирование). Поверхность должна быть абсолютно плоской и
чисто металлической. Даже мелкие царапины недопустимы.
Как уже говорилось, современные процессоры нуждаются в
охлаждении, к тому же весьма интенсивном. Даже самый
качественный радиатор не способен справиться с этой задачей.
Единственный выход из этой "горячей" ситуации —
принудительное охлаждение радиатора при помощи мощного
вентилятора.
Совокупность вентилятора с радиатором называют кулером.
Сам по себе вентилятор не способен хорошо отводить тепло от
процессора, а при их совместной работе получается довольно
- 242 -
неплохой результат. Производительность кулера в одинаковой
степени зависит как от радиатора, так и от вентилятора.
Перечислим ряд основных характеристик вентиляторов.
□ Число оборотов в минуту (RPM — Rotations Per Minute).
Чем больше значение этого параметра, тем выше его охлаждающая
способность, но тем более высокий уровень шума от него исходит.
□ Уровень шума в децибелах (dB). Мощные вентиляторы
шумят сильнее. Значение этого параметра не должно превышать
уровня 25—30 dB, что итак означает довольно большой уровень
шума.
□ Тип подшипника. Существует два типа — подшипник
качения (Ball Bearing) и подшипник скольжения (Sleeve Bearing).
Вентиляторы на подшипнике качения имеют целый ряд
преимуществ: меньшие потери на трение, большая скорость
вращения, большая долговечность. Вторые имеют более низкую
стоимость за счет простого устройства, малую восприимчивость к
механическим воздействиям.
□ Разъем подключения. Может встретиться два варианта:
• MOLEX. Это разъем, при помощи которого вентиляторы
подключаются к материнской плате. Такие кулеры обычно имеют в
своем названии термин "Smart". Такое подключение имеет
неоспоримые преимущества: например, появляется возможность
управления скоростью
вращения вентилятора (при достаточном охлаждении
материнская плата, обладающая такими функциями, может
замедлить вентилятор, снизив тем самым шум и потребляемую
мощность), измерять скорость вращения вентилятора (если он
содержит так называемый датчик Холла). Недостатком такого
способа подключения является небольшое количество разъемов
MOLEX на материнской плате (2—3, изредка 4), либо их
отсутствие на старых материнских платах.
• PC-Plug — стандартный разъем, через который, кроме
кулера, можно подключить винчестер, CD-ROM и другие
накопители. Его недостаток — невозможность реализации
современных технологий измерения и регулировки скорости
вращения вентилятора.
□ Конструкция. Значимыми параметрами являются площадь
поверхности ребер и материал радиатора. С площадью все понятно
— чем больше, тем лучше. А вот в качестве материала радиатора
- 243 -
чаще всего используются алюминиевые сплавы, однако, более
дорогие модели радиаторов имеют медное основание, что улучшает
теплоотвод от поверхности процессора.
При выборе кулера обязательно надо учитывать конструкцию
материнской платы, поскольку многие современные кулеры имеют
значительные габариты радиатора и могут просто не поместиться
на плату из-за того, что будут упираться в элементы платы,
окружающие процессор (например, конденсаторы). Обычно такие
проблемы свойственны платам на базе процессоров AMD под
Socket А в сочетании с круглыми кулерами Thermaltake и Titan.
Также немаловажным критерием выбора является конструкция
креплений радиатора к процессору (разъему процессора).
Стоит отметить, что у процессоров Athlon в PGA-исполнении
кристалл сверху ничем не защищен, как, например, аналогичные
процессоры Intel Pentium или Celeron. Поэтому устанавливать на
него радиатор нужно аккуратно — особенно в том случае, если вам
попался кулер с тугим прижимающим фиксатором. Правда, в этом
смысле конструкция Athlon все же лучше, чем у Intel Celeron и Intel
Pentium III, поскольку по углам микросхемы процессора у них
наклеены четыре демпфирующие накладки из резины, однако
осторожность при выполнении этой операции лишней не будет.
Изредка встречается достаточно дорогой, но при этом очень
эффективный способ охлаждения — модуль Пельтье.
Эффект Пельтье был открыт еще в 1834 году французским
часовщиком и физиком Жаном Шарлем Атаназом Пельтье. Эффект
возникает, когда электрический ток проходит по двум пластинкам
из двух различных проводящих материалов, соединенным в двух
точках. При этом одна точка разогревается, а температура другой
падает, благодаря переносу тепла под действием электрического
тока. Эффект может быть настолько сильным, что холодный конец
термопары может покрыться изморозью!
На практике этот эффект применяют следующим образом:
набор из термопар своими холодными концами соединяется с
процессором, а горячими с рассеивающим тепло радиатором. Если
подключить ток, то тепло будет откачиваться от процессора и
рассеиваться на радиаторе.
Самым большим недостатком модулей Пельтье является их
высокое потребление энергии. Для его питания необходимо иметь
блок питания мощностью не менее 300 Вт, при этом один из жгутов
- 244 -
кабелей должен быть полностью отдан "во владения" модуля. Еще
один неприятный момент: модуль Пельтье способен так охладить
ваш процессор, что на нем появятся капельки конденсата. Такое
может случиться, например, когда вы переводите компьютер в
режим Standby, в котором процессор не работает, а модуль
продолжает получать необходимую для его работы энергию. Эта
проблема решена в некоторых моделях модулей Пельтье при
помощи специального механизма автоматического управления
модулем, который включает его только при превышении
температуры процессора установленного уровня.
Проблемы, характерные для процессоров
Высокие технологии характеризуются в первую очередь
высокой надежностью. Это в полной мере относится к
процессорам. Ведь им приходится работать на очень высоких
тактовых частотах, что позволяет предположить, что проблем с их
стороны быть не должно. Действительно, процессоры выходят из
строя реже других компонентов и то из-за того, что возникают нарушения в системе охлаждения. Вот мы и добрались до главного
виновника всех бед процессора.
Вентилятор, установленный на процессоре, как будто
специально стремится собрать на своих лопастях всю пыль,
попадающую в системный блок. В результате процессов,
происходящих после налипания достаточно большого количества
пыли, скорость его вращения заметно падает... К чему это может
привести? Да к тому, что вам придется копить на новый процессор.
ГЛАВА 9
Оперативная память
Термин "оперативная память" произошел от похожего
термина "оперативное запоминающее устройство" (ОЗУ),
применяемого для обозначения части основной памяти
персонального компьютера, которая используется для хранения
промежуточных данных. По-английски эта память называется
Random Access Memory (RAM), что переводится как память с
произвольным доступом. Существует множество подвидов памяти:
статическая и динамическая, энергонезависимая и энергозависимая.
В персональном компьютере используются практически все типы
памяти, каждый выполняет ту работу, с которой он лучше всего
справляется.
Появление новых типов памяти связано со следующими
- 245 -
причинами: все возрастающая скорость работы процессоров рано
или поздно приводит к тому, что ему приходится большую часть
времени простаивать, ожидая, когда остальные компоненты
системы, скорость работы которых осталась на прежнем уровне,
закончат свою работу и приступят к следующей операции.
Результат — разработка и внедрение нового типа памяти,
позволяющего уменьшить влияние "узкого места" процессорпамять на общую производительность компьютера. По этой
простой причине в области разработки новых типов памяти "горят"
ожесточенные споры.
Совсем недавно пользователю было очень сложно
определиться с видом используемой памяти. Вроде еще не совсем
устарела память SDRAM, но уже появились более быстрые
разновидности — DDR SDRAM и RDRAM. Сегодня компьютерный
мир почти определился — будущее за DDR-па-мятью (RDRAM
слишком дорога для среднего пользователя, поэтому этот вид
памяти используется только в наиболее дорогих и
производительных компьютерных системах вроде интернетсерверов). Центральные процессоры достигли такой скорости
работы, что даже последние модификации SDRAM (PC100 и
РС133) с трудом справляются с потоком данных. С этого момента
эта разновидность памяти обречена на провал и уход с рынка, хотя
использоваться она будет еще очень долго: на складах
компьютерных фирм запасы "железа" ничуть не меньше, чем
запасы селедки на военных складах (на случай войны).
Принципы работы памяти
Микросхема памяти образуется из некоторого количества
элементарных ячеек, которые образуют собой двухмерный массив
(его еще называют матрицей), который позволяет организовать
обращение к конкретному адресу по двум составляющим: номер
строки (сигнал RAS) и номер столбца (сигнал CAS). Строку
массива иногда называют "страницей памяти".
Элементарную ячейку статической памяти образует так
называемая триггерная схема, характерным свойством которой
является сохранение текущего состояния, заданного входящим
импульсом до прихода следующего импульса либо до выключения
питания. При считывании записанного в ячейку значения ее
состояние не изменяется.
Элементарную ячейку динамической памяти образует очень
- 246 -
маленький конденсатор, который может быть либо заряжен
(логическая единица), либо разряжен (логический ноль). Чтобы
сохранять данные в такой памяти, эти конденсаторы требуется
периодически подзаряжать, поэтому динамическая память при
прочих равных условиях значительно медленнее статической
памяти — в моменты подзарядки (ее называют регенерацией)
ячейки динамической памяти недоступны ни для чтения, ни для
записи. Обычно считается, что на регенерацию требуется около 5%
общего времени.
Основными показателями, определяющими область
применения того или иного типа памяти, являются быстродействие,
плотность данных, надежность хранения информации, стоимость
хранения одной единицы информации (например, 1 Мбайт), а
также наличие каких-либо дополнительных функций.
Быстродействие. Здесь имеет преимущество статическая
память, способная работать на частоте до 250 МГц и выше со
временем доступа равным времени одного тактового импульса
центрального процессора. Тогда как для организации одного цикла
чтения данных из динамической памяти требуется несколько
тактовых импульсов. По этой причине статическая память используется в качестве кэш-памяти центрального процессора. При
хорошо проработанной организации работы кэш-памяти можно
добиться такой ситуации, когда процессор практически не будет
ждать основную память. Очень важным показателем
быстродействия памяти является время доступа к ячейке памяти.
Чем оно меньше, тем лучше.
Так как на чтение первого блока данных, как правило,
требуется большее время, чем для чтения последующих, то для
отображения быстродействия памяти используют обозначение: х-уу-у, где х — количество тактов шины,
необходимое для чтения первого блока данных, у —
количество тактов шины для чтения всех последующих блоков. В
IBM-совместимых компьютерах очень часто происходит чтение
четырех смежных ячеек памяти, поэтому многие типы памяти
оптимизированы для такого режима работы. В сравнительных
характеристиках быстродействия приводится количество циклов,
необходимых для чтения первых четырех ячеек (например, 3-1-1-1).
Плотность данных. Из-за некоторых конструктивных
особенностей ячеек динамическая память имеет несколько
- 247 -
большую плотность размещения ячеек на кристалле, чем
статическая память. Это отражается на стоимости хранения
единицы информации — для статической памяти она намного
выше.
Очень часто встречается такой термин как "банк памяти".
Сложность состоит в том, что этим термином могут обозначаться
совершенно разные понятия.
□ Группа модулей памяти одинаковой емкости, которые
должны быть установлены одновременно, чтобы система могла
работать. Количество модулей при этом должно равняться
отношению ширины системной шины к ширине шины каждого
модуля. Например, модули SIMM, которые использовались в
компьютерах на базе Pentium, следовало устанавливать попарно,
тогда как модули DIMM, которые стали использоваться впоследствии, можно устанавливать поодиночке.
□ Логическая единица внутри модуля памяти. Еще во
времена модулей SIMM увеличение емкости модуля вдвое
достигалось установкой двух банков памяти (вдвое большим
количеством микросхем памяти).
□ Часть микросхемы памяти типа SDRAM, доступ к которой
возможен независимо от другой части. Например, когда идет
считывание из первого банка, содержимое второго может быть
занято регенерацией.
Разновидности памяти
В первую очередь вся память компьютера (чаще всего для нее
применяют термин основная память, чтобы отличать ее от памяти
на накопителях) подразделяется на энергонезависимую и
энергозависимую память.
Энергонезависимая память позволяет хранить данные
продолжительное время при отключении питания от микросхемы
памяти. Поэтому ее применяют для сохранения жизненно важных
программ и данных: алгоритмов работы микросхем и устройств,
данных об аппаратной конфигурации компьютера и т. п.
Архитектура процессоров семейства х86, еще начиная с первых
моделей Intel 8086, имеет одну интересную особенность: как только
на электронную схему процессора поступает напряжение питания,
он пытается
прочитать информацию из строго определенного места, адрес
которого навеки запечатлен разработчиками в ядре процессора.
- 248 -
Остается только разместить по этому адресу определенную
программу, и после каждого включения в первую очередь будет
выполняться именно эта программа. Данная особенность
архитектуры процессоров х86 используется для организации базовой системы ввода/вывода (BIOS).
Энергозависимая память имеет главный недостаток — даже
при кратковременном пропадании питания все данные в ней
безнадежно утрачиваются. Зато единственное преимущество
(высокое быстродействие) позволило использовать именно этот тип
памяти в качестве оперативной памяти компьютера, потому что
только при быстром доступе к данным, находящимся в памяти,
процессор может развить полную мощность, на которую он рассчитан.
Энергозависимая память в свою очередь подразделяется на
два вида: динамическую и статическую память. Второй вид самый
быстрый из всех видов памяти, поэтому его применяют в качестве
кэш-памяти процессоров. Первый значительно медленнее, зато его
относительно низкая стоимость позволяет создавать очень емкие
(например, 512 Мбайт) модули памяти, в то время как статическая
память при таком объеме стоила бы не меньше всего компьютера в
целом. Поэтому особенно пристально мы будем рассматривать
энергозависимую динамическую память. Именно к этой памяти
применим термин "память", который часто используется для
описания модулей памяти, устанавливаемых в компьютер.
Динамическая память предназначена для хранения программ,
выполняемых в этот момент, и данных, непосредственно
участвующих в вычислениях.
Существует целый ряд различных типов динамической
памяти: начиная от тех видов, которые использовались на первых
компьютерах IBM PC, заканчивая самыми современными видами,
которые еще только начинают входить в нашу жизнь. Естественно,
что производители не просто так придумывают новые виды памяти
только потому, что им так захотелось. Новый вид появляется тогда,
когда максимальная скорость работы центрального процессора
намного превышает пропускную способность системной шины, на
частоте которой работает оперативная память. Возникает так
называемое "узкое место", которое препятствует дальнейшему
увеличению производительности.
Первый тип памяти, который применялся в компьютерах IBM
- 249 -
PC, назывался Page Mode DRAM. Чтение каждой ячейки памяти
осуществляется за 5 синхронизирующих импульсов, равных
тактовой частоте центрального процессора, при этом адрес каждой
ячейки передается отдельно от всех других: контроллер выдал
адрес, получил данные, выдал следующий адрес, получил данные и
т. д.
Следующий тип отличается от первого как раз тем, что можно
было повторно не передавать адрес строки, из которой
происходило предыдущее чтение в том случае, если следующая
ячейка находится в той же строке. Из-за этого она и получила свое
название — Fast Page Mode (FPM) DRAM. При этом для чтения
первой ячейки требуется по-прежнему 5 циклов, а для чтения всех
последующих ячеек достаточно всего 3 цикла (схема 5-3-3-3). Этот
тип памяти использовался вплоть до появления процессоров
Pentium, для которых время доступа 60—70 не стало слишком
большим.
Следующий шаг развития — EDO DRAM (Extended Data Out).
Этот тип мало чем отличается от предыдущего: изменилась только
схема чтения последовательных ячеек 5-2-2-2, что дает
преимущество только на мультимедийных приложениях
(проигрывание музыки, просмотр видеофильмов). Но, несмотря на
столь схожие принципы работы, для памяти EDO требуется
аппаратная поддержка со стороны чипсета материнской платы.
Впервые такая появилась в чипсете i430FX. С более ранними
чипсетами этот вид памяти ведет себя так же, как и FPM-память, т.
е. работает по схеме 5-3-3-3. На практике замена FPM на EDO
позволяет увеличить быстродействие компьютера на 5—10%.
Очень много разговоров велось вокруг памяти BEDO DRAM
(Burst EDO). Практически все известные производители
материнских плат широко рекламировали поддержку этой памяти,
но никто ее в продаже так и не видел. Наверное, разработчики
решили, что этот вид является бесперспективным.
Все вышеперечисленные типы памяти асинхронные, т. е.
управляются только сигналами RAS (Row Address Strobe) и CAS
(Column Address Strobe), и никакого отношения к системной шине
не имеют. То есть при несовпадении циклов чтения/записи с
тактирующими импульсами происходит ожидание следующего
импульса, только после чего контроллер памяти сможет произвести
необходимое действие. При использовании синхронной памяти
- 250 -
имеется гарантия того, что циклы чтения/записи данных она будет
осуществлять в строго определенные моменты времени согласно с
поступающим тактирующим импульсам. Поэтому все
последующие типы памяти являются синхронными.
Память SDRAM (Sychronous DRAM) — это синхронная
оперативная память. Она создана на основе стандартной DRAM, но
обладает рядом отличительных характеристик. Например,
благодаря конструктивным особенностям и организации работы
контроллер памяти, который имеет прямую связь с центральным
процессором, всегда точно знает, в какие моменты данные могут
быть обработаны. Таким образом процессор теперь всегда "знает",
в какой момент времени можно получить ответ от памяти, а в какой
нет. Это позволяет более продуктивно организовать цепь запросов
к памяти, избегая простоев из-за отсутствия синхронности работы
памяти и процессора.
Основные технические характеристики памяти SDRAM:
□ синхронная работа памяти по тактам с центральным
процессором;
□ повышенное быстродействие памяти (увеличено до 4 раз без
особых изменений в DRAM);
□ работа на частоте системной шины, превышающей 66 МГц.
Невозможность работы старых типов памяти на частотах
свыше 66 МГц приводило к тому, что память работала не на
тактовой частоте системной шины процессора, а на фиксированной
частоте (кстати, значительно меньшей). Память SDRAM может
работать по схеме 5-1-1-1. Производители чипсетов аппаратно
поддерживают этот вид памяти, начиная с i430VX/TX, VIA
580VP/590VP.
Память SDRAM работает абсолютно так же, как и стандартная
DRAM: предоставляет свободный доступ к строкам и колонкам
ячеек данных. Отличительными свойствами этого типа памяти
являются: синхронное функционирование ячеек памяти и пакетный
режим передачи данных.
Ячейки памяти внутри чипа SDRAM разделяются на два или
более независимых банка ячеек. Это позволяет обращаться к
ячейкам памяти одного банка, пока идет регенерация ячеек второго
банка. И дополнительно повышает быстродействие памяти:
возможность держать открытыми одновременно две строки памяти
(из разных банков) влияет на результирующее быстродействие. При
- 251 -
организации поочередного обращения к любому из банков можно
вдвое уменьшить частоту обращения к каждому из них в отдельности. А это значит, что можно вдвое увеличить реальную
частоту работы микросхемы памяти по сравнению с EDO RAM — с
66 до 133 МГц. Эту возможность производители реализовали в
модулях PC 133.
Пакетный режим характеризуется одновременной подачей
запроса не к отдельной ячейке памяти, а к целой
последовательности сразу, что позволяет сэкономить на
переключении контроллера памяти с передачи адресов на передачу
данных.
Ускорение работы оперативной памяти достижимо
несколькими путями: увеличением частоты работы, оптимизацией
извлечения и передачи данных.
Память DDR SDRAM — это один из новейших и, скорее
всего, самый перспективный вид памяти. До начала 2001 года он
применялся исключительно в качестве видеопамяти, но
впоследствии (с появлением процессоров AMD Athlon) стал
использоваться в качестве оперативной памяти. Передача данных
по каналу память—чипсет ведется по обоим фронтам
тактирующего сигнала аналогично шине AGP в режиме 2х и
системной шине процессоров Athlon/Duron. Пиковая пропускная
способность вдвое превышает соответствующий показатель для
SDRAM (PC 100 = 800 Мбит/с, РС133 = = 1064 Мбит/с). При
маркировке DDR-памяти стали применять не частоту системной
шины, как прежде, а величину пропускной способности шины.
Например, РС1600, РС2100, РС2700 или РС3200. Поначалу
это вводило в заблуждение, но таковы правила рекламы: главное
удивить пользователя невиданными цифрами, а уж потом
объяснить, что к чему. Иногда при описании DDR-памяти
используют более привычное наименование: DDR200, DDR266,
DDR333 или DDR400. С последним типом памяти сегодня связано
очень много споров и разногласий. Например, компания SiS
официально объявила о прекращении поддержки памяти DDR400,
такое же решение приняла VIA Technologies. Соответственно
корректная работа всех чипсетов этих двух компаний с памятью
DDR400 не гарантируется. Скорее всего, речь идет о плохом
качестве работы уже выпущенных модулей или же о невероятной
сложности схемы их работы. Тем более что предыдущие типы еще
- 252 -
не полностью исчерпали своих потенциальных возможностей.
Появление памяти DDR SDRAM на рынке не было
однозначным. Скорее оно выглядело как ответ на выпуск Intel
новейшей высокоскоростной памяти RDRAM (Rambus DRAM). Но
с введением в системы на базе процессоров Pentium 4 поддержки
DDR-памяти, она стала понемногу теснить ставшую привычной
память SDRAM. RDRAM так и осталась "за гранью возможного"
для среднего пользователя из-за высокой стоимости.
Сегодня существует один тип памяти, который, несмотря на
весьма обширную рекламу и действительно высокое
быстродействие, так и не получил широкого распространения. Это
память RDRAM, разработанная компанией Rambus. За счет
внедрения уникальной технологии удалось добиться стабильной
работы памяти на тактовых частотах вплоть до 400 МГц.
Контроллер памяти RDRAM состоит из специализированной
микросхемы, которая генерирует управляющие сигналы для памяти
и обменивается данными с компьютером. К одной такой
микросхеме можно подключить до четырех каналов,
функционирующих независимо друг от друга. У каждого канала
имеется отдельный управляющий блок, который отвечает за микросхемы памяти, подключенные к каналу, их состояние, ответы и т. д.
Канал создает электрическую связь между контроллером и
микросхемами RDRAM и представляет собой 30 высокоскоростных
линий, передающих данные на обоих фронтах тактирующих
сигналов частотой 400 МГц. Использование такой большой частоты
стало возможным благодаря применению резистивного
терминатора на конце канала, подавляющего паразитные
отражения сигналов низкого напряжения, а также хорошо
рассчитанной топологии самих каналов для соблюдения
одинаковой дистанции пробега сигналов по разным проводникам и
т. п. Канал может располагаться на стандартной материнской плате
и соответствует типоразмерам современного дизайна SDRAMпамяти. Интересным фактом является разделение адресных линий
строки и столбца, что дополнительно позволяет увеличить быстродействие системы. Синхронизация всего канала построена таким
образом, что передающиеся сигналы распространяются всегда в
одном направлении с тактирующими импульсами, что позволяет
избежать запаздывания импульсов за счет преодолеваемого расстояния. Тактовый
- 253 -
генератор вырабатывает импульсы, которые распространяются от
крайней точки канала к контроллеру, где разворачиваются и по
другой линии идут в обратном направлении, после чего попадают в
терминатор.
Все сигналы, распространяющиеся по направлению к
контроллеру памяти, синхронизируются входящими тактовыми
импульсами, а сигналы, исходящие из контроллера, — импульсами,
идущими по направлению к терминатору.
Один канал может использовать максимум до 32 микросхем
RDRAM, что дает возможность нарастить память до 1 Гбайт при
емкости микросхем 256 Мбит. Интересно то, что логику выпускает
исключительно компания Rambus, в то время как ядро может
производить поставщик микросхем самостоятельно.
В отличие от SDRAM с независимыми банками, RDRAM
содержит зависимые банки. Это означает, что на два банка
используются общие усилители, формирователи сигналов и другая
логика. Такой подход позволяет разместить больше банков памяти
на заданной площади кристалла и снизить себестоимость памяти,
однако исключает возможность доступа к двум банкам в смежных
операциях. Обходится данный недостаток довольно просто: при
работе памяти запрос формируется одновременно только к восьми
банкам, а остальные в это время могут быть заняты регенерацией
содержимого.
Для RDRAM-памяти применяют уже ставший традиционным
метод маркировки при помощи указания пропускной способности.
Существует несколько типов памяти: РС600, РС700, РС800 и
РС1066. Данные в памяти RDRAM, как известно, передаются по
обоим фронтам тактового сигнала, поэтому реальная пропускная
способность каждого канала в два раза больше указанной в
маркировке: 1,2 Гбит/с (примерно так же, как РС133) для памяти
РС600 и соответственно для остальных типов 1,4; 1,6 (прямо как у
DDR PC1600) и 4,2 Гбит/с. Как видите, последний тип памяти резко
отличается от предыдущих вчетверо увеличенной пропускной
способностью шины данных. Дело в том, что для производства
модулей последней модификации применяют 32-битную
организацию вместо 16-битной. Это позволило разместить на
одном модуле уже 4 параллельно работающих канала вместо двух.
Применяется такая память совместно с процессорами Pentium 4 с
частотой системной шины 533 МГц. Следует отметить, что двухка- 254 -
нальная память RDRAM на практике показывает результаты еще в
два раза лучшие, чем было указано раньше. Так, например, память
РС800 позволяет достигнуть уровня 3,2 Гбит/с.
Особенностью памяти RDRAM является высокое потребление
электроэнергии, что повышает требования к системе охлаждения
системного блока в целом.
Несмотря на многообразие видов DRAM, все они базируются
на том же ядре, что применялось еще лет 15—20 назад. Все
кардинальные изменения
коснулись области интерфейсной логики — ведется поиск
оптимального решения считывания данных из ячеек памяти.
С приходом синхронной памяти изменения коснулись также и
контроллера памяти. При работе памяти с асинхронным доступом
(FPM и EDO) процессор должен был ожидать, пока закончатся
внутренние операции вроде регенерации. Это занимает примерно
60 нс времени. При работе памяти с синхронным доступом
регенерация содержимого памяти осуществляется независимо от
процессора, т. е. процессор во время прохождения внутренних
операций может выполнять другие задачи. Применение синхронной
памяти позволило отказаться от отдельного генератора
стробирующих сигналов — все операции ввода/вывода на
системной шине стали управляться одними и теми же
синхроимпульсами. Это позволило, во-первых, уменьшить трафик
на шине, во-вторых, упростить операции ввода/вывода, т. к.
процессору теперь нет необходимости выделять полезную
информацию среди служебных стробирующих импульсов.
Немало разговоров ведется вокруг контроля и исправления
ошибок, возникающих при работе памяти. Основные термины
"контроль четности" и "ЕСС".
Контроль четности это довольно старый метод проверки
сохраняемых в памяти данных на отсутствие ошибок. Заключается
он в том, что при записи данных в память для каждого байта (8 бит)
вычисляется контрольная сумма, которая сохраняется вместе с
записываемыми данными в виде бита четности. При считывании
данных контрольная сумма вычисляется еще раз, и второй
результат сравнивается с первым, записанным в памяти. Если они
совпадают, то данные считаются верными, если же нет, то
компьютер генерирует сообщение об ошибке четности. Этот метод
имеет целый ряд недостатков:
- 255 -
□ любой незначительный сбой приведет к останову работы
всей системы, что в свою очередь послужит причиной потери
информации. Особенно остро эта проблема стоит в многозадачных
системах, когда сбой, например, в работе проигрывателя музыки
может привести к невозможности сохранения результатов работы в
пакете Microsoft Office, который работал абсолютно стабильно;
□ вывод об ошибке может быть вызван также сбоем в ячейке
бита четности, т. е. данные вроде как не испорчены, а компьютер
все равно остановит свою работу;
□ постоянное вычисление бита четности приводит к
некоторому уменьшению производительности процессора;
□ качественные модули памяти способны нормально
работать в течение срока, превышающего средний срок службы
всего компьютера, что говорит о принципиальной
нерациональности приобретения модулей с контролем четности. Тем более что применение таких модулей
вовсе не гарантирует 100%-ной гарантии сохранности данных —
сбои могут возникнуть в любой момент.
Сегодня используется более прогрессивная технология ЕСС
(Error Checking and Correcting), позволяющая не только
обнаруживать, но и исправлять ошибки в памяти. В основе этой
системы лежит принцип введения каждого бита данных в более чем
одну контрольную сумму. Это позволяет при возникновении
ошибки путем анализа нескольких контрольных сумм вычислить
действительное значение конкретной ячейки и восстановить ее
содержимое. Правда, система с ЕСС имеет ограничение в один
восстанавливаемый бит. При возникновении двойной ошибки
система может только констатировать этот факт с выводом
соответствующего сообщения, не более того. Архитектура модулей
DIMM более всего подходит для организации ЕСС-метода
коррекции данных, чем для коррекции путем введения бита
четности.
Модули памяти
Конструктивно современная оперативная память представляет
собой небольшую печатную плату прямоугольной формы с
размещенными на ней микросхемами. Из-за того, что все
микросхемы расположены в один линейный ряд, модули памяти
иногда называют "линейками". Но так было не всегда. На первых
компьютерах IBM PC использовали обычные микросхемы в
- 256 -
корпусах DIP — это маленький черный прямоугольный корпус из
пластмассы, по обеим сторонам которого располагаются
металлические контакты. Ими комплектовались компьютеры на
базе процессоров i8086/88, i80286 и, частично, i80386SX/DX. Для
установки этих микросхем в специальные панельки,
расположенные на материнской плате, требуется прикладывать
значительное усилие, что может привести к трещинам на материнской плате. Следует также очень внимательно следить за
правильностью их установки. Если установить микросхему,
развернув ее на 180°, напряжение питания попадет на совершенно
другие выводы и микросхема сгорит. При транспортировке
необходимо следить, чтобы случайно не повредить выводы
микросхемы (как правило, они очень ломкие). При установке
следует учитывать, что микросхемы должны быть одинаковой
разрядности и емкости. Микросхемы обязательно устанавливаются
целыми банками (бывают 64, 256 Кбайт, 1 и 4 Мбайт). Каждый
банк состоит из восьми (девяти) одинаковых микросхем.
Начиная с компьютеров i80386DX, стали использовать модули
SIMM.
SIMM (Single In-line Memory Module) — каждый модуль
представляет собой небольшую печатную плату с односторонним
(или двусторонним с дублированием контактов с каждой стороны)
краевым разъемом и смонтированными на плате микросхемами
памяти в корпусах SOJ или TSOP с общей емкостью 256 Кбайт, 1, 2, 4, 8, 16, 32 и 64 Мбайт. Модуль SIMM
устанавливается на материнскую плату в специальный разъем. Для
этого следует под углом 70° по отношению к плате приложить
модуль к месту установки и закрепить его предназначенными для
этого держателями, расположенными по торцам разъема.
Специальные вырезы на модуле (и соответствующие выступы на
разъеме) не позволяют установить модуль неправильно. Соединяются модули SIMM с платой не штырьками, а плоскими
контактами (позолоченными полосками, нанесенными на плату
модуля — это так называемые "пины", pin). Такой краевой разъем
иногда называют "ножевым".
Первыми представителями SIMM-модулей считаются 30пиновые SIMM FPM DRAM. Максимальная частота их работы 29
МГц. Стандартное время доступа 70 нс. Эти модули применялись
вплоть до компьютеров на базе процессора i80486DX2, а затем
- 257 -
были вытеснены сначала 72-пиновыми FPM DRAM, а в
дальнейшем EDO DRAM.
SIMM EDO DRAM имеют 72 контакта и способны работать на
частоте до 50 МГц. Этими модулями оснащались компьютеры на
базе процессоров Intel 80486DX2/DX4, Intel Pentium, Pentium Pro и
Pentium MMX, а также AMD 80586 и К5. Данные модули
поддерживают материнские платы, собранные на чипсетах: i440TX,
i440EX, i440LX, i450NX, VIA Apollo MVP 3/4, Pro/Pro+, ALI
Aladdin 4/4+/V/PRO II, ALI Aladdin TNT2. Появление чипсета Intel
440BX с шиной 100 МГц заставило производителей отказаться от
модулей SIMM, т. к. виды памяти, использовавшиеся для их
сборки, не способны работать на частотах выше 66 МГц. В
настоящее время они вытеснены модулями DIMM.
Модули DIMM (Dual In-line Memory Module, модуль памяти с
двойным расположением контактов) пришли в мир компьютеров с
приходом синхронной памяти SDRAM. Длительное время
одновременно выпускались материнские платы с поддержкой
модулей DIMM и SIMM, также были модели, имеющие слоты под
оба типа модулей. Но, в конце концов, "победа" досталась модулям
DIMM. Причиной тому стал выпуск компанией Intel новых
чипсетов с поддержкой SDRAM и плат с установленными на них
слотами DIMM. Эта крупная корпорация в те времена была
основным законодателем моды, а также крупнейшим поставщиком
как чипсетов, так и материнских плат. Так что остальным только и
осталось, как следовать моде и выпускать платы под новые модули.
Если быть более точным, Intel закладывала базу для развития
своего нового чипсета i440BX, поддерживающего частоту
системной шины до 100 МГц.
Модуль DIMM содержит 168 контактов, которые
расположены с двух сторон платы (по 84 контакта с каждой
стороны) и разделены изолятором. Разъем под модули DIMM
отличается от разъема SIMM. На модулях со стороны контактов
"ножевого" разъема имеется 2 выреза (ключа), которые делят всю
линейку контактов на три группы по 20, 60 и 88 контактов
(рис. 9.1). На приемных разъемах обязательно присутствуют
соответствующие вырезам выступы. Единственное отличие
модулей SIMM и DIMM, это то, что у первого типа модулей
контакты, расположенные по обеим сторонам модуля, которые
дублируют друг друга, тогда как у второго типа они электрически
- 258 -
независимы, что, соответствующим образом, отражено в названиях
модулей (Single и Dual).
Рис. 9.1. Внешний вид модулей DIMM
72-контактные модули SIMM имеют 32-битную шину данных,
в результате чего на компьютерах старше 486-го их приходится
устанавливать попарно. Модули DIMM лишены этого недостатка
благодаря 64-битной организации шины.
Стоит отметить, что модули DIMM — это новый формфактор, а не принципиально новый вид памяти. Единственное
заведомое преимущество новых модулей — это возможность
установки их по одному на платы с процессором Pentium, в отличие
от SIMM, которые требуется устанавливать попарно. Если модуль
собран на основе чипов памяти EDO DRAM, то это единственное
преимущество. Чтобы полностью использовать потенциал новых
модулей, следует приобретать только новую память SDRAM,
которая имеет лучшие временные характеристики, чем
предшествующие типы. Память SDRAM давала значительный
прирост производительности только при последовательных
обращениях, в обычном же режиме работы таких обращений не так
уж и много. Еще один плюс SDRAM — возможность работы на
внешней частоте выше 66 МГц, чего никогда не достичь памяти
EDO.
Но не обошлось и без "слез". Первые системные платы,
имеющие поддержку этой памяти, требовали от модулей памяти
обязательной поддержки спецификации Intel SPD (наличия
специальной микросхемы ПЗУ с записанными в ней параметрами).
Модуль SPD (Serial Presence Detect) представляет собой
специальную микросхему, которая содержит все данные,
необходимые для обеспечения нормальной работы модуля. Эти
данные считываются на этапе самотестирования компьютера и
позволяют настроить параметры обращения к памяти даже при
одновременном наличии в системе различных модулей памяти.
Отсутствие модуля SPD "грозит" несовместимостью с некоторыми
материнскими платами, например, i440LX.
Любой модуль памяти должен иметь следующие контакты:
- 259 -
□ линии ввода/вывода — служат для передачи данных, в
совокупности образуют шину данных. Модули с поддержкой
контроля четности имеют дополнительную линию, по которой
передаются биты четности;
□ адресные линии — служат для передачи адреса, по
которому располагаются считываемые данные или по которому
должны быть записаны новые данные;
□ RAS — сигнал служит для сообщения электронике модуля,
что по адресным линиям передаются координаты строки, в которой
находятся необходимые данные;
□ CAS — сигнал служит для сообщения электронике модуля,
что по адресным линиям передаются координаты столбца, в
котором содержатся необходимые данные;
□ контакты питания и заземления.
Первой попыткой ввести довольно жесткие стандарты в
производство модулей памяти стало принятие спецификации
РС100. По мнению Intel отклонения от параметров, описываемых
данной спецификацией, не позволяют добиться корректной работы
модулей памяти. Вот основные моменты описания стандарта PC
100:
□ определение минимальной и максимальной длины пути для
каждого сигнала в модуле — это позволяет точно определить
временную задержку для каждого типа сигнала (данные, адрес,
служебные сигналы);.
□ определение ширины дорожек и расстояния между ними —
это позволяет контролировать сопротивление каждой дорожки и
степень интерференции между ними;
□ применение 6-слойных плат со сплошными слоями
"питание" и "земля" — это позволяет улучшить распределение
питания и уменьшить шумы;
□ определение расстояний между слоями — это позволяет
контролировать сопротивление цепей на плате с целью
минимизации отражений сигнала;
□ строгое определение длины пути тактового сигнала, его
маршрутизации, момента начала и окончания — это уменьшает
отражение тактового импульса и Позволяет точно
синхронизировать моменты получения тактового импульса каждым
модулем памяти и чипсетом;
□ подавляющие резисторы в цепях передачи данных —
- 260 -
позволяют уменьшить отражение в цепи;
□ применение микросхем SDRAM — модули памяти,
соответствующие спецификации РС100, должны строиться на
основе чипов, совместимых с требованиями. Например,
длительность рабочего цикла должна быть не менее 8 нс;
О детальная спецификация программирования SPD-модуля —
формат записи параметров памяти, содержащихся в микросхеме
ПЗУ, должен соответствовать принятым Intel правилам;
□ особые требования к маркировке — метка должна иметь
вид РС 100-аbс-def. где подчеркнутые буквы представляют собой
четыре временных параметра и номер версии последней ревизии
модуля SPD;
□ местами позолоченные печатные платы — согласно
спецификации PC 100 позолоченными должны быть только
контакты модуля, т. к. наличие позолоты на всей поверхности
платы может повлиять на качество пайки.
Решение о принятии стандарта было вынужденным — многие
производители в целях экономии выпускали упрощенные по
устройству модули памяти, например, использовали только 4слойные платы без сплошного слоя питания и "земли". Теперь
пользователю достаточно убедиться в том, что модуль
соответствует требуемому стандарту, чтобы быть уверенным в
высоком качестве продукции. Сначала несоответствующие
спецификации модули памяти вообще не работали на новых
материнских платах от Intel, но в компании не учли масштабов
распространенности таких модулей, и впоследствии пришлось
снизить требования, дав возможность использования подобных
модулей.
Для новой памяти DDR SDRAM используется прежний тип
модулей DIMM. Основным их отличием является увеличенное
количество контактов (до 184). Дело в том, что другой принцип
работы привел к изменениям в интерфейсной логике схемы
контроллера памяти. Это потребовало введения дополнительных
сигналов.
На некоторых материнских платах, например ASUS A7A266,
присутствуют обе разновидности разъемов, но работать
одновременно они не могут. Для платформы Intel Pentium III
доступны следующие чипсеты, поддерживающие этот вид памяти:
VIA Apollo Pro266, АН AladdinPro5, SiS635. Для платформы AMD
- 261 -
Athlon/Duron- VIA KT266, ALi Magik 1, AMD760, SiS735.
Максимальная емкость модулей 1 Гбайт.
Для памяти RDRAM применяются модули, напоминающие
модуль DIMM, которые называются RIMM. Внешне они
отличаются от модуля DIMM тем, что с обеих сторон закрыты
металлическим экраном, защищающим их от наводок и взаимного
влияния модулей, работающих на высоких частотах. Модули в
своем составе содержат два канала данных (шириной в байт),
каждый из которых полностью соответствует спецификации
SDRAM. Модули RIMM образуют непрерывный канал на пути от
одного разъема к другому, поэтому оставлять свободные разъемы
недопустимо. Существуют специальные модули, содержащие в
себе только один канал передачи данных (CRIMM). Они не имеют
микросхем памяти и предназначены для заполнения свободных
разъемов. Как правило, материнские платы могут поддерживать до трех модулей RIMM. Технология RDRAM обычно
использует 16-битную мультиплексируемую шину для каждого
канала. Чипсеты: для Pentium III — i820(E), i840; для Pentium 4 —
i850. Модули RIMM выпускаются объемом до 1 Гбайт (рис. 9.2).
Рис. 9.2. Модули RIMM и CRIMM, установленные на
материнскую плату
32-битные модули RIMM выполняются в версиях 800 МГц
(RIMM 3200) и 1066 МГц (RIMM 4200), которые обладают
временем выборки, соответственно 40 и 32 нс, доступны модули
емкостью по 128 и 256 Мбайт, в вариантах с поддержкой ЕСС и
без. Модули выполнены в виде 232-контактных модулей RIMM с
памятью RDRAM.
Первой компанией, которая начала выпускать системные
платы с поддержкой модулей RIMM, была компания ASUSTek,
затем ЕРоХ, третьей стала компания MSI, недавно анонсировавшая
выпуск материнской платы с поддержкой 32-битной RIMM-памяти.
- 262 -
Модули этой памяти выпускает только компания Samsung (даже
Kingston продает именно эту память под своей торговой маркой).
32-битные модули имеют немало преимуществ перед более
распространенными 16-битными модулями. Во-первых, экономится
место, т. к. один 32-битный модуль занимает один слот, в то время
как для получения того же результата с 16-битными модулями
потребуется два слота. Во-вторых, из-за особенностей конструкции
32-битная память меньше греется, что является неоспоримым
преимуществом при разгоне. И наконец, один 32-битный модуль
стоит значительно меньше, чем два 16-битных.
Чем больше на модуле памяти чипов, тем большую нагрузку
он дает на блок питания. У старых компьютеров со слабыми
блоками питания есть такая проблема, когда при установке
нескольких модулей с большим количеством чипов система
начинает работать очень нестабильно или вообще не запускается.
Контакты всех современных модулей памяти обязательно
покрыты тончайшим слоем золота, позволяющим снизить
вероятность сбоев из-за появления оксидной пленки. Для "старых"
модулей SIMM иногда использовалось покрытие из олова.
Маркировка модулей памяти
На модулях PC 100 обычно имеется специальная наклейка
следующего вида:
РС 100-abc-def
где:
□ а — обозначает минимальное значение параметра CAS
Latency (число циклов, проходящих с момента запроса данных
сигналом CAS до их появления на выводах модуля). Может
принимать значения 3 или 2 такта (последнее значение для модуля
с большим быстродействием);
□ b — обозначает минимальное значение параметра RAS-toCAS Delay (число циклов, проходящих между сигналами RAS и
CAS). Обычно принимает значение 2 такта;
□ с — обозначает минимальное значение параметра RAS
Precharge (пауза между командами). Как правило, принимает
значение 2 такта;
□ d — максимальное значение параметра Access from Clock.
Может принимать значения 6 или 7 нc;
□ е — ревизия SPD; □ f — всегда 0 (ноль).
Для модулей памяти, относящихся к спецификации РС133, все
- 263 -
эти параметры будут с соответствующими значениями.
Разработчики DDR SDRAM отступили от привычной всем
маркировки памяти по рабочей частоте шины, и перешли к цифрам,
означающим пиковую пропускную способность памяти,
измеренную в мегабитах за секунду.
Для модулей памяти RDRAM применяется тот же принцип:
указывается пропускная способность. Здесь стоит отметить, что на
модулях RIMM устанавливается либо два, либо четыре
параллельно работающих каналов, что приводит к некоторой
путанице в определении действительной пропускной способности.
Для точного определения следует число, указанное в маркировке
помножить на цифру 4, после этого можно уже сравнивать память
RDRAM с другими видами памяти.
Производителя модуля можно определить по первым буквам в
его обозначении (табл. 9.1).
Таблица 9.1. Буквенные обозначения производителей памяти
Немного о кэш-памяти
Кэш-память это часть основной памяти, которая размещается
внутри процессора, она не дополняет оперативную память, а всего
лишь дублирует некоторую ее часть. В качестве кэш-памяти
используют статическую память, что дает немало преимуществ.
Например, данные, однажды записанные в кэш-память, могут быть
считаны сколько угодно раз без необходимости восстановления
ячеек путем регенерации, что каждый раз экономит несколько
тактов центрального процессора.
С самого начала кэш-память выполнялась на отдельных
микросхемах, которые устанавливались в панельки на материнской
плате. Затем стали выпускаться модули, похожие на модули SIMM
оперативной памяти, но впоследствии кэш-память "перекочевала"
на кристалл процессора. Это было сделано по двум причинам:
1. Уменьшена до минимума длина проводников,
- 264 -
соединяющих кэш-память с внутренней схемой процессора, что
позволяет свести к минимуму количество помех, оказываемых на
нее другими компонентами компьютера.
2. Появилась возможность увеличения рабочей частоты кэшпамяти до рабочей частоты процессора.
Центральный процессор в основном работает только с
данными, находящимися в кэш-памяти, оперативная память при
этом служит интерфейсом ввода/вывода. Кэш-память обычно
разделяют на два уровня: первый уровень используется для
хранения команд и данных, непосредственно участвующих в
процессе вычислений, а второй уровень применяется для тех данных, которые, скорее всего, понадобятся для последующих
вычислений. При хорошей организации 90—95% всех обращений
процессора к памяти приходится на быстродействующую кэшпамять, а на участь основной оперативной памяти остается только
5—10%.
Статическая память используется в качестве буферной
памяти, например, в жестких дисках.
Рекомендации
по выбору оперативной памяти
Во времена появления и распространения первых моделей
компьютера IBM PC все знали одно — чем памяти больше, тем
лучше. Сегодня же приходится думать также о выборе типа памяти.
С одной стороны, производительность можно увеличить путем
многоуровневой организации кэш-памяти и увеличением ее объема,
с другой стороны, того же результата можно достигнуть путем
увеличения пропускной способности основной памяти. Ключевыми
методами увеличения пропускной способности памяти являются:
увеличение разрядности шины данных, использование
независимых банков памяти, использование специальных режимов
работы динамических микросхем памяти. Удвоение шины
соответственно удваивает полосу пропускания.
Считается, что с ростом скорости процессоров должна расти
линейно и емкость основной памяти.
Первое, что следует четко уяснить, это то, что производители
чипов памяти и модулей зачастую являются совершенно разными
компаниями. Закономерно, что производителей чипов можно
пересчитать по пальцам, чего не скажешь о производителях
модулей.
- 265 -
Чипы известных производителей в принципе ничем не
отличаются от так называемых "noname-чипов". Вся разница
состоит в том, что уважающие себя и свою торговую марку
производители (Samsung, Micron, LG, Hynix, Toshiba, NEC и др.)
тщательно тестируют выпускаемую ими продукцию, что, конечно,
сказывается на окончательной стоимости чипов, но позволяет
гарантировать их надежную работу. Продукция же "noname" на
качество не тестируется, эта функция по умолчанию ложится на
производителей модулей. А уж насколько полноценно те
организуют тестирование всех выпускаемых ими модулей
неизвестно. Может так получиться, что "noname" производитель
модулей приобретет такие же модули и выпустит их на рынок без
особых затрат на проверку их качества. Вот где "корень зла". Те,
кто тщательно проверяет работоспособность изготовленных
модулей, никогда не будет покупать непроверенные партии чипов.
Надежность готового модуля памяти помимо качества чипов
определяется целой совокупностью факторов. В частности,
количеством слоев печатной платы, грамотной разводкой цепей,
качеством используемых электронных компонентов
(конденсаторов, резисторов и т. п.), технологией производственного процесса и т. д. Для облегчения разработки и создания
производственных линий по производству качественных модулей
для каждой разновидности памяти разрабатывают соответствующую
спецификацию, иногда состоящую из нескольких десятков листов
машинописного текста.
Стоит обратить внимание и на то, что некоторые
производители довольно качественных модулей все-таки пытаются
сэкономить на таких незначительных, на первый взгляд, моментах,
как отсутствие некоторых конденсаторов, например,
предназначенных для сглаживания случайных импульсов питания.
Такие модули будут показывать отличные результаты работы, но в
условиях поступления нестабильного питания система, собранная
на них, будет работать неустойчиво.
При выборе модуля памяти обратите внимание на ряд
следующих положений.
□ Абсолютно все известные производители наклеивают на
свои модули специальную наклейку с нанесенными на ней
данными: серийным номером модуля, названием производителя и
- 266 -
модели. Иногда также указывается дата выпуска. Некоторые
производители используют в качестве наклейки голограмму с
надписью, указывающей на торговую марку производителя.
□ Каждый уважающий себя производитель наносит на
печатную плату свои опознавательные знаки — как минимум, это
собственное название, иногда различная дополнительная
информация. Например, тип памяти, серийный номер модуля и
ревизия.
□ Известное название производителя чипов (например,
Micron) не гарантирует надежной работы модуля памяти
малоизвестного производителя.
□ Такие названия, как Crucial, Viking, Corsair, Simple
Technology, безоговорочно говорят о высоком качестве продукции
— такие модули покупайте без всякого сомнения. Правда,
подобные модули стоят недешево, зато позволяют гарантировать
надежную работу компьютера. Наиболее распространены модули
производителей "средней руки" — это Kingston и Transcend.
□ Если вы хотите все-таки сэкономить, все равно ни в коем
случае не покупайте модули с названием, не похожим ни на одного
из известных вам производителей. Название вроде "WIN" вполне
может означать, что вашей системе после установки такого модуля
может прийти конец.
Емкость чипов памяти измеряется в битах, а емкость модулей
памяти — в байтах. Почему? Объясняю. Традиционно объем
программ и файлов измеряется в байтах, поэтому более
естественным считается измерять объем памяти именно в байтах.
Увеличение объема оперативной памяти не поможет повысить
производительность компьютера, если процессор безнадежно не
подходит по требованиям даже к средним по сложности играм.
Устаревшие типы памяти сегодня стоят зачастую значительно
дороже современных типов (например, 72-контактные модули
SIMM запросто могут стоить 1 у. е. за каждый мегабайт). Покупать самую современную и мощную память может
оказаться нерациональным. Так, например, произошло с памятью
RDRAM: компания Intel все-таки перешла к широкой поддержке
DDR-памяти как более перспективной.
Устанавливать более быструю память стоит только в том
случае, когда старая стала "узким" местом, из-за которого
процессор не может показать весь свой потенциал. Например,
- 267 -
отдавать выбор памяти DDR SDRAM стоит только при установке
процессора с тактовой частотой не ниже 1,3—1,5 ГГц. Более
медленные процессоры не смогут реализовать весь потенциал, но
теперь уже потенциал самой памяти. Если же вы хотите ускорить
работу "тяжелых" приложений вроде 3ds max, то лучше всего
увеличить объем SDRAM до 512 Мбайт, чем приобретать 128
Мбайт, но DDR-памяти. В этом случае вы сможете уменьшить
количество обращений к файлу подкачки, расположенному на
жестком диске, и этим, соответственно, ускорить выполнение
программы. Во втором же случае (при выборе DDR меньшего
объема) преимущества более скоростной памяти "съест" тот самый
файл подкачки — скорость чтения с жесткого диска намного ниже,
чем скорость доступа даже к самой медленной оперативной памяти.
Производители модулей и чипов памяти
Сегодня лидируют корейские компании Samsung Electronics и
Hynix Semiconductor, которые по некоторым данным обеспечивают
до 49% поставок DRAM на мировой рынок. Та же немало известная
компания Micron Technologies удерживает только 14% объема
мировых продаж.
Наиболее зарекомендовавшие себя производители модулей:
Kingston, Viking, Crucial, Apacer, Samsung, Transcend, Visiontek.
Чипы памяти выпускают: Samsung (SEC), Infineon, NEC (Elpida),
Toshiba, Micron, Hyundai (Hynix), LG Electronics, Mosel Vitelic,
Nanya (рис. 9.3).
Рис. 9.3. Внешний вид нескольких модулей памяти
В нижеприведенном списке можно найти адреса большинства
производителей, занимавшихся производством памяти.
□ Alliance — http://www.alsc.com/product/dram.html
□ Altera Corp. — http://www.altera.com/
□ Centon — http://www.centon.com/
□ Century Microelectronics — http://www.century-micro.com/
□ Fujitsu —
http://www.fujitsumicro.com/products/memory/memory.html
□ Hitachi —
- 268 -
http://www.halsp.hitachi.com/techprod/tree/index.htm
□ IBM — http://www.chips.ibm.com/products/memory/
□ Kingston Technology — http://www.kingston.com/
□ Micron — http://www.micron.com/mti/msp/html/product.html
□ Mitsubishi —
http://www.mitsubishichips.com/products/dram/drams.htm
□ NEC — http://www.nec.com/cgi-bin/list.exe?product=memory
□ OKI — http://www.okisemi.com/public/nf/Products.html
□ PNY — http://www.pny.com/
□ Panasonic — http://www.mec.panasonic.co.jp/sc/product/eproduct2.html#mem
□ Samsung —
http://www.sec.samsung.com/Products/dram/pro_index.html
□ Siemens —
http://www.siemens.de/Semiconductor/products/ICs/31/31.htm
□ Simple Technology — http://www.simpletech.com/
□ Smart Modular Technologies — http://www.smartm.com/
□ Southland Micro Systems — http://www.southlandmicro.com/
□ Texas Instruments —
http://www.ti.com/sc/docs/psheets/pidsl.htm
□ Toshiba — http://www.toshiba.com/taec/cgi-bin
/display.cgi?table=FamiIy&FamilyID=7
□ Unigen — http://www.unigen.com/
□ Viking — http://www.vikingmem.com/
□ Visiontek — http://www.visiontek.com/
□ Vitelic — http://www.moselvitelic.com/frame_products.html
Характерные проблемы с оперативной памятью
Неисправности в оперативной памяти являются наиболее
опасными, потому что через нее проходит практически вся
информация, имеющаяся в компьютере. Через оперативную память
производится запись данных на жесткий диск, вывод на экран
монитора, принтер и т. д. Любой сбой в памяти сразу мгновенно
сказывается на работе всей системы. Обычно такие сбои выглядят
как регулярные зависания, вывод на экран монитора ошибок при
выполнении программ, потеря данных и т. п.
ГЛАВА 10
Жесткий диск
На днях мне приснился кошмарный сон: "...Включаю
компьютер, а он мне выводит на экран монитора сообщение:
- 269 -
"Вставьте дискету для начала загрузки операционной системы". Ну,
думаю, отвалился соединительный кабель от винчестера или
"глюк" какой-нибудь. Открыл системный блок, а там... Нет ни
жесткого диска, ни места, куда его установить, и разъема для его
подключения на материнской плате тоже нет. А вместо привода
CD-ROM установлен древний дисковод 5,25", который до этого
висел на стене. Ну, все думаю, хана — Windows этого не
выдержит...". Хорошо хоть проснулся быстро, а то мучился бы
полночи.
Такая история лет 10 назад вовсе не показалась бы смешной.
Практически все ПК были оснащены дисководами для гибких
дисков, которые использовались для загрузки как программ, так и
операционной системы. И никого это нисколько не смущало.
Первые компьютеры IBM PC также были оснащены только
дисководами, и операционная система MS-DOS загружалась в
память с гибких дисков. В принципе, неудобным было лишь то, что
при каждой перезагрузке компьютера приходилось устанавливать
специальную загрузочную дискету. Все программы также
хранились на гибких дисках, их небольшой размер даже позволял
сохранять на одном диске до десятка различных программ. Но
постепенно, как того и требует прогресс, размер программ стал
увеличиваться.
Как всегда, главной причиной повышения требований к
устройству компьютера стали игровые программы. Гибкие диски,
несмотря на все ухищрения разработчиков, уже не могли вместить
достаточное количество файлов, содержащих графические образы
компьютерных игр и звуки. А пользователи требовали все более
красочных игр. И, наконец, было принято решение, в результате
которого разработали новое устройство — жесткий диск.
Жесткий диск, он же Hard Disk Drive, HDD, винчестер, или с
использованием жаргона "винт", является прямым потомком
дисковода для гибких дисков. Как уже упоминалось, первые
компьютеры IBM PC имели в наличии только одно устройство хранения информации —
дисковод для 5,25" гибких дисков (напомню, что символ " означает
единицу измерения — дюйм, который примерно равен 2,54 см).
Операционная система MS-DOS загружалась с такого диска, и
только потом можно было установить другой диск, на котором
записана игра или рабочая программа. Представляете такой
- 270 -
"сервис"? Сегодня многие не умеют даже создать загрузочную
дискету на случай краха системы, а о работе в операционной
системе MS-DOS и говорить не приходится. Даже опытный
пользователь уже не способен обходиться без тех удобств, которые
предоставляют современные системы Windows: красивые и
удобные окна программ, курсор, управляемый легким движением
мыши, и т. п. Все это оценено и принято абсолютно всеми
пользователями, но "красота требует жертв"... Вы когда-нибудь
обращали внимание на то, сколько места занимает операционная
система, которой вы пользуетесь? Бьюсь об заклад, что этот объем
составляет не менее 200 Мбайт дискового пространства.
Представляете, сколько дискет понадобится, чтобы сохранить этот
объем? Вот почему я начал эту главу с описания кошмарного сна.
Из всего вышесказанного следует основное предназначение
жесткого диска — он должен предоставить пользователю дисковое
пространство, столь нужное для хранения файлов операционной
системы и всех необходимых программ.
Особенностью жесткого диска в отличие от дисковода для
гибких дисков является высокая надежность хранения данных.
Если дискеты, как многие уже испытали на практике, в любой
момент могут дать сбой, то винчестеры могут хранить данные
бесконечно долго. Добиться такого качества было нелегко, но
"светлые" головы ученых справились с поставленной задачей.
Единственный недостаток нового изобретения — отсутствие
мобильности носителя, из-за чего остро встала проблема переноса
данных. Ведь дискеты так и остались маленькими по объему, а
жесткий диск изначально создавался как несъемное устройство. Но
это не особенно взволновало ни разработчиков, ни пользователей,
т. к. наконец-то появилось устройство, на котором можно было
хранить важные документы без боязни их случайной утраты. А
если говорить об играх? Сегодня сложно представить себе игру без
возможности сохранения текущего состояния. Работа с дискетами в
таком случае превратилась бы в подобие "русской рулетки" —
"загрузит или не загрузит?".
Устройство и принцип работы жесткого диска
Внешне жесткий диск похож на небольшую металлическую
коробку (рис. 10.1). Сверху на корпусе, как правило, имеется
наклейка, на которой нанесены основные технические параметры
данной модели, такие как на- 271 -
именование производителя, название модели, номинальное
напряжение питания, информация о положении перемычек,
предназначенных для конфигурирования винчестера, и т. п. Снизу
на корпусе прикреплена печатная плата, представляющая собой
встроенный контроллер жесткого диска, который необходим для
обеспечения его нормальной работы.
Рис. 10.1. Внешний вид жесткого диска
Корпус винчестера
Несмотря на весьма распространенные заявления, корпус
винчестера не является на самом деле герметичным. Практически
все модели жестких дисков имеют фильтр, уравнивающий
внутреннее давление с внешним атмосферным давлением. Обычно
этот фильтр представляет собой небольшое окошко, закрытое
прочным материалом, пропускающим незначительное количество
воздуха. Воздух, которым заполнен корпус, обязательно должен
быть очищен от пыли, иначе даже самая маленькая частица при
попадании внутрь может привести в негодность все устройство.
Внутри корпуса размещаются практически все элементы,
необходимые для работы винчестера: носитель информации,
который представляет собой все те же, но жесткие диски, а также
устройство считывания/записи информации (магнитные головки и
устройство позиционирования) (рис. 10.2).
Габаритные размеры современных жестких дисков
характеризуются так называемым форм-фактором, который
указывает горизонтальный и вертикальный размеры корпуса.
Возможны следующие горизонтальные размеры: 1,8; 2,5; 3,5 или
5,25", из них наиболее распространены два последних (хотя самый
последний встречается все реже и реже). Вертикальный размер
обычно характеризуется такими параметрами, как Full Height (FH),
Half- 272 -
Height (HH), Third-Height (или Low-Profile, LP), что
соответствует размеру более 3,25" (82,5 мм), 1,63" и около 1".
Рис. 10.2. "Внутренности" жесткого диска
Носитель информации
Один или несколько дисков, собранных в единый пакет,
насажены на шпиндель плоского двигателя, который придает им
определенную скорость вращения.
Диски изготовлены из твердого алюминиевого сплава или из
очень прочного стекла (керамики). С обеих сторон диски покрыты
тончайшим слоем ферромагнитного материала (окисью какогонибудь металла), подобного тому, что применяется для
производства, например, дискет. От прочности покрытия зависят
некоторые эксплуатационные характеристики, к примеру,
ударопрочность винчестеров. В качестве рабочей поверхности
обычно используют обе стороны каждого диска, кроме дисков,
расположенных по краям пакета — у этих дисков внешние
поверхности, повернутые в сторону корпуса, для хранения
информации не используются. Они являются защитными.
Диаметр дисков строго стандартизирован и ограничивается
размером корпуса. Для IBM PC размер корпуса жесткого диска
должен соответствовать размеру одного из посадочных мест в
системном блоке: 3,5" или 5,25". Первый вариант более
распространен и считается "нормальным", жесткие диски в корпусе
5,25" имеют название "Big Foot" и сегодня встречаются очень
редко.
Как уже говорилось, диски вращаются с постоянной
скоростью, которая является стандартной для определенной модели
винчестера. Этот параметр в первую очередь влияет на скорость
- 273 -
операций чтения/записи данных. Измеряется скорость вращения в
оборотах в минуту (RPM). Современные винчестеры могут иметь
скорость вращения дисков 5400, 7200 или даже 10 000 об/мин.
Достигнуты скорости вплоть до 15 000 об/мин., но такие
винчестеры пока что слишком дороги для среднего пользователя.
Верхний потолок скорости вращения дисков ограничен
механической прочностью самих дисков и всего механизма в
целом. Следует иметь в виду, что чем выше скорость вращения, тем
выше уровень шума, издаваемый винчестером. Это является
довольно неприятной платой за высокую скорость работы.
Информация заносится на концентрические дорожки,
равномерно распределенные по всему диску. Запись, как правило,
начинается с внешней дорожки, получившей название "нулевой". В
случае наличия более чем одного диска все дорожки, которые
располагаются одна над другой, составляют цилиндр (разумеется,
логический). Операции чтения/записи производятся одновременно
над всеми дорожками цилиндра, после чего головки перемещаются
на новую позицию.
За счет большой скорости вращения дисков создается
воздушный поток, который приподнимает магнитные головки на
расстояние от нескольких десятков до нескольких микрон. В таком
положении головки находятся до момента выключения винчестера,
после чего они снова прижимаются к поверхности дисков. В одном
из углов корпуса расположен специальный фильтр, который
постоянно очищает движущийся поток воздуха от частиц пыли.
Магнитные головки
Головки представляют собой магнитные управляемые
контуры с сердечниками, на обмотки которых подается переменное
напряжение. Принцип действия очень похож на принцип работы
головок обычного магнитофона, только требования к ним
предъявляются значительно более жесткие.
Количество магнитных головок всегда равно количеству
физических поверхностей, используемых для хранения данных.
Каждая пара головок одета на своеобразную "вилку",
обхватывающую диск с обеих сторон. Данная "вилка" имеет очень
длинный "хвост", который заканчивает массивным хвостовиком,
составляющим противовес головкам и их несущим. Когда винчестер не работает, головки благодаря упругости "вилки"
прижимаются к поверхности диска, что позволяет исключить их
- 274 -
"дребезг" во время транспортировки. Все магнитные головки
объединены в единый блок, что позволяет организовать их
синхронное перемещение.
Практически все современные жесткие диски имеют функцию
автоматической "парковки" головок. Парковкой называется
процесс перемещения магнитных головок в специальную зону диска, которая
называется "парковочной зоной" (от англ. Landing Zone). Эта зона
не содержит абсолютно никакой полезной информации, кроме
специальной сервисной метки, указывающей на местоположение
места "парковки". В "запаркованном" состоянии жесткий диск
можно транспортировать при достаточно плохих физических
условиях — вибрация, легкие удары, сотрясения.
Функция "парковки" реализована достаточно просто. В
нерабочем состоянии хвостовик блока головок "приклеивается" к
небольшому магниту, расположенному в устройстве
позиционирования. При поступлении напряжения питания на
жесткий диск генерируется достаточно мощный электромагнитный
импульс, который "отрывает" хвостовик от посадочного места.
Пока жесткий диск работает, постоянно удерживаемое
электромагнитное поле не дает хвостовику "прилипнуть" к
магниту. Когда же напряжение питания исчезает, то головки за счет
притяжения постоянного магнита практически мгновенно
перемещаются в зону парковки, где они благополучно
приземляются на поверхность дисков.
Устройство позиционирования
Устройство позиционирования, которое перемещает
магнитные головки, внешне очень похоже на башенный кран. С
одной стороны находятся длинные тонкие несущие магнитных
головок, а с другой — короткий и значительно более массивный
хвостовик с обмоткой электромагнитного привода. Обмотку
позиционера окружает статор, представляющий собой постоянный
магнит. При подаче в обмотку электромагнита тока определенной
величины и полярности хвостовик начинает поворачиваться в
соответствующую сторону с ускорением, пропорциональным силе
тока. При изменении полярности тока хвостовик начинает
движение в обратную сторону. Динамически изменяя уровень и
полярность тока, можно устанавливать магнитные головки в любое
возможное положение (от центра до края дисков). Такую систему
- 275 -
иногда называют Voice Coil (звуковая катушка) — по аналогии с
диффузором громкоговорителя. Данное устройство позиционирования еще называют линейным двигателем. Применение в
качестве движущей силы электромагнитного поля придает
головкам равномерное линейное перемещение, чего так не хватает
шаговым двигателям, которые используются в дисководах для
гибких дисков.
Для определения необходимого положения головок служат
специальные сервисные метки, записанные на носитель при
изготовлении винчестера и считываемые при позиционировании. В
некоторых моделях винчестеров под сервисную информацию
отводят отдельную поверхность и специализированную магнитную
головку, позволяющую с высокой скоростью определить точное
местоположение остальных головок, двигающихся синхронно с
ней. Если сервисные метки записаны на тех же дорожках, что и
данные,
то для них выделяется специальный сектор, а чтение
производится теми же головками, что и чтение данных. Благодаря
использованию линейного двигателя появилась возможность
"тонкой настройки" головок путем их незначительного
перемещения относительно дорожки, что помогает более точно
отследить центр окружности сервисной метки. В результате
повышается достоверность считываемых данных и исключается
необходимость временных затрат на процедуры коррекции
положения головок, как это происходит в дисководах.
Плата электроники
Печатная плата, на которой расположены электронные
компоненты системы управления жестким диском, обычно
прикрепляется к нижней плоскости корпуса при помощи обычных
винтов. В зависимости от модели электроника может быть либо
закрыта металлической пластиной, либо открыта для любых
механических воздействий — производители по-разному представляют реальные условия эксплуатации жесткого диска. С
внутренней частью винчестера плата соединяется при помощи
специального разъема.
Плата электроники предназначена для управления работой
механических подвижных частей устройства и формирования
электрических импульсов при чтении/записи. Она содержит:
□ микропроцессор, управляющий всей остальной
- 276 -
электроникой жесткого диска;
□ буферную память, предназначенную для временного
хранения данных, которые записываются на диск или считываются
с него;
□ микросхему ПЗУ, используемую для хранения алгоритмов
работы, как основного микропроцессора, так и всех остальных
электронных компонентов;
□ генератор, питающий переменным током двигатель дисков;
□ сложную сервисную систему, которая управляет
устройством позиционирования блока головок на требуемую
дорожку (цилиндр) в соответствии с поступающими сигналами;
□ усилители записи, формирующие электрические импульсы,
которые подаются на магнитные головки при записи данных;
□ усилители считывания и формирователи выходных
сигналов при считывании информации.
Микропроцессор представляет собой специализированную
микросхему, внутренняя структура которой направлена на
обработку массивов данных, поступающих в схему электроники,
как со стороны магнитных головок, так и со стороны компьютера.
Основной задачей этой микросхемы является преобразование
цифровых потоков данных, поступающих из компьютера в
электромагнитные импульсы, записываемые на диск, а также
обратная операция: преобразования считываемых импульсов в
поток цифровых данных. Помимо этого микропроцессор
занимается постоянным наблюдением за состоянием всех функций
винчестера, чтобы можно было прогнозировать возможный выход
его из строя.
Буферная память необходима жесткому диску, чтобы немного
согласовать разницу в скорости работы интерфейса с реальной
скоростью чтения/записи с дисков. При записи информации она
сначала сохраняется в буфере, а уже затем записывается на
поверхность дисков. При чтении информации используется
немного другой режим: данные передаются сразу же на интерфейс
и параллельно записываются в буферную память. При повторном
обращении к этим же данным чтение производится уже из буфера.
На современных жестких дисках объем буферной памяти (иногда
встречается название кэш-память винчестера) может достигать 2
Мбайт и более, что является оптимальным для большинства
выполняемых компьютером задач.
- 277 -
Микросхема ПЗУ предназначена для хранения алгоритмов
работы микропроцессора, а также технической информации,
которую можно прочитать при помощи различных тестовых утилит
(модель винчестера, серийный номер и т. д.). Некоторые дешевые
модели жестких дисков хранят всю служебную информацию на
дисках и при каждом включении загружают ее в обыкновенный
модуль оперативной памяти.
Интерфейсная логика представляет целый набор электронных
компонентов, задача которых сводится к организации соединения с
компьютером, т. е. создании физического соединения интерфейса
жесткого диска с контроллером компьютера.
Важным компонентом электронной платы являются разъемы
для подключения соединительного кабеля и напряжения питания
(рис. 10.3). Между этими разъемами, как правило, располагается
набор перемычек, при помощи которых изменяется конфигурация
жесткого диска (Master, Slave). Описание всех возможных
вариантов вы, скорее всего, найдете на наклейке, которая имеется
на верхней плоскости корпуса.
Плата интерфейсной электроники современного винчестера,
как вы уже поняли, представляет собой самостоятельное
устройство с собственным процессором, памятью, устройствами
ввода/вывода и прочими атрибутами, присущими любому
компьютеру. По сути, жесткий диск это компьютер в компьютере.
Многие винчестеры имеют на плате электроники специальный
технологический интерфейс с разъемом, через который при
помощи стендового оборудования можно выполнять различные
сервисные операции с накопителем — тестирование,
форматирование, поиск и "фиксацию" дефектных участков.
Рис. 10.3. Корпус жесткого диска со стороны разъемов
Принцип работы
При включении питания микропроцессор жесткого диска
выполняет тестирование электроники, после чего выдает команду
включения шпиндельного двигателя. При достижении
определенной скорости вращения плотность воздуха, увлекаемого
- 278 -
поверхностями дисков, становится достаточной для преодоления
силы прижима головок к поверхности. После чего головки
поднимаются на определенную высоту над поверхностью дисков —
они как бы "всплывают". С этого момента и до снижения скорости
ниже критической головки "висят" на воздушной подушке и
совершенно не касаются поверхности дисков. При отключении
питания диски останавливаются далеко не сразу, так что плотность
воздушной подушки уменьшается постепенно. Этого вполне
достаточно для нормального срабатывания системы парковки и
предотвращения "падения" головок на поверхность с записанными
данными.
Магнитные головки выводятся из зоны парковки только после
достижения дисками скорости вращения, принятой в качестве
стандартной для данной модели (например, 7200 об/мин). Сразу же
после этого начинается поиск сервисных меток для точной
стабилизации скорости вращения. В завершение инициализации
выполняется тестирование устройства позиционированием головок
путем перебора заданной последовательности дорожек. Если оно
проходит успешно, на выход интерфейса жесткого диска
выставляется сигнал готовности к работе, и жесткий диск
переходит в режим обмена данными по интерфейсу. Момент
тестирования позиционера можно определить на слух: через 2—3 с
после включения жесткий диск начинает "хрустеть" своим
содержимым.
В это время накопитель потребляет максимум питающего
напряжения и создает предельную нагрузку на блок питания
компьютера по напряжению + 12 В, которое используется для
питания шпиндельного двигателя. Для питания электроники по
традиции используется напряжение +5 В.
Поток воздуха, увлекаемый вращающимися дисками,
постоянно очищается фильтром, который установлен в одном из
углов металлического корпуса
(как правило, с противоположной стороны от позиционера).
Если внутрь жесткого диска попадет даже самая мельчайшая
частица пыли, это, скорее всего, будет началом конца рабочей
жизни винчестера — расстояние между поверхностью и магнитной
головки составляет от нескольких единиц до долей единицы
микрон, поэтому попадание под головку частицы пыли равнозначно удару молотком по пальцу пользователя.
- 279 -
Во время работы винчестера постоянно функционирует
система слежения за положением головок на диске: из непрерывно
считываемого сигнала выделяется специальный сигнал, который
подается в схему обратной связи, управляющую током обмотки
позиционера. В результате, если головка отклоняется от центра
дорожки, в обмотке линейного двигателя возникает сигнал,
стремящийся вернуть ее на место.
При отключении питания микропроцессор винчестера,
используя остаточную энергию конденсаторов, имеющихся на
плате, выдает команду на установку головок в зону парковки.
Иногда для извлечения дополнительной энергии используются
обмотки двигателя, работающего некоторое время как генератор.
Методы хранения информации
Жесткий диск относится к магнитным запоминающим
устройствам, потому что способ хранения информации выбран
донельзя традиционный — с использованием магнитных свойств
материалов. То есть общая технология записи состоит в
намагничивании переменным магнитным полем участков носителя,
а технология считывания определяется как считывание информации, закодированной в виде областей переменной
намагниченности. Запись производится в цифровом виде, а
намагничивание достигается за счет создания переменного
магнитного поля при помощи головок чтения/записи.
Форматирование жесткого диска
Первоначальное форматирование (низкоуровневое)
осуществляется только на заводе изготовителе. При этом на
поверхность дисков наносятся специальные сервисные метки,
которые потом используются для стабилизации скорости вращения
дисков, слежения за положением головок на дорожке и поиска
требуемых секторов. Сервисные метки могут располагаться в нескольких местах: либо на отдельной поверхности, либо между
секторами данных. Некоторые модели жестких дисков применяют
комбинированный вариант. При этом по выделенной поверхности
производится грубая настройка головок после включения питания,
а метки между секторами предназначены для точной подстройки во
время работы.
При первом форматировании (еще на заводе) и последующем
тестировании обычно обнаруживается небольшое количество
дефектных участков, на ко- 280 -
торые невозможно записать данные. Такие участки (обычно не
больше сектора) сразу же помечаются как "плохие" (Bad Blocks),
для чего заносится соответствующая запись в специальную таблицу
переназначения. При обычной работе контроллер винчестера
подменяет эти сектора резервными, которые специально
оставляются для этих целей. Благодаря такой системе новый
жесткий диск создает видимость полного отсутствия дефектов поверхности, хотя на самом деле они есть практически всегда.
При программном форматировании (с помощью команды
FORMAT) только проверяется состояние сервисных меток, т. к.
контроллер физически не способен исправить или перезаписать их.
Перезапись осуществляется лишь в области заголовков секторов,
предназначенных для хранения данных, а при выборе "быстрого"
режима только проверяется контрольная сумма каждого сектора и
"обнуляется" содержимое таблицы размещения файлов — FAT (File
Allocation Table).
Многие слышали, что существуют специальные программы,
которые способны выполнять низкоуровневое форматирование
винчестера, к тому же они не требуют абсолютно никакого
специального оборудования. Такие программы имеются
практически во всех BIOS старых компьютеров — самое известное
название Low Level Format. Следует иметь в виду, что все они
предназначены для форматирования старых типов жестких дисков.
Ранние модели винчестеров выпускались с "чистыми" магнитными
поверхностями (прямо как дискеты) и первоначальное
форматирование осуществлялось самим пользователем. Для них
требовалось первоначальное низкоуровневое форматирование,
потому что только после этого появлялась возможность создания
разделов. Если вы вздумаете применить такую утилиту для
форматирования современного жесткого диска, то можете
ликвидировать сервисные метки и тогда вам уже ничего не
поможет. В лучшем случае программа просто "обнулит"
содержимое секторов с проверкой записи. Так что сами думайте —
стоит или не стоит применять утилиты для низкоуровневого
форматирования. Тем более что вполне достаточно ввести команду
format С: и выполнить высокоуровневое форматирование диска С:.
Метод кодировки данных
Запись данных на диск производится только после
специального кодирования, от которого зависит эффективность
- 281 -
хранения и скорость чтения/записи данных. В настоящее время
используется метод подобный тому, что применяется для записи
цифрового сигнала на магнитную ленту. При этом запись
осуществляется путем изменения направления тока подмагничивания в обмотках магнитных головок, что вызывает
периодическое изменение полярности намагниченности
сердечников. При этом неважно, происходит изменение
направления магнитного потока от положительного направления к
отрицательному или обратно, важен сам факт смены полярности.
То есть предполагается использование в качестве
информационного
источника не само магнитное поле, а изменение направления
индукции в процессе продвижения головки вдоль концентрической
дорожки.
В старых винчестерах (и в современных флоппи-дисководах)
применяется метод модифицированной частотной модуляции MFM
(Modified Frequency Modulation), в более новых моделях — метод
RLL (Run Length Limited), который кодирует записываемую
информацию так, чтобы длина серий нулей лежала в определенном
диапазоне, обычно от 2 до 7. В этом случае метод обозначается как
RLL (2,7). На дорожку записывается до 27 секторов, причем
плотность записи примерно на 50% выше, чем у MFM. Существует
также усовершенствованный метод ARLL (Advanced RLL), обычно
имеющий параметры (1,7) и (3,9), который позволяет записать до
43 секторов на одну дорожку.
В современных винчестерах применяется более эффективный,
хотя и более сложный в реализации метод PRML (Partial Response
Maximum Likelihood), что можно перевести как метод
максимального правдоподобия при частично перекрывающемся
отклике от соседних дорожек. Дорожки расположены так близко,
что головка считывает сигналы от нескольких соседних дорожек
сразу, а затем на основе методов теории вероятностей выделяется
сигнал от нужной дорожки по критерию максимума функции
правдоподобия. При этом все вычисления осуществляются
буквально "на лету" специализированной микросхемой,
установленной на плате электроники. При использовании этого
метода кодирования плотность записи повышается еще на 40-50%.
Для дальнейшего повышения плотности записи применяется
также зонный метод записи ZBR (Zoned Bit Recording). При
- 282 -
использовании данного метода появляется возможность
размещения на внешних дорожках значительно большего объема
информации за счет более плотного размещения секторов. Поэтому
при форматировании диска каждая последующая дорожка (от центра) разбивается на все большее количество секторов. Это, кстати,
является причиной того, что скорость доступа к данным у 3,5- и
5,25-дюймовых накопителей зависит от положения данных на
диске. Для 1,8- и 2,5-дюймовых накопителей эта техника, как
правило, не применяется. На современных дисках давно уже
используется логическая, а не физическая адресация данных,
поэтому различное число секторов на разных дорожках никому не
мешает.
Метод адресации данных
Все современные винчестеры независимо от интерфейса
используют метод адресации LBA. Режим LBA (Logical Block
Addressing) позволяет "обойти" одну маленькую и очень
неприятную проблему — это ограничения, которые в совокупности
накладывают BIOS (точнее параметры вызова прерывания INT 13h)
и контроллер жесткого диска с интерфейсом IDE (ATA) на количество цилиндров (1024), головок (16) и секторов (63). При
известном стандартном размере сектора в 512 байт нетрудно
подсчитать, что максимально возможный объем винчестера
составит всего 504 Мбайт:
1024 (цилиндра) х 16 (головок) х 63 (сектора) х 512 байт = 504
Мбайт.
При работе в режиме LBA адрес каждого сектора передается в
виде абсолютного линейного номера, как будто все сектора
расположены в одной большой прямой линии. Когда необходимо
записать данные, контроллер жесткого диска самостоятельно
преобразует линейный номер в физический адрес (номер цилиндра,
головки, сектора) и только после этого записывает данные на диск.
На самом же деле секторов и дорожек может быть намного больше,
чем могут в совокупности поддерживать интерфейсы IDE и BIOS.
Существует также режим трансляции Large, который
используется с жесткими дисками объемом до 1 Гбайт и не
поддерживающими режим LBA. С более емкими дисками этот
режим работы крайне не рекомендуется. В AMI BIOS, в отличие от
AWARD, не существует поддержки режима адресации Large и ему
подобных режимов. Все режимы, отличные от LBA, объединены в
- 283 -
один тип, который получил название CHS.
Интерфейсы
современных жестких дисков
Стоит отметить, что внутреннее устройство жестких дисков
практически одинаково для всех моделей. Единственный фактор,
который может серьезно повлиять на скорость работы винчестера,
— это тип интерфейса, при помощи которого он соединяется с
компьютером. Существует два принципиально разных интерфейса
— IDE (он же АТА) и SCSI (Small Computer System Interface,
системный интерфейс малых компьютеров). Первый более известен
как стандартный интерфейс для всех IBM-совместимых компьютеров, а второй — как интерфейс для подключения внешних
устройств, например, сканера.
На рынке компьютеров зачастую выигрывает не тот стандарт,
который предоставляет "максимум удовольствий при минимуме
затрат", а тот, что активно продвигается одним или несколькими
крупными производителями, способными играть роль законодателя
моды. Так, например, произошло с внедрением самого
распространенного сегодня интерфейса IDE (ATA), который на
момент разработки обладал большим количеством недостатков по
сравнению с имеющимся уже в то время интерфейсом SCSI.
Единственным его плюсом была простота изготовления и,
соответственно, невысокая стоимость. Интерфейс же SCSI до сих
пор отличается значительно более высокой ценой. Выбор был
сделан: стандартом для IBM-совместимых компьютеров стал
интерфейс IDE, a SCSI применяется только в дорогих специализированных компьютерах (например, интернет-серверах).
Интерфейс IDE (ATA)
Для начала выясним, откуда пошло название интерфейса и
почему для его обозначения используется две разные
аббревиатуры.
IDE (Integrated Drive Electronics, встроенная электроника
накопителя) — это тип жестких дисков, управляющая электроника
которых располагается прямо на них. Дело в том, что до появления
жестких дисков использовались дисководы для гибких дисков, в
функции которых входило чтение/запись данных с дискеты и
передача сигналов контроллеру дисковода. Электронные
компоненты самого дисковода занимались только преобразованием
данных при записи или считывании, а всем остальным занимался
- 284 -
контроллер, расположенный либо на материнской плате, либо на
плате расширения. В случае жестких дисков IDE наиболее важная
часть электронной схемы, управляющей работой накопителя,
располагается на печатной плате, прикрепленной к нижней
плоскости винчестера, от чего и произошло название.
АТА (AT Attachment, подключение к AT) — способ
подключения устройств к компьютеру класса IBM PC AT.
Почувствовали разницу? То есть более правильным было бы
говорить интерфейс АТА, но т. к. этот интерфейс длительное время
использовался для подключения только жестких дисков IDE, то и
названия эти стали синонимами. Можно сказать, что термин "IDE"
является физической частью, а "АТА" — программной частью
одного и того же интерфейса. Поэтому если говорят об изменениях
в интерфейсе АТА, то имеется в виду, например, появление новых
команд, позволяющих более эффективно управлять питанием
жесткого диска и т. п.
В настоящее время широко используется расширенная версия
интерфейса — EIDE (АТА-2), являющаяся простым расширением
предыдущей версии.
Жесткие диски с интерфейсом IDE, как правило, имеют
нижеприведенные характерные особенности.
□ Плата контроллера, управляющего работой внутренних
компонентов, устанавливается прямо на корпус винчестера, что
позволяет уменьшить длину соединительных проводников (от
магнитных головок до "электронного входа" контроллера).
□ Несмотря на различия физических форматов записи разных
поколений жестких дисков, все они совместимы, т. е. интерфейс
компьютера может иметь стандартное устройство независимо от
модели подключаемого винчестера. Достигается это благодаря
наличию встроенного контроллера. Также открывается большой
простор для применения различных методов оптимизации обмена
данными (например, компрессии данных), что абсолютно не
сказывается на "общении" жесткого диска с компьютером.
Жесткие диски EIDE подключаются к компьютеру при
помощи плоского 40-контактного кабеля (шлейфа), который
позволяет передавать параллельно все сигналы, входящие в стандарт интерфейса АТА, — это
данные, управляющие сигналы и т. д. Несмотря на эволюционные
изменения, которые характерны для любого современного
- 285 -
стандарта передачи данных, связь компьютера с жестким диском до
сих пор осуществляется при помощи 40-контактного
соединительного кабеля. Правда, в последних модификациях
используется более "широкий" 80-контактный кабель, но все
дополнительные провода заземлены, что позволяет частично
экранировать информационные линии и увеличить стабильность
передачи данных по тем же 40 проводам. Все изменения вносились
только в архитектуру контроллеров и программную составляющую
интерфейса: вводились новые дополнительные команды,
позволяющие полноценно реализовать новые функции вроде
прямого доступа к памяти и т. п.
Существует несколько разновидностей интерфейса АТА,
некоторые из которых уже практически не встречаются, а
некоторые только начали свое активное вхождение в жизнь
пользователя. Рассмотрим краткую историю всех нововведений,
что поможет нам понять некоторые особенности новых и
устаревших жестких дисков. Сразу оговорюсь: рассматривать
оригинальный интерфейс АТА мы не будем, т. к. он безнадежно
устарел и совершенно бесполезен для современных систем.
АТА-2 — это расширенная спецификация АТА, которая,
наконец, позволила увеличить максимальный объем жестких
дисков вплоть до 8 Гбайт, что даже сегодня является неплохим
результатом: на таком диске вполне может разместиться
операционная система Windows и полный офисный пакет программного обеспечения (плюс останется место для Quake, Duke
Nukem и прочих радостей). Введены такие дополнительные
режимы работы, как PIO Mode 3, DMA Mode 1, Block Mode,
впервые появилась поддержка режима LBA.
Fast АТА-2 — единственное отличие от предыдущей
модификации — это поддержка более скоростных режимов работы:
DMA Mode 2 и PIO Mode 4.
АТА-3 — все внесенные изменения коснулись только
надежности передачи данных: улучшена система управления
питанием, введена система предупреждения о возможных отказах
S.M.A.R.T. Из-за того, что принципиальных изменений режима
передачи данных не было, эта спецификация так и не прижилась,
хотя функции самодиагностики используются во всех современных
жестких дисках.
Ultra АТА/33 (Ultra DMA/33) — это новое поколение
- 286 -
интерфейса АТА, которое позволило значительно увеличить
производительность жестких дисков (числовые значения
пропускной способности всех модификаций вы найдете далее). С
этого момента в обозначении всех последующих модификаций
интерфейса указывается пиковая пропускная способность (в нашем
случае это 33 Мбит/с). Основным отличием этой модификации
стало активное использование каналов прямого доступа к памяти,
что вкупе с режимом захвата шины Bus-Mastering позволяет значительно снизить
загрузку центрального процессора при обращении к жесткому
диску. Считается, что использование этих режимов позволяет
увеличить быстродействие дисковой подсистемы на 10% (при
условии неизменности механической конструкции и других
условий работы).
Впервые появилась возможность контроля целостности
передаваемых данных, что оказалось вынужденной мерой из-за
резко увеличившейся скорости передачи. Для проверки
используется метод контроля целостности данных по циклически
избыточному коду CRC (Cyclic Redundancy Check). К сожалению,
методов исправления ошибок в интерфейсе АТА не введено до сих
пор.
Заметным изменением во всех Ultra-спецификациях стала
"очистка" от старых и уже ненужных команд. Это может привести к
тому, что очень старый жесткий диск не сможет нормально
работать на современном компьютере.
Ultra АТA/66 (Ultra DMA/66) — дальнейшее развитие
интерфейса с вдвое увеличенной скоростью передачи данных (до
66 Мбит/с). Повышение производительности стало возможным
благодаря уменьшению временных задержек всех сигналов,
увеличению рабочей частоты, а также применению режима
передачи данных по обоим фронтам тактирующего импульса. Еще
один момент: увеличена разрядность линейного адреса при
трансляции LBA, что значительно "приподняло планку"
максимально возможного объема жестких дисков. Начиная с этого
протокола, все вновь появившиеся команды направлены на
оптимизацию передачи мультимедийных данных (музыка, видео и
т. п.).
Ultra АТА/100 (Ultra DMA/100) — наиболее распространенная
сегодня модификация интерфейса АТА (пиковая скорость передачи
- 287 -
100 Мбит/с).
Ultra А ТА/133 (Ultra DMA/133) — попытка еще немного
повысить пропускную способность интерфейса, которая, похоже,
не приживется так хорошо, как предыдущие модификации.
Спецификация предложена компанией Maxtor, но никто не
торопится переходить именно на нее, наверное, все производители
ждут широкого распространения последовательного интерфейса
Serial ATA. Большого прироста производительности стандарт Ultra
DMA/133 не принес, т. к. скорость работы современных жестких
дисков ограничена не столько пропускной способностью
интерфейса, сколько другими факторами, такими как относительно
небольшой объем буферной памяти, ограниченная пропускная
способность шины PCI, через которую работает современный IDEконтроллер и т. п.
ATAPI(ATA Packet Interface)— специфическая модификация
интерфейса АТА, позволяющая кроме жесткого диска подключить
к компьютеру любое другое устройство, имеющее интерфейс
программно совместимый с IDE (EIDE). Фактически она
представляет собой программную надстройку над одной из
модификаций АТА, позволяющей ввести новые команды для организации работы, например, привода CD-ROM или Iomega
Zip. Новый протокол позволяет подключать любые устройства при
помощи стандартного соединительного кабеля, причем контроллер
IDE, подключенный к материнской плате, "видит" эти устройства
как обычный винчестер.
Все версии интерфейса АТА являются 16-битными, хотя в
последнее время широко применяется 32-битная система передачи
данных, использующая по максимуму возможности шины PCI,
через которую работает любой современный контроллер IDE.
Serial ATA — это самый новый стандарт, который только
начинает входить в нашу жизнь. Стандарт поддерживает
практически все накопители (винчестеры, приводы CD-ROM и
DVD, флоппи-дисководы и т. д.). Serial ATA предусматривает
работу при более низких напряжениях — 250 мВ (у обычного
канала IDE сигналы имеют напряжение 5 В), максимальная
пропускная способность увеличена до 1200 Мбит/с, количество
проводов кабеля сокращено до семи и до метра увеличена его
допустимая длина. Это способствует более компактной упаковке
кабеля и более качественным условиям охлаждения компонентов
- 288 -
системного блока, а также удешевляет конструкцию. Интерфейс
допускает "горячее подключение" устройств. Вы, наверное,
обратили внимание, что по описанию Serial ATA очень похож на
широко распространенный последовательный интерфейс FireWire.
Разница состоит в стоимости обоих вариантов: группа,
продвигающая Serial ATA, работает в первую очередь над
снижением стоимости производства устройств с этим интерфейсом,
чего, наверное, никогда не достичь "огненному порту".
Важной особенностью архитектуры интерфейса Serial ATA
является то, что все изменения коснулись только физического
устройства, а программно он полностью совместим с нынешним
параллельным интерфейсом АТА. Еще одно нововведение:
поддержка средств исправления ошибок ЕСС, что дает гарантию
целостности передаваемых по кабелю данных.
Как видите, скорости передачи постепенно приближаются к
астрономическим цифрам (по крайней мере, относительно первого
интерфейса с его 5 Мбит/с). Столь резкое повышение скорости
работы интерфейса АТА нельзя связывать только с увеличением
скорости передачи данных по соединительному шлейфу. На
скорость работы повлияло множество факторов, которые можно
объединить одной фразой: новые технологии. Явно повлияли на
скорость работы жестких дисков IDE следующие нововведения:
□ появление нового типа магнитных головок, позволяющих
увеличить плотность записи — чем выше плотность записи, тем
выше скорость последовательного чтения (головке нужно пройти
значительно меньший путь от дорожки к дорожке, чем это было
раньше);
□ применение совершенно нового типа ферромагнитного
покрытия также позволило дополнительно повысить плотность
записи, что не могло не сказаться на скорости работы жестких
дисков.
Помимо возросшей скорости работы увеличение плотности
записи позволило значительно повысить максимальный объем
накопителей, а также привело к значительному падению стоимости
одного гигабайта емкости (практически в 2 раза). Поэтому сегодня
пик популярности охватывает модели объемом от 40 до 80 Гбайт,
цена которых незначительно превышает модели емкостью 20—30
Гбайт.
Еще один момент: нынешний 80-жильный плоский кабель,
- 289 -
применяемый для протоколов Ultra DMA66/100, где сигнальные
проводники чередуются с проводами, подключенными к "земле",
уже не способен эффективно работать на более высоких частотах
даже с применением избыточных кодов защиты от ошибок.
Похожая проблема для интерфейсов SCSI при переходе с Ultra2
LVD (80 Мбит/с) на Ultral60 (160 Мбит/с) была решена заменой
такого же плоского кабеля на многожильный, состоящий из витых
пар — интерфейс IDE похоже ждет такое же решение.
Теперь пришло время для рассмотрения всех терминов,
которые встретились нам при описании интерфейса АТА. Это
поможет лучше понять внесенные изменения.
EIDE (Enhanced IDE) — улучшенный стандарт IDE-устройств
(он же АТА-2). Практически он не является новым стандартом, а
включает в себя все расширения оригинального интерфейса АТА,
такие как различные режимы PIO, DMA и т. д. Наиболее важным
моментом стало введение особых требований к поддержке всех
новых технологий со стороны чипсета и BIOS (кстати, практически
все ограничения, которые встречаются на устаревших
компьютерах, решаются обновлением версии BIOS).
PIO — наиболее "старый" способ передачи данных по
интерфейсу АТА. Аббревиатура расшифровывается как
Programmed Input/Output, т. е. вход/выход, запрограммированный
на осуществление различных операций над данными.
Программированием работы в этом случае занимается центральный
процессор. Существует несколько режимов PIO, различающихся
максимальной скоростью пакетной передачи данных. Все
существующие режимы передачи (Mode 0...4) отличаются друг от
друга скоростью работы, при этом каждый последующий примерно
в два раза быстрее, чем предыдущий: Mode 0 = 3,3; Mode 1 = 5,2;
Mode 2 = 8,3; Mode 3=11,1 и Mode 4 = = 16,6 Мбит/с. Сегодня еще
можно встретить винчестеры, поддерживающие последний способ
(PIO Mode 4) передачи данных, но постепенно все они сходят с
пользовательской сцены, уступая более "продвинутым" моделям с
активной поддержкой DMA-каналов.
DMA — аббревиатура произошла от английского
наименования Direct Memory Access, что означает прямой доступ к
памяти. Это специальный протокол, который позволяет устройству
копировать данные в оперативную память без участия
центрального процессора. Современные жесткие диски активно
- 290 -
используют эту возможность в сочетании с режимом Bus-Mastering,
позволяющим временно "захватить" управление шиной и
самостоятельно управлять передачей данных. Существует
несколько режимов: DMA Mode 0 = 4,2; DMA Mode 1 = 13,3 и
DMA Mode 2 = 16,6 Мбит/с. В дальнейшем принцип наименования
режима передачи был изменен — в названии стали указывать
скорость передачи данных, например, Ultra DMA/33 = 33 Мбит/с.
Block mode — блочный метод передачи данных. Позволяет за
один тактирующий импульс передать целый блок данных (адресов),
что заметно уменьшает нагрузку на центральный процессор и
увеличивает быстродействие интерфейса.
Bus-Mastering — режим работы, при котором устройство (в
нашем случае жесткий диск) способно "захватывать" управление
шиной. В момент захвата всем остальным устройствам приходится
ожидать, пока операция чтения/записи, инициированная
контроллером винчестера, не закончится. Практически все
современные контроллеры и винчестеры поддерживают этот режим
работы, в чем можно убедиться, заглянув на вкладку Устройства
диалогового окна Система (Пуск | Настройка | Панель управления |
Система | Устройства). Прочитайте название контроллера жесткого
диска, установленного в вашей системе и если в названии есть
надпись вроде Bus Master, значит, поддержка данного режима
имеется и его можно использовать. В противном случае вам, скорее
всего, следует обновить драйверы.
S.M.A.R.T. (Self-Monitoring Analysis and Reporting Technology)
— технология заключается в создании механизма предсказания
возможного выхода из строя жесткого диска, благодаря чему
предотвращается потеря данных. При этом часть электронной
схемы контроллера постоянно занята ведением статистики рабочих
параметров. К этим параметрам относятся: количество
стартов/остановок и наработанных часов, время разгона шпинделя,
обнаруженные/исправленные физические ошибки и т. п. Вся эта
информация сохраняется в микросхеме Flash-памяти и в любой
момент может быть использована программами анализа. Сегодня
система S.M.A.R.T поддерживается практически всеми моделями
жестких дисков.
Теперь немного о поддержке всех нововведений со стороны
компьютера. Хорошо, когда жесткий диск поддерживает новейший
стандарт, например, Ultra DMA/100, но будет ли это работать на
- 291 -
вашем компьютере? Давайте разберемся.
Контроллер жесткого диска фактически разделен на две части:
одна располагается непосредственно на винчестере, а вторая, как
правило, интегрирована в материнскую плату. Поэтому наличие
каких-либо нововведений в жестком диске обязательно должно
отражаться на материнской плате — чипсет просто обязан
поддерживать тот же режим передачи данных, что и винчестер.
Смотрим дальше. Как уже упоминалось, все изменения в
интерфейсе производились в основном в программной части, а где
хранятся самые важные
программы, которые жизненно необходимы для работы
компьютера? В базовой системе ввода/вывода (BIOS). Поэтому для
полноценной поддержки нового интерфейса требуется
обязательное соблюдение условий.
□ Поддержка интерфейса со стороны жесткого диска —
электронная схема должна стабильно работать на частоте, принятой
в качестве стандартной для выбранной модификации, при этом она
должна обеспечивать соответствующую скорость записи данных на
диск при поступлении данных со скоростью, например, 100 Мбит/с,
и наоборот.
□ Поддержка интерфейса со стороны чипсета материнской
платы — как уже говорилось, чипсет, не поддерживающий новый
стандарт, не сможет полностью использовать возможности того же
Ultra DMA/100. Например, если чипсет поддерживает режим
работы Ultra DMA/66, то и жесткий диск будет работать в том же
режиме, т. е. часть "мощностей" будет "простаивать". В
противоположной ситуации, когда чипсет поддерживает новый
стандарт, а жесткий диск нет, чипсет будет работать в более медленном режиме, который поддерживается винчестером. Таким
образом достигается совместимость разных протоколов —
электрически все они совместимы, а разницу в программном
обеспечении можно сделать "прозрачной" для пользователя. В
случае необходимости существует возможность подключения
контроллера, выполненного в виде платы расширения. Начиная с
протокола Ultra DMA/66, такие контроллеры выпускаются в
большом количестве, что позволяет при модернизации обойтись
без замены материнской платы.
□ Поддержка интерфейса со стороны подпрограмм BIOS —
никого уже сегодня не удивишь тем, что версию BIOS надо
- 292 -
регулярно обновлять. Разработчики компьютерного "железа" не
дремлют и постоянно выпускают на рынок все более совершенные
(или просто исправленные) версии протоколов работы с
устройствами IDE. Ситуация усугубляется тем, что производитель
материнской платы запросто может сделать попытку внести в
протокол что-нибудь такое, что должно в принципе улучшить
работу устройств, но на самом деле только ухудшает их реальные
параметры. Со временем такие "фишки" удаляются или
исправляются, ну а пользователю остается только "прошить" новую
версию BIOS, чтобы избавиться от старых "глюков" и "обрасти"
новыми. При помощи обновления BIOS можно, например,
устранить ограничение объема винчестеров в 8 Гбайт у старых
материнских плат. Правда, далеко не все производители выпускают
обновленные версии для своих старых плат, но возможность такая
существует.
□ Поддержка интерфейса со стороны драйверов операционной
системы — стандартные драйверы, имеющиеся в составе
операционных систем Windows, поддерживают режимы передачи
вплоть до UDMA33 (начиная с Windows 98). Более новые
стандарты, как правило, требуют установки
обновленного драйвера контроллера жестких дисков,
который можно найти на официальном сайте производителя
вашей материнской платы.
Теперь несколько слов о недостатках интерфейса. Основной
недостаток интерфейса АТА — отсутствие "интеллекта". Так,
например, если на одном канале подключены жесткий диск и
привод CD-ROM, то в случае обращения к компакт-диску
процессор будет ожидать завершения операций с приводом CDROM, прежде чем вновь обратиться к жесткому диску. Отдельные
каналы контроллера IDE практически независимы друг от друга,
поэтому быстрые и медленные устройства следует подключать
именно к разным каналам, а не к одному, как в описанном здесь
случае.
Интерфейс SCSI
SCSI (Small Computer System Interface) — название
интерфейса произносится как "скази". Интерфейс является
универсальным, т. е. подходит для подключения практически всех
классов устройств: накопителей, сканеров и т. п. В SCSI
отсутствует ориентация на какой-либо конкретный тип устройства
- 293 -
как, например, в интерфейсе IDE. Протокол обмена командами и
данными между устройствами определяет все подключенные
устройства как равноправные. Для правильной организации работы
всех подсоединенных устройств от интерфейса требуется наличие
определенного "интеллекта". Так, например, все функции
кодирования данных, коррекции ошибок и пр., возлагаются на
встроенную электронику жесткого диска, а внешний контроллер
выполняет только функции обмена данными между накопителем и
компьютером, очень часто в автономном режиме без участия центрального процессора.
В общем случае можно считать, что все устройства на шине
SCSI абсолютно одинаковы и для работы с ними используется один
набор команд. Наиболее распространенный программный
интерфейс сегодня — ASPI (Advanced SCSI Programming Interface).
Через него работают драйверы всех подключаемых устройств —
сканеров, приводов CD-ROM и т. п.
Базовый интерфейс SCSI, который иногда называют SCSI-1,
представляет собой универсальный интерфейс для подключения
внешних или внутренних устройств. Имея всего лишь 8-разрядную
шину данных, максимальная скорость которой достигает 5 Мбит/с,
он способен практически одновременно работать с 7-ю
устройствами. При этом можно организовать проверку целостности
передаваемых данных — ничего этого у интерфейса IDE не было
(имеется в виду та модификация интерфейса, которая была
использована в первых компьютерах IBM PC). Интерфейс SCSI
тогда уже существовал и предоставлял, как вы видите, значительно
более широкие возможности, но и обладал одним неприятным
свойством — высокой ценой как контроллеров, так и самих
носителей.
Для подключения устройств используется 50-проводный
плоский кабель, в котором 24 линии предназначены для передачи
сигналов, а остальные подключены к. "земле". Иногда для
низкоскоростных устройств (например, сканера) используется 25проводный кабель, у которого заземлена всего одна линия. Разъем
интерфейса SCSI (IDC-50) очень похож на разъем IDE, только
количество проводников больше. Скорость передачи по такому кабелю, предназначенному для всех 8-битных устройств, не
превышает 5 Мбит/с при тактовой частоте шины 5 МГц (SCSI Fast
при частоте шины 10 МГц - 10 Мбит/с и Ultra SCSI при частоте 20
- 294 -
МГц — 20 Мбит/с).
SCSI-2 — является существенным развитием базового
интерфейса SCSI. Самое главное изменение — это возможность
расширения шины данных до 16 разрядов, что позволило увеличить
пропускную способность вдвое (до 10 Мбит/с при частоте шины 5
МГц). Используются также дополнительные расширения SCSI-2 —
это Wide SCSI-2 (широкий SCSI), Fast SCSI-2 (быстрый SCSI) и
Ultra SCSI-2. У Fast SCSI-2 за счет уменьшения различных
временных задержек увеличена скорость передачи данных вплоть
до 20 Мбит/с (частота шины 10 МГц). Также добавлены новые
команды, а поддержка контроля четности сделана обязательной. 16разрядная шина (реже 32-разрядная) получила название Wide SCSI2, она использует 68-контактный плоский кабель. Разъем этого
интерфейса внешне похож на разъем монитора SVGA —
трехрядное расположение контактов, трапециевидная пластмассовая окаемка.
Ultra SCSI — продолжение развития шины, которое позволило
еще вдвое увеличить пропускную способность интерфейса (частота
шины 20 МГц). При 8-битной организации скорость обмена
составляет до 20 Мбит/с, а при 16-битной — до 40 Мбит/с (Ultra
Wide SCSI, иногда его называют SCSI-3).
На уровне электрических соединений интерфейс может
выполняться в двух видах:
□ линейный;
□ дифференциальный.
Первый из них позволяет передавать сигналы относительно
общего провода (с общим или раздельными обратными линиями).
Второй, дифференциальный, применяет для каждого сигнала
отдельную пару проводников (прямой и обратный) с помощью
специальных передатчиков и приемников. Дифференциальный
способ передачи более сложен и дорог, однако он обеспечивает
лучшую защиту от помех за счет устранения паразитных токов в
"общем" проводнике. В названии первого типа интерфейса, как
правило, присутствует аббревиатура SE (Single Ended), во втором
случае — LVD (Low Voltage Differential).
Ultra2 SCSI LVD — одна из самых современных реализаций
16-битного интерфейса, в ней используется дифференциальное
соединение. Скорость передачи данных по этому интерфейсу
достигает 80 Мбит/с, что предъявляет
- 295 -
высокие требования к качеству соединительного кабеля.
Используемый ранее 68-контактный плоский кабель не справился
со своей задачей и был заменен витым кабелем, каждая пара
проводников в котором представляет собой отдельную витую пару.
Ultra3 SCSI LVD — продолжение развития LVD-интерфейса,
позволившее достичь максимальной скорости передачи данных 160
Мбит/с, поэтому его иногда называют Ultral60 SCSI LVD. Для
соединения устройств, поддерживающих этот интерфейс,
используют уже ставший традиционным 68-контактный витой
кабель.
Ultra320 SCSI LVD — самый современный стандарт шины,
который используется исключительно для профессиональных
целей, таких как системы хранения данных, редактирование
видеоизображения и т. п.
Иногда для соединения устройств SCSI с контроллером
применяют 80-про-водный кабель, который объединяет цепи
питания и сигнальные цепи. Такой тип соединения используется в
системах "горячего подключения", что позволяет сократить,
например, время замены неисправного жесткого диска.
Все типы SCSI с одинаковой электрической реализацией
интерфейса (SE или LVD) теоретически полностью совместимы
друг с другом, т. к. устройства, как' правило, способны
самостоятельно устанавливать приемлемый протокол обмена.
Например, можно использовать устройство с интерфейсом SE
вместе с контроллером, поддерживающим LVD-интерфейс, и наоборот. Однако на практике это не всегда так и для согласования
устройств может понадобиться ручная настройка при помощи
перемычек и т. п.
Одновременная работа контроллеров IDE- и SCSIинтерфейсов возможна, но только в случае работы с различными
портами ввода/вывода. Как правило, контроллер IDE
устанавливается как первичный, а контроллер SCSI как вторичный,
хотя современные BIOS способны менять данную последовательность. В этом случае появляется возможность загрузки с SCSIвинчестера даже при наличии в системе одного или нескольких
дисков с IDE-интерфейсом.
Каждое устройство на шине SCSI имеет свой
идентификационный номер, который называется SCSI ID. Для
подключения устройств необходим так называемый хост-адаптер
- 296 -
(Host Adapter).
Теперь о недостатках. Самый главный недостаток интерфейса
SCSI — это его высокая цена, которая не позволяет выбрать его
пользователю со средними доходами.
IDE против SCSI
Скорость работы интерфейса зависит от его версии,
аппаратной реализации и программной поддержки (драйвера
операционной системы). Так что сказать однозначно, что SCSI
быстрее IDE никак нельзя. Основное преимущество SCSI состоит в том, что уже при создании интерфейса в
его спецификацию были заложены широкие возможности.
Например, пакетное выполнение команд, внепроцессорная (DMA)
передача данных, контроль четности, автоматический выбор
скоростей и т. п., что позволило с самого начала ориентировать на
них аппаратуру, драйверы и операционную систему.
У многих производителей программного обеспечения
сохраняется ранее принятый подход к IDE, как к
"непрофессиональному" интерфейсу, что выражается в
неполноценной поддержке IDE/ATAPI, написании драйверов по
упрощенной, неоптимальной схеме, поддержке не всех
возможностей новых интерфейсов и т. п. Поэтому практическое
тестирование нередко показывает лучшие результаты для SCSI, чем
для IDE — даже если "чистые" технические характеристики
первого заметно хуже, чем второго. На самом деле, интерфейс IDE
в момент своего появления представлял собой довольно
примитивное устройство, однако со временем он претерпел
настолько революционные изменения, что по возможностям догнал
"профессиональный" интерфейс SCSI. Это произошло потому, что
в SCSI-интерфейсе наращивались только ширина канала и скорость
передачи данных, а протокол передачи данных практически не
изменялся. Сегодня основные ключевые параметры жестких дисков
ничуть не хуже их SCSI-аналогов.
Несмотря на длительную конкуренцию обоих интерфейсов,
по-прежнему бытует мнение, что SCSI лучше, чем IDE. На самом
ли деле это так? SCSI, конечно, имеет преимущества: возможность
подключения большого количества устройств, длина кабеля может
быть намного больше, чем IDE и т. п. Но... Посмотрим на ситуацию
глазами пользователя.
□ Высокая цена интерфейса SCSI (сам диск плюс
- 297 -
контроллер), даже несмотря на его высокую скорость работы, не
позволяет остановить на нем выбор пользователю "средней руки",
которых в мире больше всего. Тем более, что современные
стандарты Ultra DMA66/100 имеют скорость работы, сравнимую с
наиболее распространенными стандартами SCSI-интерфейса.
□ Среднестатистическая система содержит, как правило, не
более двух жестких дисков и приводов CD-ROM (Iomega Zip и т.
п.), поэтому преимущества в подключении большого количества
устройств к интерфейсу SCSI сводятся к минимуму. Тем более что
в большинстве систем SCSI-интерфейс используется именно для
подключения внутренних устройств (прикиньте-ка, сколько
жестких дисков вы сможете установить в ваш системный блок).
□ Современные системные блоки для настольных
компьютеров не позволяют применять преимущество SCSIинтерфейса в использовании длинных соединительных кабелей.
Даже короткие шлейфы IDE иногда значительно затрудняют
охлаждение того же процессора.
□ Решение о покупке отдельного контроллера должно
базироваться на серьезных причинах. Контроллер SCSI занимает
один свободный слот
расширения, тогда как контроллер IDE интегрирован
практически во все современные материнские платы.
О Настройка устройств IDE (Master, Slave) намного проще,
чем SCSI-устройств, у которых надо установить
идентификационный номер ID для каждого устройства, да не
следует забывать о необходимых для интерфейса SCSI
терминаторах. Легкость настройки особо важна для пользователя
домашнего компьютера, который, скорее всего, только начинает
изучение ПК.
Если сравнивать наиболее близкие по цене варианты
интерфейса SCSI со скоростью передачи данных до 40 Мбит/с, то
станет ясным, почему пользователю все-таки стоит выбрать более
дешевый интерфейс IDE современного стандарта Ultra DMA/100 —
ведь скорость работы последнего варианта, несмотря на все его
недостатки, намного выше первого.
Контроллеры жестких дисков
Современные материнские платы практически всегда
содержат интегрированный контроллер IDE, который имеет два
канала, позволяющих подключить одновременно до 4-х устройств
- 298 -
(например, жестких дисков). Собственно контроллер жесткого
диска всегда физически располагается на печатной плате,
установленной на самом винчестере. Он предназначен для
обеспечения операций чтения/записи, преобразования данных и т.
п. Но очень часто контроллером называют ту электронную схему,
которая предназначена для связи компьютера с жестким диском и
по сути являющуюся обычным интерфейсом.
Несмотря на то, что IDE-контроллер обязательно имеется на
любой материнской плате (рис. 10.4), сегодня часто встречаются
платы расширения, подключаемые к шине PCI и используемые при
модернизации старых компьютеров. Такие платы выпускают: Abit,
EpoX и Promise Technology. Внешний контроллер имеет несколько
плюсов по сравнению с интегрированным "собратом": он, как
правило, поддерживает все самые современные модификации
интерфейса и при этом может работать с любыми материнскими
платами, на которых имеются свободные слоты PCI. Так что если
вы по каким-то причинам не хотите менять материнскую плату, то
ваш выбор — отдельный IDE-контроллер. Имеются и недостатки
таких контроллеров: если системная BIOS не поддерживает
загрузку с внешних контроллеров, то может возникнуть проблема
при использовании такого диска в качестве загрузочного. К тому
же для установки требуется один свободный слот PCI и отдельное
прерывание, а, как правило, свободных слотов и прерываний и без
этого постоянно не хватает.
Все устройства, поддерживающие интерфейс SCSI,
подключаются к компьютеру исключительно при помощи
внешнего контроллера. Существуют, конечно, материнские платы, в которых контроллер
интегрирован, но они довольно редки. Операционная система
получает доступ к устройствам через драйверы.
Рис. 10.4. Внешний вид микросхемы контроллера АТА
Традиционно контроллер SCSI-интерфейса представляет
собой печатную плату, устанавливаемую в слот расширения шины
PCI (рис. 10.5). На плате больше всего места занимают разъемы.
Самый большой — это разъем для 8-битных внутренних устройств
(часто называется "narrow"). Он аналогичен разъему IDE, только
- 299 -
контактов в нем не 40, а 50. Более маленький разъем, рассчитанный
на подключение 16-битных устройств, имеет 68 контактов
(объясняется это тем, что используется трехрядное расположение
контактов, а не двухрядное). Внешне разъем похож на разъемы
СОМ-портов и LPT, т. к. контакты обрамлены трапециевидной
пластмассовой каемкой. На большинстве контроллеров есть и
внешний разъем, который предназначен для подключения внешних
SCSI-устройств.
Рис. 10.5. Внешний вид контроллера SCSI
Наличие на плате SCSI-контроллера собственного
специализированного процессора позволяет значительно снизить
нагрузку на центральный процессор при выполнении операций
ввода/вывода. Практически на всех контроллерах установлена собственная BIOS, позволяющая
реализовать следующие функции:
□ загрузку с жесткого диска или CD-ROM; □ настройку
контроллера:
• включение/выключение терминатора, либо установку его в
автоматический режим. При этом в контроллерах с 16-битным
интерфейсом обычно возможно раздельное
включение/выключение терминатора для верхних и нижних 8 бит;
• включение/выключение контроля четности;
• установку скорости работы конкретных устройств;
• установку номера загрузочного диска;
• управление запуском двигателя винчестера, что
позволяет снизить пиковую нагрузку на блок питания при
включении многодисковых систем;
□ проверку поверхности диска;
□ низкоуровневое форматирование.
- 300 -
Исключением может стать контроллер, принадлежащий к
одному из устаревших стандартов, предназначенный для
подключения, например, сканера.
Наиболее известными производителями контроллеров SCSI
являются компании Adaptec (http://www.adaptec.com/), Symbios
(http://www.symbios.com/) и Tekram (http://www.tekram.com.tw/).
Производители жестких дисков
На сегодняшний день известно несколько основных
производителей, выпускающих жесткие диски, по крайней мере,
для настольных компьютеров: IBM, Maxtor, Seagate, Samsung,
Quantum, Western Digital и Fujitsu.
□ IBM. http://www.storage.ibm.com/. Один из старейших
производителей компьютерного "железа". Производит как IDE, так
и SCSI-диски, которые имеют отличное быстродействие и
относительно невысокую цену. Самая известная серия дисков —
Deskstar.
□ Maxtor. http://www.maxtor.com/. Один из ведущих
производителей жестких дисков различной емкости и с различными
интерфейсами. Ее диски отличаются средними показателями
уровня шума и скорости работы, а также цены диска.
□ Seagate. http://www.seagate.com/. Компания издавна
занимается производством жестких дисков, выпущенных
традиционно по самым передовым технологиям, что положительно
сказывается на их быстродействии.
Но за высокую скорость работы приходится платить: цена
этих дисков одна из самых высоких. Самые известные серии дисков
— Medalist и Barracuda.
□ Samsung. http://samsungelectronics.com/hdd/hdd_index.html.
Бурно развивающаяся компания, которая, наконец, решилась
начать выпуск жестких дисков. Производство организуется по
новейшим технологиям, но многие модели все-таки обладают
большим количеством недостатков: высокий уровень шума и
тепловыделения и т. п. Единственный плюс — это невысокая цена.
□ Quantum. http://www.quantum.com/. Одна из лидирующих
компаний в производстве IDE- и SCSI-дисков. Жесткие диски IDE,
производимые этой компанией, имеют одни из самых лучших
показателей быстродействия. Наиболее известные серии дисков —
Pioneer и Fireball.
□ Western Digital. http://www.wdc.com/. Один из ведущих
- 301 -
производителей жестких дисков IDE и SCSI. Ее диски отличаются
одними из самых лучших показателей быстродействия.
Наиболее известная серия дисков — Caviar.
□ Fujitsu. http://www.fcpa.com/. Японская компания, имеющая
"привычку" устанавливать приемлемые цены за неплохое
быстродействие. Ее диски отличаются невысоким уровнем
шума при среднем быстродействии. В последнее время
компания прекратила производство жестких дисков.
Рекомендации
по выбору жесткого диска
Жесткие диски отличаются друг от друга большим
количеством параметров, что немного усложняет выбор
необходимой модели. Наиболее важными являются
нижеследующие параметры.
□ Производитель. Очень важно, чтобы торговая марка
производителя жесткого диска была очень известной, иначе вы
можете приобрести "кота в мешке".
Примечание
У каждого даже самого известного производителя имеются
либо не очень, либо крайне неудачные модели жестких дисков.
Поэтому, прежде чем остановить свой выбор на одной модели,
обязательно проконсультируйтесь со знакомыми специалистами
или просто почитайте в Интернете отзывы или результаты тестирования, касающиеся данной модели. Где найти подобные
описания, рассказано в части II, посвященной модернизации.
Яркий пример вышесказанного — компания Fujitsu отозвала
около 300 тыс. винчестеров, произведенных в период с сентября
2000 года по
сентябрь 2001 года. Главным образом это касается моделей,
установленных в ПК производства Fujitsu, а также некоторых
моделей от NEC, Hitachi и IBM. Связано это с некорректной
работой некоторых полупроводниковых элементов в условиях
влажного климата.
□ Интерфейс — от английского слова Interface (по сути, лицо
устройства, которым оно во время работы "поворачивается" к
другим устройствам). Определяет способ подключения жесткого
диска к компьютеру. Как уже упоминалось, наиболее
распространены интерфейсы АТА и SCSI, встречается несколько их
модификаций, которые отличаются друг от друга скоростью
- 302 -
передачи данных. Скорость передачи данных позволяет оценить
скорость работы всего интерфейса (измеряется она в битах, переданных за одну секунду). Особенностью любого винчестера
является то, что скорость считывания данных непосредственно с
диска значительно ниже, чем скорость передачи по интерфейсу,
поэтому различают внутреннюю и внешнюю скорость. В названии
интерфейса обычно указывают только внешнюю скорость как
самый высокий показатель всего интерфейса. Еще один момент:
при вычислении пиковой пропускной способности берется
скорость передачи пакета данных, т. е. совокупность данных,
полученных при последовательном чтении с поверхности диска. В
результате полудается несколько идеализированный параметр —
современные системы очень редко позволяют достичь
максимальной скорости передачи. Виной тому оказываются "узкие
места" вроде слишком маленького объема буферной памяти,
фрагментации файлов и т. п.
□ Скорость вращения шпинделя — этот параметр
характеризует скорость вращения дисков, расположенных внутри
винчестера (измеряется в оборотах в минуту). Значение этого
параметра влияет на общую производительность жесткого диска:
чем выше скорость вращения, тем быстрее считываются данные с
поверхности дисков.
□ Объем винчестера — имеется в виду суммарный объем
всех дисков, которые установлены в данном винчестере.
Представляет собой полезный объем, который можно
использовать для размещения файлов и программ. Следует иметь в
виду, что некоторые производители (например, Maxtor)
рассчитывают емкость своих дисков нестандартным методом. При
этом они предполагают, что в каждом килобайте ровно 1000 байт, а
не 1024, как принято считать. В результате объем, написанный на
жестком диске, принимает большее значение, чем имеется на самом
деле.
Как уже было сказано, основных производителей жестких
дисков на рынке представлено не очень много, поэтому выбор
сделать можно, следуя такому принципу: выбирайте наиболее
известную торговую марку, например, IBM или Seagate. Но из
любого правила имеется хотя бы одно исключение — даже самые
известные производители иногда выпускают весьма неудачные модели винчестеров, обладающих, например, слишком высоким
- 303 -
уровнем шума. Считается, что компания Samsung, которая
выпустила немало отличных
мониторов, абсолютно не умеет делать жесткие диски,
поэтому их продукция выгодна лишь по одной причине — из-за
невысокой их цены.
Характерные проблемы с жесткими дисками
Неприятно, конечно, когда после стольких лет безупречной
работы, вдруг, неожиданно... жесткий диск тихо, а бывает что и не
тихо, "умирает". В принципе это может произойти в любой момент:
хоть со старым, хоть с новым диском. Давайте посмотрим, какие
проблемы непосредственно связаны с жестким диском:
□ начинают теряться файлы, документы, а то и целые папки;
□ при открытии каких-нибудь документов, например файлов
электронной почты, система "намертво" зависает, при этом после
перезагрузки повторное обращение к этому файлу также приводит
к зависанию;
□ после того как компьютер поработает несколько часов,
система начинает работать очень медленно, документы
открываются с жуткими "тормозами", не говоря об играх, от
которых жесткий диск начинает жужжать подобно безумной пчеле;
□ при включении компьютера система "сообщает", что
жесткого диска нет, хотя на слух он продолжает работать так же,
как и раньше;
В при включении компьютера жесткий диск "молчит", не
помогает даже повторное выключение/включение;
□ система работает нормально, но при каждой загрузке
выдается сообщение о необходимости проверки поверхности диска.
И это только самые распространенные признаки того, что у
вашего жесткого диска начинаются или уже начались проблемы со
"здоровьем". Если вы на своем компьютере выполняете какуюнибудь важную работу, от которой зависит ваше благосостояние, то
лучше всего позаботиться о регулярном создании резервных копий
всех важных документов. Но если беда вас постигла столь
неожиданно, что вы даже не успели дочитать свой любимый
самоучитель по работе на ПК до главы, посвященной архивации и
резервированию данных, то вам следует обратиться к части III этой
книги, в которой рассмотрены самые распространенные способы
реанимации жестких дисков.
ГЛАВА 1 1
- 304 -
Дисковод
для гибких дисков
"Гибкий диск" — это описательный термин. Он появился
очень давно, задолго до того, как разработали первый компьютер
IBM PC. На нем сохраняются все самые важные данные,
документы, которые нужно отнести на работу/домой, на них
"сидят" вирусы и т. п. — все это отождествляется с гибким диском.
Да это и понятно, ведь он старее самого компьютера IBM PC. Когда
ребята из гаража с гордой вывеской IBM собрали свой первый
компьютер, гибкие диски были выбраны в качестве носителя
операционной системы, которая управляла компьютером и
пользователем (чтобы тот мог хоть что-нибудь сделать с
компьютером). Сегодня роль этих дисков немного изменилась, т. к.,
во-первых, на них вмещается очень мало информации, во-вторых,
они слишком ненадежны.
Для чтения информации с гибких дисков используется
специальный дисковод, который так и называется: дисковод для
гибких дисков. Очень часто можно услышать термин "флоппидисковод" или еще проще "флоппик". Этот термин произошел от
английского слова Floppy, что переводится как хлюпающий. На
самом деле: возьмите любую дискету (так еще называются гибкие
диски) и снимите с нее защитный кожух, под ним вы найдете очень
гибкую круглую пластину, которая вполне способна играть роль
хлюпающей.
В последнее время стали все чаще прогнозировать скорую
"смерть" флоппи-дисковода, мода на это началась практически
сразу после появления первых приводов CD-ROM, но он, похоже,
переживет практически всех своих современных конкурентов и
увидит светлое будущее суперкомпьютеров, размеры которых
сравнимы с размером корпуса самого дисковода. Это лирическое
отступление неплохо характеризует истинное "самочувствие"
дисковода в современных компьютерах. Флоппи-дисковод не
только не исчез из жиз-ни пользователей, но и по-прежнему
остается лидером по объемам продаж, превосходя в несколько раз
такие популярные устройства, как Iomega Zip. Но обо всем по
порядку.
Дискеты
Любой гибкий диск (дискета) состоит из двух частей:
носителя информации и конверта, в котором этот носитель
- 305 -
располагается.
Носитель информации представляет собой очень гибкий диск
круглой формы, изготовленный из прочного пластика. На него
нанесен тончайший слой магнитного материала, способного
длительное время сохранять свое состояние неизменным. То есть,
если однажды часть этого материала намагнитить, то в дальнейшем
в течение длительного времени можно будет свободно определять
область и степень намагниченности. Для организации хранения
данных придумали условно разбить поверхность носителя на
дорожки, представляющие собой концентрические окружности,
нанесенные на магнитный носитель, начиная от края и заканчивая
центральной частью гибкого диска. Каждую из этих дорожек
дополнительно разбили на сектора, что позволило работать не со
всем диском сразу, а по очереди с каждым сектором или
небольшим блоком секторов. Кроме блочной обработки данных
появилась возможность точного позиционирования магнитных
головок. Сравните команды: "установить головку на середине
дорожки №..." и "установить головку в секторе №... дорожки №...".
Чувствуете разницу? Точность позиционирования во втором случае
позволяет увеличить плотность записи на диск и, соответственно,
емкость дискеты.
Посередине гибкого диска имеется круглое отверстие, которое
предназначено для фиксации диска шпинделем двигателя.
Внутренние края -отверстия либо укреплены более жестким
материалом, либо зафиксированы на металлическом цилиндре,
который имеет собственное небольшое отверстие под шпиндель.
Конверт, как правило (речь идет о более распространенных
дискетах размером 3,5"), изготовлен из пластмассы, гладкой
снаружи и покрытой ворсом изнутри. Посередине конверта,
который имеет квадратную форму, есть отверстие,
соответствующее аналогичному отверстию на гибком диске. Кроме
этого, расположены отверстия для доступа головок дисковода к
магнитному слою, к индексной метке и служебные, имеющие
отношение к формату записи и защите от нее.
Стандартный размер дискеты в зависимости от используемого
дисковода может составлять либо 5,25 либо 3,5" (о "древних", ранее
используемых в ВТ 8" дискетах мы говорить не будем). Первый тип
практически ушел в небытие, только время от времени можно
встретить компьютер с все еще работающим 5,25" дисководом.
- 306 -
Второй тип до сих пор широко применяется для переноса
небольших объемов данных, например, текстовых документов.
Распространение "трехдюймовых" дискет связано не только с тем,
что маленькие дискеты удобнее транспортировать. Произошли
серьезные изменения в конструкции как самих дискет, так и дисководов,
предназначенных для работы с ними.
□ Дискеты поместили в жесткий пластмассовый корпус,
который препятствует механическому повреждению гибкого диска.
Теперь его невозможно свернуть трубочкой, как было с
"пятидюймовыми" дискетами. Жесткая оболочка хорошо
выдерживает нажатие авторучки, что позволяет свободно наносить
любые надписи на этикетку дискеты.
□ Для защиты магнитного слоя дискеты на ней установили
металлическую (реже пластмассовую) пластину, называемую
шторкой, которая автоматически сдвигается в момент установки
дискеты в дисковод. Теперь очень сложно, прикоснувшись
пальцами к магнитному слою, повредить его, как это было
возможно с "пятидюймовыми" дискетами. Тем более что с этим
отпала необходимость в защитных бумажных конвертах.
□ Применяется более надежный захват дискеты шпинделем
двигателя. Теперь диск не просто зажимается, как это было с
"пятидюймовыми" дискетами, он фиксируется при помощи
специальной шпильки, что практически исключает
"проворачивание" двигателя при истирании внутреннего кольца
диска.
□ Применяется более совершенный механизм установки
дискеты. Теперь головки дисковода перемещаются в рабочее
положение сразу же после установки дискеты, и вам не потребуется
делать этого вручную, как было с "пятидюймовыми" дискетами.
□ Для защиты от записи диска теперь не требуется
лихорадочно искать кусочек липкой бумаги, как это было с
"пятидюймовыми" дискетами, вполне достаточно передвинуть
пластмассовый язычок в требуемое положение.
Дисковод для гибких 3,5-дюймовых дисков дожил до
сегодняшнего дня и широко используется во всех IBMсовместимых компьютерах, несмотря на то, что этот тип
накопителей уже морально устарел.
Сегодня наиболее широко используется формат дискеты типа
- 307 -
HD (High Density, высокая плотность) — 80 дорожек на каждой из
сторон, 18 секторов по 512 байт в каждом.
Устройство и принцип работы дисковода
Как мы уже знаем, существует несколько типов дисководов,
которые используют диски различных размеров и внешнего вида.
Это накладывает свой отпечаток на внутреннее устройство и
принцип работы дисководов. Рассмотрим наиболее
распространенный сегодня тип дисководов, предназначенный для
3,5" дискет.
Работа дисковода начинается с установки дискеты. Когда
пользователь вставляет дискету в щель дисковода, то он ощущает
сопротивление пружины (механизма сдвига шторки), которая
впоследствии поможет ему вытащить дискету обратно, на "свет
божий". Для того чтобы вытащить дискету, достаточно с
небольшим усилием нажать на кнопку, расположенную с правой
стороны чуть ниже щели приемника дискет.
При попадании внутрь дисковода дискета размещается в
специальной раме, которая позволяет неподвижно зафиксировать
диск относительно считывающего устройства. В это время
защитная шторка отодвигается, открывая тем самым доступ к
прорезям конверта. Одновременно с этим рама со вставленной
дискетой снимается со стопора и опускается вниз.
На большинстве дисководов скорость опускания рамы никак
не ограничена, из-за чего головки наносят ощутимый удар по
поверхностям дискеты, а это сильно сокращает срок их надежной
работы. В некоторых моделях дисководов (Теас, Panasonic, ALPS)
предусмотрен замедлитель-микролифт для плавного опускания
рамы. Для продления срока службы дискет и головок в дисководах
без микролифта рекомендуется при установке дискеты придерживать пальцем кнопку дисковода, не давая раме опускаться
слишком резко.
Шпиндель плоского многополюсного двигателя входит в
центральное отверстие дискеты, после чего специальная шпилька,
расположенная рядом со шпинделем, попадает в прямоугольное
позиционирующее отверстие диска. За счет движения этой
шпильки впоследствии будет задаваться вращение носителя с
постоянной скоростью 300 об/мин, которая контролируется и при
необходимости регулируется при помощи электроники,
расположенной на печатной плате дисковода. Одновременно
- 308 -
освобождается верхняя головка, которая под действием пружины
прижимается к верхней поверхности диска с нанесенным на него
магнитным материалом.
Получается, что нижняя и верхняя головки зажимают между
собой гибкий диск. Магнитные головки имеют непосредственный
контакт с магнитным слоем дискеты, что является основной
причиной невысокой скорости работы устройства — носитель не
может быстро вращаться, т. к. это привело бы к его быстрому
механическому износу. Попадание даже мельчайших частиц пыли
между головкой и магнитным слоем приводит к появлению
царапин на диске и, соответственно, к потере данных, записанных
на нем. Сами головки повреждаются крайне редко, т. к.
изготовлены из очень прочной керамики.
При нажатии кнопки и извлечении диска магнитные головки
отводятся от поверхности диска, что позволяет уберечь их от
механического повреждения. Металлический цилиндр,
расположенный в центре дискеты, "отрывается" от шпинделя
двигателя и рама поднимается в исходное положение. Благодаря
пружине, сопротивление которой вы ощущали в момент установки,
дискета "выскакивает" из дисковода.
Для определения момента, когда дискета зафиксирована
внутри дисковода и готова к работе, применяется специальный
датчик, который выдает сигнал готовности сразу же после
установки диска в рабочее положение. В большинстве моделей
дисководов сигнал от этого датчика вызывает кратковременный
запуск шпиндельного двигателя с целью более полной фиксации
дискеты на вращающем механизме. В дальнейшем шпиндельный
двигатель начинает вращаться каждый раз, когда происходит
обращение к диску.
Следующий шаг после установки дискеты в механизм
дисковода — это определение ее свойств. Для этого служат два
датчика, один из которых определяет необходимую плотность
записи данных, а другой — включена или нет защита от записи на
диск. Датчики могут быть либо механическими, представляющими
собой миниатюрные переключатели, либо оптическими,
устроенными по принципу оптопары.
Еще один датчик (датчик нулевой дорожки) позволяет
контроллеру дисковода точно определять месторасположение так
называемой нулевой дорожки диска, на которой располагается вся
- 309 -
служебная информация вплоть до таблицы размещения файлов.
Для позиционирования магнитных головок, объединенных в
единый блок, используют шаговый двигатель. Отличительная его
черта — дискретное движение, шаг которого равен расстоянию
между дорожками на гибком диске. Принцип действия шагового
двигателя не очень сложный. Вал двигателя представляет собой
очень длинный винт с нанесенной на него крупной резьбой. При
вращении вала в ту или иную сторону упругая металлическая
проволока, закрепленная одним концом на блоке головок,
перемещается в резьбовой канавке, что придает головкам
поступательное движение по прямой линии. Дополнительно
направление задает направляющий стержень, не имеющий никакой
резьбы, зато обильно смазанный машинным маслом, что уменьшает
сопротивление при перемещении блока головок.
Магнитная головка дисковода представляет собой ферритовое
ядро с головкой чтения/записи в центре и по стирающей головке с
каждой стороны. Стирающие головки "очищают" магнитный слой
по обеим сторонам от записываемой дорожки данных для
предотвращения помех от записанных данных на соседних
дорожках. Данные сохраняются на дисках в виде последовательности "точек" с противоположным направлением
магнитной индукции.
Расположенная на дисководе плата электроники позволяет
управлять перемещением блока головок и вращением
шпиндельного двигателя, да еще обеспечивает связь дисковода с
компьютером. Дисковод соединяется с контроллером при помощи
34-проводного плоского кабеля, в котором четные провода
являются сигнальными, а нечетные соединены с "землей". Общий
вариант интерфейса предусматривает подключение к контроллеру
до четырех дисководов, но вариант для IBM PC поддерживает
одновременно только
два устройства. Оба дисковода подключаются практически
полностью параллельно друг другу, за исключением проводников с
номерами 10—16 (сигналы выбора), которые перевернуты между
разъемами двух дисководов. Имеются в виду разъемы первого и
второго дисководов (А: и В:).
По соединительному кабелю передаются следующие сигналы:
сигнал выбора дисковода, запуска двигателя, перемещения головок
на один шаг, включения записи, считываемые/записываемые
- 310 -
данные, а также другие информационные сигналы, используемые
при работе дисковода.
Iomega Zip и другие "монстры"
Ни для кого не секрет, что дисководы 5,25 и 3,5" очень долго
являлись стандартом для хранения и переноса данных. Дискеты
настолько прочно вошли в жизнь пользователя, что производители
компьютеров до сих пор продолжают комплектовать даже самые
мощные модели стандартными дисководами для 3,5" дискет.
Однако резко возросшие объемы переносимых данных привели к
тому, что очень большое количество пользователей остаются
неудовлетворенными качеством переноса, которое предоставляется
обычными дискетами. Необходимость разбивки файлов на части, да
низкая надежность носителей постоянно заставляют задуматься об
альтернативе, которая позволила бы устранить эти проблемы.
Образовался вакуум, в который хлынули потоком самые
разнообразные разработки. Одни разработчики придумали, как
увеличить емкость стандартных дискет, другие разработали
совершенно новые модели дисководов, несовместимые со
стандартными вариантами. Так или иначе, но все их "потуги" были
направлены на следующие параметры:
О увеличение объема носителей до достаточно высоких
показателей (до 1 Гбайт);
□ увеличение скорости передачи данных (в идеале —
достижение скорости работы жестких дисков);
□ увеличение надежности носителя.
На сегодняшний день разработано немало устройств, но
далеко не все из них получили признание и распространение.
Наиболее известными из альтернативных дисководов являются LS120 и Iomega Zip. Рассмотрим их особенности.
Название дисководов LS-120 произошло от названия
технологии, применяемой для их создания, — Laser Servo (LS).
Другое наименование SuperDisk. На поверхности дискеты LS-120
наносятся оптические дорожки, которые используются для
высокоточного позиционирования магнитной головки на нужную
дорожку. Оптические дорожки наносятся на дискету на заводе и не
могут быть случайно стерты или перезаписаны пользователем.
Данные записываются при помощи обычной магнитной головки.
Головка содержит
два магнитных зазора — узкий (для чтения
- 311 -
усовершенствованных дисков) и стандартный (для чтения обычных
магнитных дисков). За счет этого дисководы LS-120 способны
работать со стандартными 3,5" дискетами емкостью 1,44 Мбайт.
Скорость вращения дисков увеличена в несколько раз, что позволяет работать с обычными дискетами на большей скорости, чем
в обычном дисководе.
Емкость дискеты увеличена до 120 Мбайт, что эквивалентно
83 обычным дискетам. Дискеты LS-120 внешне отличаются от
обычных дискет 3,5" только размещением отверстия защиты от
записи (это делается для того, чтобы исключить случайное
стирание данных на обычном дисководе). Подключаются
дисководы к компьютеру при помощи стандартного кабеля IDE.
Производитель дисководов LS-120 компания Imation:
http://www.imation.com/. Наибольшее распространение такие
дисководы нашли в переносных компьютерах в качестве неплохой
альтернативы стандартным "флоппикам" (табл. 11.1).
Таблица 11.1. Сравнительные характеристики дисководов LS120 и FDD 1,44 МГц
Следующим основным конкурентом стандартного дисковода
является технология Iomega Zip, которая, несмотря на очень
большую емкость носителей, имеет один серьезный недостаток:
полную несовместимость с дискетами 3,5". По сравнению с LS-120
эти дисководы имеют значительно более высокую
производительность, благодаря чему они получили большую популярность (табл. 11.2).
Практически все альтернативные дисководы выпускаются в
двух вариантах: внутренние и внешние. Внутренние дисководы
могут иметь интерфейс IDE или SCSI, а внешние — LPT, USB или
PCMCIA (Personal Computer Memory Card International Association).
Война за возможность стать наследником старого флоппидисковода продолжается. Уже появились "потерпевшие", но,
несмотря на это, сотни тысяч компьютеров продолжают
комплектоваться дисководом 3,5" с емкостью дискет 1,44 Мбайт.
- 312 -
Еще один дисковод, правда, не настолько известный как его
конкуренты, называется Iomega Jazz. В силу своих
функциональных особенностей это устройство наиболее близко к
жестким дискам, чем к дисководам. Его емкость равна 1024 Мбайт,
скорость передачи данных до 1 Мбит/с.
Таблица 11.2. Сравнение производительности дисководов LS120 и Iomega Zip
Проблемы,
характерные для флоппи-дисководов
Очень часто на флоппи-дисковод даже не обращают
внимания: "мол, какой от него толк, ведь на него ни одна игра не
помещается". Действительно, современные игры занимают очень
большие объемы. Столь незаслуженно старый добрый дисковод
игнорирует большая часть пользователей, а зря... Когда вдруг он
понадобится, чтобы срочно сходить к другу и распечатать реферат,
т. к. свой принтер без краски печатать не хочет, он может показать
себя далеко не с лучшей стороны.
Проблемы, связанные с дисководами, сводятся к одному:
невозможность записать или прочитать диск. Про то, как можно
исправить "поломанный" диск или снова "оживить" его для
последующего применения, вы сможете прочитать в гл. 3,
посвященной ремонту всех компонентов компьютера (включая
восстановление данных).
ГЛАВА 12
Дисковод
для компакт-дисков
Очень долго в нашей стране для записи звука использовались
только кассеты для магнитофонов и грампластинки. Все были
очень довольны, пока на их смену не пришел компакт-диск
(Compact Disk или сокращенно CD). Он заставил поколебать сердца
многих пользователей (имеются в виду пользователи
магнитофонов). Ведь самое главное преимущество компакт-дисков
— высокое качество звучания при воспроизведении фонограмм.
- 313 -
При проигрывании диска полностью отсутствуют шуршанье и
треск, что так свойственно грампластинкам и даже кассетам. И все
это благодаря отсутствию механического контакта между диском и
считывающим устройством.
Самым интересным свойством компакт-диска является то, что
аналоговый сигнал (звук) записан на нем в виде цифровой
последовательности. Это позволило создать носители с высокими
износоустойчивыми показателями и отличным качеством
воспроизведения.
Для воспроизведения компакт-дисков используют
специальное устройство — привод (накопитель) CD-ROM, которое
представляет собой сложное оптико-механическое устройство.
Несмотря на цифровую природу компакт-дисков,
предполагающую высокую надежность их работы, существует
целый ряд закономерностей, которые определяют причины плохой
работы приводов.
□ Дорогие приводы CD-ROM рассчитаны на работу с
"фирменными" дисками, поэтому нередко диски низкого качества
(к ним относятся диски CD-R, CD-RW), которые прекрасно
считываются дешевыми устройствами, плохо воспроизводятся
проигрывателями класса "high-end".
□ Механическая система привода при своей работе вносит
немалые помехи в цифровой сигнал, поэтому различные устройства
могут по-разному читать один и тот же компакт-диск.
Сегодня привод CD-ROM считается стандартным устройством
ПК. Он применяется для хранения не только музыки, но и
различных программ, например, игр.
Компакт-диски
История гласит, что первый компакт-диск был изобретен
двумя компаниями — Philips и Sony, которые пытались создать
новый формат записи и хранения музыки. Хотя некоторые
источники дают другую информацию. Но не это в принципе важно.
Произошло это в 1982 году и с тех пор компакт-диски
практически не изменились. Сегодня используются те же размеры
диска, что и были предложены с самого начала: внешний диаметр
120 мм, диаметр внутреннего отверстия 15 мм и толщина 1,2 мм.
Скорость считывания аудиоданных, требуемая для
воспроизведения звука в реальном масштабе времени, соответствует скорости 150 Кбайт/с. Не изменился и объем,
- 314 -
составляющий 650 Мбайт. Этот размер выбран потому, что диски
изобретались в основном для замены обычных грампластинок, а в
период создания очень популярной была 9-я симфония Бетховена,
имеющая длительность 74 минуты, что как раз с учетом скорости
считывания 150 Кбайт/с и соответствует 650 Мбайт. 150 Кбайт/с х
74 х60 с = 666000 Кбайт = 650 Мбайт.
Примечание
В настоящее время чаще используются компакт-диски
емкостью 700 Мбайт.
Впоследствии компакт-диски стали использоваться для
хранения компьютерных данных.
Стандартный компакт-диск состоит из трех слоев:
1. Основа выполнена из прозрачного пластика. На одной из
поверхностей методом прессования нанесен информационный
слой.
2. Отражающий слой представляет собой тонкое напыление
однородного металла или сплава. Обычно для этих целей
используются алюминий, золото, серебро и их сплавы.
3. Защитный слой представляет собой тонкий слой
специального лака, который защищает отражающий слой от
воздействия окружающей среды.
На информационном слое нанесена непрерывная спиральная
дорожка, которая начинается от центра. Расстояние между витками
дорожки, согласно стандарту, равно 1,6 мкм.
Основной способ изготовления компакт-дисков — это
прессование с матрицы. При этом оригинал формируется
специальным высокоточным станком на стеклянном диске,
покрытом слоем материала, который становится
растворимым после воздействия лазерного луча. При
обработке "облученной" матрицы растворителем получают образ
будущего компакт-диска, который методом гальванопластики
переносится на никелевый оригинал ("негатив"). Этот "негатив"
используется в качестве матрицы при массовом тиражировании
дисков.
Штамповка выполняется методом литья под давлением: с
негативной матрицы прессуется пластиковая подложка с рельефом,
сверху методом напыления наносится отражающий слой, который
сверху покрывается защитным лаком. Все надписи и рисунки
наносятся только поверх защитного слоя.
- 315 -
Компакт-диски с возможностью записи ("болванки", CD-R)
изготавливаются тем же методом, но между основой и
отражающим слоем располагается слой вещества, изменяющего
свои оптические свойства при нагревании. В исходном состоянии
слой абсолютно прозрачен, при воздействии лазерного луча
образуются непрозрачные участки, соответствующие логическим
единицам, тогда как оставшиеся прозрачные участки по-прежнему
играют роль логических нулей.
Компакт-диски, предназначенные для однократной записи,
именуются CD-R (CD-Recordable). В качестве CD-R используются
так называемые "золотые" диски, которые обладают характерным
золотистым оттенком. Для многократной записи применяют другие
диски — CD-RW (CD-Rewritable, перезаписываемые). Для
облегчения слежения за информационной дорожкой в процессе
записи такие диски часто изготовляются со вспомогательной
разметкой, хотя существуют "болванки", не имеющие разметки
("неформатированные"). В последнем случае служебную разметку
на диск наносит пишущий дисковод.
На компакт-диски абсолютно никак не влияют
электромагнитные поля любой интенсивности (в пределах
разумного, конечно). Диски можно трогать с любой стороны, хотя
поверхность, с которой происходит считывание, после этого лучше
всего протереть мягкой тряпочкой. Можете даже помыть диски в
мыльной воде, ополоснуть их и вывесить на солнышко, прикрепив
к веревке прищепкой, — ничего с диском не случится, если,
конечно, при этом его не поцарапать.
Для записи компакт-дисков используют несколько стандартов,
которые, хотя и отличаются друг от друга, могут быть прочитаны
любым дисководом.
□ Красная книга (Red Book). Стандарт применяется для записи
"обычных" звуковых компакт-дисков (аудиодисков).
□ Желтая книга (Yellow Book). Стандарт определяет
основные параметры записи компьютерных данных на компактдиски. Существует несколько модификаций книги, определяющих
методы кодирования информации.
□ Зеленая книга (Green Book). Стандарт является
расширением желтой книги.
□ Оранжевая книга (Orange Book). Стандарт применяется для
записи дисков CD-R за несколько сеансов (так называемые
- 316 -
мультисессионные диски).
□ Белая книга (White Book). Стандарт используется при
записи формата Video CD, используемый для хранения
видеоизображения в форматах AVI, MPEG и им подобных. До сих
пор встречаются двойные компакт-диски с записанными на них
фильмами в формате Video CD (VCD).
□ Синяя книга (Blue Book). Стандарт используется для
записи комбинированных дисков, состоящих из двух сеансов —
звука и данных. В последнее время популярны компакт-диски,
рассчитанные для воспроизведения на бытовых проигрывателях, но
имеющих, как правило, один бонус-трек в виде клипа самой
популярной песни.
Устройство и принципы работы CD-ROM
Стандартный дисковод для компакт-дисков состоит из
следующих компонентов: корпус, плата электроники,
шпиндельный двигатель, оптическая считывающая система,
система загрузки диска (рис. 12.1).
Рис. 12.1. Внутреннее устройство CD-ROM
Корпус предназначен для защиты внутренних компонентов от
воздействия внешних факторов и для удобства установки
дисковода внутрь системного блока. Все внутренние приводы CDROM собираются в корпусе, который рассчитан на установку в
отсек системного блока размером 5,25" (рис. 12.2).
Плата электроники включает в себя все управляющие схемы
дисковода, интерфейс для связи с компьютером, разъемы
интерфейса и выхода звукового сигнала. А именно она содержит:
□ схему усиления и коррекции сигнала, поступающего с
оптической головки;
□ процессор обработки кода коррекции;
□ схему фокусировки луча и динамического слежения за
дорожкой; □ схему управления перемещением считывающей
головки;
□ буферную память;
- 317 -
□ интерфейс с компьютером;
□ разъемы интерфейса и выхода звукового сигнала; □
разъемы питания;
□ блок переключателей режимов (перемычек).
Рис. 12.2. Внешний вид классического дисковода для компактдисков
Практически все модели используют одну большую печатную
плату, хотя иногда схема управления шпинделем и/или усиления
сигнала считывающей головки выносятся на отдельные платы.
Шпиндельный двигатель служит для придания диску
вращения с постоянной или переменной скоростью. При поиске
данных диск, как правило, вращается с большей скоростью, чем
при считывании. Поэтому для дисковода очень важна
характеристика скорости разгона и торможения двигателя, а также
количество шума, издаваемого при этом.
На оси шпиндельного двигателя имеется подставка, к которой
прижимается диск после его загрузки в механизм дисковода.
Поверхность этой подставки покрывается материалом,
предотвращающим проскальзывание диска во время вращения
(резина, пластик). Во время работы диск прижимается к подставке
при помощи шайбы, расположенной с противоположной стороны,
при этом и шайба, и подставка имеют постоянные магниты, усиливающие степень прижатия диска.
Считывающая система состоит из головки и перемещающего
механизма. В головке имеются лазерный излучатель,
представляющий собой светодиод, рассчитанный на работу в
инфракрасном диапазоне, а также система фокусировки (линза),
приемник и предварительный усилитель. Механизм фокусировки
представляет собой линзу, размещенную на торце сердечника миниатюрного электромагнита. Принцип работы механизма
напоминает работу звуковой катушки в динамике: изменение
напряженности магнитного
поля вызывает перемещение линзы (вперед-назад), что
позволяет настроить фокусировку лазерного луча.
- 318 -
Для перемещения считывающей системы применяется
отдельный двигатель, который приводит в движение каретку с
оптической головкой при помощи зубчатой или червячной
передачи.
Система загрузки диска обычно представляет собой
выдвижной лоток, на который кладется компакт-диск. Помимо
этого система содержит специальный двигатель и механизм
перемещения рамы в рабочее положение, когда диск ложится на
подставку шпиндельного двигателя. При использовании обычного
лотка дисковод можно эксплуатировать только в горизонтальном
положении, чего не скажешь о приводах, имеющих специальные
фиксаторы, удерживающие диск при выдвинутом лотке.
На передней панели дисковода обычно расположена кнопка
EJECT для загрузки или выгрузки диска, индикатор обращения к
диску, а также гнездо для подключения наушников с аналоговым
или электронным регулятором громкости. В некоторых моделях
присутствует кнопка PLAY/NEXT, предназначенная для запуска
звуковых дисков и выбора следующего трека.
Некоторые дисководы имеют цифровой выход, позволяющий
снять цифровой сигнал и подать на внешний для привода цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) и таким образом увеличить
качество звучания. Встроенный ЦАП современных приводов сам
по себе обычно обеспечивает неплохое качество преобразования,
но его "обвязка" (схема электропитания и линейный усилитель,
который имеет выход сзади привода) выполняются по стандартным
схемам, характерным для звуковых систем среднего класса. Поэтому на линейном выходе CD-ROM качество звука не очень хорошее.
Тот же "диагноз" можно поставить оконечному усилителю,
предназначенному для подъема мощности выхода наушников.
Этим разъемом сегодня практически никто не пользуется, поэтому
схема усилителя выполнена из "ширпотреба", который является
причиной появления большого количества шумов и искажений в
полезном сигнале.
Большинство приводов имеет на лицевой панели небольшое
отверстие, которое предназначено для аварийного извлечения
диска, например, при пропадании питания или выходе из строя
лотка. Для извлечения компакт-диска достаточно ввести в это
отверстие, например, разогнутую канцелярскую скрепку (или кусок
металлической проволоки по диаметру соответствующей
- 319 -
отверстию). Как только почувствуете, что скрепка стала входить в
отверстие с усилием, немного потяните на себя лоток с диском, он
должен легко выдвинуться, что позволит извлечь компакт-диск без
повреждения механизма привода.
В настоящее время выпускают приводы CD-ROM для
интерфейсов IDE и SCSI, хотя с широким распространением шины
USB стали попадаться переходники между IDE и этой шиной (чтото вроде Mobile Rack).
Процесс считывания информации с компакт-диска выглядит
следующим образом: лазер генерирует инфракрасный луч,
который, отражаясь от зеркала, попадает на поверхность
вращающегося компакт-диска. Если на этом диске записана какаянибудь информация, то степень отражения в различных местах
диска будет разной. В случае, когда лазерный луч попадает на
"чистую" поверхность, он отражается практически полностью и
попадает на фокусирующую линзу. Это есть логическая единица. В
случае, когда луч попадает на "прожженное" место, он проходит
сквозь отражающий слой и рассеивается, а на фокусирующую
линзу ничего не попадает. Это есть логический ноль. После того
как отраженный сигнал сфокусирован линзой, он попадает на
фотоприемник, который преобразует световые сигналы в электрические. После чего они воспринимаются электронной схемой
дисковода, микропроцессор которой анализирует поступающие
данные и преобразует их для передачи через интерфейс в
компьютер для последующей обработки центральным
процессором.
В старых приводах CD-ROM использовалась технология CLV
(Constant Linear Velocity), подразумевающая постоянность скорости
считывания данных с диска. Чтобы можно было считывать данные
с одинаковой скоростью как у внутреннего края (где дорожки очень
маленькие), так и ближе к внешнему краю (где дорожки имеют
увеличенный размер), приходилось постоянно изменять скорость
вращения диска. В современных дисководах используется более
продвинутая технология — CAV (Constant Angular Velocity). Диск в
таком дисководе вращается с постоянной угловой скоростью. При
этом данные с внутренних дорожек считываются быстрее, чем с
внешних дорожек. Большая часть современных дисководов
поддерживает обе технологии. Иногда эту смешанную технологию
называют PCAV (Partial Constant Angular Velocity).
- 320 -
Дисководы для компакт-дисков, предназначенные для
музыкальных центров, имеют только одну постоянную скорость
вращения, которую принимают за единицу скорости считывания
данных. При помощи этой величины измеряется скорость всех CDприводов — 8х, 16х, 24х, 32х и т. д. Скорость чтения измеряется в
единицах, каждая из которых равна стандартной скорости чтения
данных в музыкальном центре — 150 Кбит/с.
Еще один важный параметр, характеризующий скорость
работы привода CD-ROM, — это время доступа. Оно равно
времени, которое проходит с момента получения дисководом
команды на считывание до момента поступления "первой партии"
данных на выход дисковода. Обычно учитывается среднее
значение, т. к. скорость считывания, как мы уже знаем, с разных
областей диска различна. Пишущие приводы обладают большим
временем доступа из-за более тяжелой считывающей головки,
совмещенной с головкой записи.
Рекомендации
по выбору дисковода CD-ROM
При выборе дисковода для проигрывания компакт-дисков
следует иметь в виду, что скорость его работы практически не
зависит от используемого интерфейса. Поэтому попытаемся
определить закономерности, придерживаясь которых вы, скорее
всего, сможете выбрать оптимальный для вас вариант.
О Скорость считывания зависит в основном от механики
дисковода.
□ Приводы с SCSI-интерфейсом меньше загружают
центральный процессор, что очень важно для пишущих
дисководов, которые весьма сильно загружают его при записи
"болванок".
□ Дисководы с интерфейсом IDE значительно дешевле
дисководов SCSI (за счет дополнительного контроллера).
□ Некоторые дорогие "фирменные" модели не читают или
читают крайне плохо записываемые, а особенно перезаписываемые
диски.
□ Очень удобными являются такие функции, как большой
объем буферной памяти, который особенно важен для пишущих
дисководов, кнопки управления (PLAY, регулятор громкости) и т.
д.
□ Пишущие дисководы, как правило, имеют меньшую
- 321 -
скорость работы. Это обусловлено более тяжелым блоком головок,
из-за которого увеличивается время поиска необходимого трека.
□ Дисководы DVD, как правило, плохо читают однократно
записываемые диски. Дело в том, что в этих приводах используется
лазер другого диапазона, для которого материал дисков CD-R в
любом случае оказывается прозрачным. Подробнее о DVD см.
далее.
□ Оптимальной скоростью считывания считается 24—40х.
Более высокие скорости используются очень редко, т. к. при этом
увеличивается уровень ошибок, и привод все равно автоматически
снижает скорость считывания до уровня не более 10х. Кроме того,
следует учитывать, что при воспроизведении некачественного
компакт-диска на высокоскоростном приводе диск от вибрации
может "разлететься" и рассыпаться.
Немного о DVD
Стандарт DVD (Digital Video Disk) это результат разработок
консорциума из десяти компаний: Hitachi, JVC, Matsushita,
Mitsubishi, Philips, Pioneer, Sony, Thomson, Time Warner и Toshiba.
Компакт-диски DVD предназначены для записи очень
больших объемов данных, для их чтения требуется специальный
привод DVD-ROM, обладающий более маленькой считывающей
головкой. Внешне диск DVD похож
на обыкновенный компакт-диск, однако он отличается тем,
что на одной стороне может быть записано до 4,7 Гбайт
информации, а на обеих — 9,4 Гбайт (сравните с обычным объемом
700 Мбайт). При использовании двухслойной технологии записи
емкость дисков увеличивается вдвое.
Это наконец-то позволило сохранять на дисках
видеоизображение высокого качества с отличным звуком.
Хранение видео в цифре обходится существенно дешевле, чем на
аналоговых кассетах. Более того, на дисках появляется
возможность произвольного доступа к любой части фильма в
любой удобный момент.
Основные преимущества DVD-видеодисков:
□ Компактность носителя. По сравнению с видеокассетами
компакт-диск имеет значительно меньшие габариты.
□ Высокое качество изображения. Изображение на DVDдисках выглядит чистым и четким, с интенсивным цветом, кроме
того, отсутствуют всевозможные шумы, неизбежно появляющиеся
- 322 -
при записи на видеокассету или при приеме сигнала с антенны.
□ Высокое качество звука. На DVD используется
многоканальный цифровой звук, который при подключении к
звуковой системе "домашний кинотеатр" дает просто потрясающие
результаты.
Внешне DVD-ROM от CD-ROM не отличается вовсе, разве
что он тяжелее раза в два. Главное же отличие DVD-приводов от
обычных приводов компакт-дисков — это наличие так называемой
региональной защиты. Устройство сравнивает "прошитый" в нем
код с кодом, записанным на диске, и только при совпадении этого
кода начинает считывание с этого диска. Весь мир поделен на
шесть отдельных регионов:
1. США и Канада.
2. Европа, Ближний Восток, Южная Африка, Япония.
3. Юго-Восточная Азия.
4. Австралия, Центральная и Южная Америка.
5. Африка, Азия, Восточная Европа, в том числе Россия.
6. Китай.
Сам по себе региональный код может размещаться либо на
диске, либо в дисководе, либо в аппаратном или программном
декодере.
Для воспроизведения такого диска необходимо, чтобы либо
проигрыватель (дисковод DVD), либо воспроизводящая программа
имели код, соответствующий коду диска. Существуют, конечно,
утилиты, позволяющие заменить региональный код в "прошивке"
привода, но здесь можно столкнуться с одной небольшой
неприятностью: некоторые производители вводят в электронную
схему контроль над изменением "прошивки", что позволяет изменять ее ограниченное количество раз. После того как "жизни"
закончатся, вам нужно обратиться в фирменный сервис-центр
производителя вашего привода, где могут "обнулить" счетчик
изменений. Существуют программы (например, DVD Region
Killer), которые способны перехватывать запросы программы к
приводу и подменять ответ на "желаемый" вариант.
Также существуют "прошивки" для приводов, не содержащие
функции считывания регионального кода.
Сегодня наблюдается тенденция массового внедрения
приводов DVD в мир IBM PC. Так что следует особенно
внимательно отнестись к проблеме выбора привода для компакт- 323 -
дисков. Ведь абсолютно все DVD-проигрыватели свободно читают
любые компакт-диски. Если ваш процессор не справляется с
воспроизведением фильмов, то можно установить специальную
плату расширения, представляющую собой аппаратный декодер
формата DVD. При наличии достаточно мощного процессора
(например, Pentium III) вполне можно обойтись его
вычислительной мощностью, что будет называться программным
декодированием.
По результатам опросов в сети Интернет практически
половина пользователей смотрит DVD-фильмы именно на
дисководах, подключаемых к компьютеру. Цена DVD-привода
значительно меньше плейера, которая к тому же неуклонно
приближается к цене обычного CD-ROM. Среди фирм, выпускающих DVD-приводы, наряду с традиционными (Hitachi, Pioneer,
Panasonic, Sony, Toshiba) встречаются и сугубо компьютерные —
ASUSTek, Acer, Creative Labs. Если верить слухам, собственную
начинку разрабатывали только Sony, Hitachi и Toshiba, а остальные
лишь изменяют дизайн корпуса, да логотипы свои приклеивают.
Тогда и выбор должен быть однозначным: "А вдруг не разобрались
с чужой разработкой, как следует, да начудили чего-нибудь?" Ведь
была подобная ситуация с первыми версиями AGP-видеоплат.
Производители CD-ROM и DVD-ROM
□ Archos — http://www.archos.com/
□ Atlas Peripherals — http://www.atlasperipherals.com/
□ Axonix — http://www.axonix.com/
□ Aztech — http://www.aztech.com.sg/c&t/ftp/cdrom.htm
□ BTC — http://www.btc.com.tw/
□ Boffin Limited — http://www.boffin.com/
□ Chinon — http://www.chinon.co.jp/index-e.htm/
□ Consan Storage Solutions — http://www.consan.com/
□ Creative Labs — http://www.creativelabs.com/ □ CyberDrive
— http://www.cyberdrive.de/
□ Delta — http://www.deltaca.com/
□ EXP Computer Inc. — http://www.expnet.com/exp.htm/
□ Elms Systems Corporation — http://www.elms.com/
□ Funai — http://www.funaiusa.com/
□ Goldstar / LG Electronics —
http://www.geus.com/lges/index.html/
□ H45 Technology — http://www.h45.com/
- 324 -
□ Hewlett-Packard —
http://www.hp.com/cdrom_server/products.html.com/
□ Hi-Val — http://www.hival.com/
□ Hitachi — http://www.hitachi.com/Pfinder/5008.html/
□ Imes — http://www.imes.co.jp/ □ JVC —
http://www.jvcinfo.com/
□ Kubik — http://www.kubikjukebox.com/
□ LG Multimedia — http://www.liteontc.com/driver/DefauIt.htm/
□ Lacie — http://www.lacie.com/
□ Laser Magnetic Storage Int'l —
http://www.pc.be.philips.com/support/ □ MicroNet Tech Inc. —
http://www.micronet.com/
□ MicroSynergy — http://www.idt-microsynergy.com/
□ Microboards Technology Inc. — http://www.microboards.com/
□ Microsolutions — http://www.micro-solutions.com/
□ Mitsumi Electronics Corp. —
http://www.mitsumi.com/frmsup.htm/
□ Momitsu Multi Media Technologies, Inc. —
http://www.momitsu.com/driver.htm/
□ NSM America Inc. — http://www.nsmjukebox.com/
□ Nakamichi America Corp. — http://www.nakamichiusa.com/
□ OnSpec Electronics — http://www.onspeclnc.com/
□ Optics Storage Pte Ltd — http://www.ptics-storage.com.sg/ □
Optima Technology Corp. — http://www.optimatech.com/
□ Panasonic — http://www.panasonic.com /
□ Perisol — http://www.perisol.com/
□ Pinnacle Micro Inc. — http://www.pinnaclemicro.com/
□ Pioneer — http://www.pioneerusa.com/tec.html/
□ Plasmon Data Inc. — http://www.plasmon.com/
□ Plextor USA — http://www.plextor.com/
□ Procom Technology — http://www.procom.com/
□ Sanyo — http://www.torisan.co.jp/cd_rom.htm/
□ Sanyo-Verbatim — http://www.sanyo-verbatim.com/
□ Smart and Friendly — http://www.smartandfriendly.com/
□ Sony — http://www.sel.sony.com/
□ TEAC America Inc. — http://www.teac.com/
□ Yamaha Corp. of America — http://www.yamaha.com/
Производители CD-R
□ Creative Labs — http://www.creaf.com/
- 325 -
□ DynaTek — http://www.dynatek.co.uk/
□ LG (GoldStar) — http://www.lgeus.com/
□ HP Surestore —
http://hpcc920.external.hp.com/isgsupport/cdr/index.html
□ JVC — http://www.jvcservice.com/
□ Microboards Technology — http://www.microboards.com/
□ Mitsumi — http://www.mitsumi.com/
□ Olympus — http://www.olympusamerica.com/digital/products/
□ Phillips — http://www.sv.philips.com/
□ Pinnacle Micro Inc. — http://www.pinnaclemicro.com/
□ Plextor — http://www.plextor.com/ □ Ricoh —
http://www.ricohcorp.com/
□ Smart and Friendly — http://www.smartandfriendly.com/
□ Toray — http://www.toray.com/
□ Yamaha — http://www.yamaha.com/
Проблемы, характерные для CD-ROM
Неисправность дисковода для компакт-дисков — одна из
самых неприятных вещей: вроде бы компьютер продолжает
нормально работать, а диски с играми, музыкой загружать нельзя
— дисковод не читает диски. Проблема может быть как в самом
приводе, так и в дисках, которые вы используете.
ГЛАВА 13
Звуковая плата
Первые модели компьютеров IBM PC не имели возможности
вывода звука, т. е. единственным устройством, которое было
способно издавать хоть какие-нибудь звуки, был системный
динамик. Он использовался для вывода звуковых сигналов
различной тональности, предназначенных для диагностики, а также
для фиксации переключения некоторых режимов (например,
раскладки клавиатуры). Правда, энтузиасты тех времен все-таки
придумывали множество способов вывода на этот динамик звука,
но его качество было просто ужасным. Сегодня при желании
можно найти популярную мелодию Beatles, которая
воспроизводится через системный динамик.
Впоследствии был разработан еще один стандарт вывода
звука, тогда как системный динамик сегодня продолжает
использоваться для диагностики неисправностей и для слуховой
фиксации некоторых процессов. Для организации вывода звука
согласно новому стандарту применяется стандартная плата
- 326 -
расширения, в задачу которой входит преобразование цифровых
сигналов в аналоговый звук. В последнее время звуковые платы
могут также осуществлять запись звука на компьютер, преобразуя
его в цифровой формат принятого вида.
Звуковая плата представляет собой печатную плату
расширения, устанавливаемую в слот расширения компьютера (рис.
13.1). На заднюю панель системного блока выводятся разъемы,
предназначенные для подключения колонок (или наушников), а
также микрофона и других устройств. Практически все звуковые
платы имеют еще один разъем, который используется для
подключения джойстика, устройств MIDI (Musical Instruments
Digital Interface) и т. п. В последних моделях (например, SB Audigy)
его заменил более перспективный разъем шины FireWire, который
по терминологии Creative называется SB1394 (рис. 13.2).
Первой звуковой платой стало устройство для
воспроизведения звука, разработанное никому не известной
компанией Creative. Это устройство получило название Sound Blaster. Сегодня все производители
стараются сохранить совместимость с этими платами либо при
помощи аппаратных средств, либо посредством драйверов.
Рис. 13.1. Внешний вид звуковой платы PCI
Рис. 13.2. Звуковая плата с разъемом FireWire вместо
обычного игрового порта
- 327 -
Практически все современные звуковые платы предлагаются в
трех комплектах:
□ плата с драйверами;
□ плата с драйверами плюс внешняя панель, устанавливаемая
в отсек 5,25" системного блока;
□ плата с драйверами и внешним модулем, имеющим на
"борту" все необходимые разъемы (этот вариант больше всего
подходит для людей, профессионально занимающихся обработкой
звука).
Основные разработки сегодня ведутся в направлении
увеличения качества звучания, чистоты и прозрачности звука,
более красивых стереоэффектов, а
самое главное объемного звука, придающего играм
небывалую реалистичность. Компакт-диски, МРЗ, DVD — все это
уже прочно вошло в нашу жизнь, полностью вытеснив
грампластинки ("винил") и аудиокассеты, даже радиостанции
сегодня вещают именно цифровую музыку, навеки позабыв про
былые времена монтажа на катушечных магнитофонах, о метрах
пленки и т. п. Даже если взять профессиональные сферы, такие как
кино, эстрада, то здесь также не обходятся без преобразования
звука в цифру, ведь звуковые процессоры, микшеры и т. п.
работают только с цифровым звуком.
Устройство и принципы работы звуковой платы
Звуковые платы состоят из четырех основных частей: блока
синтезатора MIDI, блока преобразования: аналогово-цифрового
(АЦП) и цифро-аналогового (ЦАП), а также блока MPU MIDI
Processing Unit) и блока микшера. Кроме этого, на звуковой плате,
как правило, расположен контроллер джойстика (так называемый
"игровой порт").
По конструкции звуковые платы делят на обычные (их еще
называют картами) и так называемые дочерние платы, которые
подключаются к 26-контактному разъему на основной звуковой
плате. При этом дочерняя плата удерживается только за счет силы
трения контактов и фиксирующих штифтов, образуя с основой
платой своеобразный "бутерброд". Дочерние платы, как правило,
играют сугубо музыкальную роль, т. е. добавляют к основным
возможностям некоторые дополнительные, например более
качественную поддержку MIDI-команд. Несмотря на то, что
звуковые платы с интерфейсом PCI имеют 32-разрядную шину
- 328 -
данных, звук все равно обрабатывается по 16-битной "сетке", при
этом цифровые данные передаются и обрабатываются с
использованием всей ширины шины (32 бит).
Звуковая плата имеет набор разъемов для подключения
внешних сигналов (рис. 13.3):
□ входные разъемы — микрофон, линейный вход, CDROM аналоговый (разъем обычно размещен на самой плате), CDROM цифровой (имеется на некоторых PCI платах);
□ выходные разъемы — линейный выход, выход на колонки
или наушники. Встроенный усилитель может иметь мощность
усиления до 4 Вт на каждый канал, некоторые звуковые платы
имеют усилитель с выходной мощностью, которая достаточна
только для наушников.
Рис. 13.3. Звуковая плата со стороны разъемов
Цифровой интерфейс для передачи звуковых сигналов S/PDIF
(Sony/Philips Digital Interface Format), все чаще применяемый на
современных звуковых платах, представляет собой электрически
упрощенный вариант студийного интерфейса AES/EBU (Audio
Engineers Society/European Broadcast Union) и используется для
передачи звука между блоками бытовой аппаратуры, для вывода
сигнала с компакт-диска и т. п.
На некоторых звуковых платах встречаются разъемы для
интерфейса IDE, которые используются для подключения привода
CD-ROM. Но такое решение нельзя назвать нормальным, т. к., вопервых, низкая производительность явно недостаточна для
современных скоростных приводов, во-вторых, не каждая
операционная система сможет нормально распознать устройство,
подключенное к контроллеру на звуковой плате.
В программное обеспечение (драйвер) звуковой платы обычно
входит программа-микшер, которая обеспечивает регулировку
входных и выходных сигналов, а также регулировку тембра по
низким и высоким частотам.
Блок преобразования
Блок преобразования (международное название Codec, кодек)
состоит собственно из узлов, выполняющих преобразование в
обоих направлениях, и узла управления.
Цифро-аналоговый преобразователь (Digital Analog Converter,
- 329 -
DAC, ЦАП) должен обеспечивать возможность воспроизведения
звуковых файлов с уровнем качества от кассетного магнитофона до
звукового компакт-диска. Преобразование цифра-аналог может
осуществляться либо в режиме программной передачи данных,
либо при помощи каналов прямого доступа к памяти DMA.
Аналого-цифровой преобразователь (Analog Digital Converter,
ADC, АЦП) должен обеспечивать обратный процесс: возможность
записи звука в файл с тем же уровнем качества. Преобразование
аналог-цифра может осуществляться либо в режиме программной
передачи данных, либо при помощи каналов прямого доступа к
памяти DMA.
Для передачи данных может быть использовано до двух
каналов прямого доступа к памяти (DMA). При этом возможна
одновременная запись и воспроизведение звука, что реализуется
благодаря режиму Full-Duplex, который поддерживается всеми PCIплатами. Для работы звуковой платы используется прерывание
IRQ5 и каналы DMA1 и DMA5, хотя в последнее время стали
встречаться иные варианты (например, IRQ10). Следует учитывать,
что для звуковых плат крайне не рекомендуется другие значения
прерываний и каналов DMA, отличные от устанавливаемых
автоматически, поэтому при аппаратном конфликте
перенастраивать стоит другое устройство. Почти все звуковые
платы при работе в режиме MS-DOS обладают совместимостью с 8-разрядной платой Sound Blaster компании Creative
Labs. Цифровой канал большей части плат совместим с Sound
Blaster Pro (8 бит, 44 кГц — моно и 22 кГц — стерео).
Узлы ЦАП и АЦП обычно оформляются в виде отдельной
микросхемы (AD1848, CS4231, СТ1730 и т. д.) либо интегрируются
внутрь одной из больших микросхем на плате. От качества
преобразования во многом зависит качество как оцифровки, так и
воспроизведения звука, хотя не в меньшей степени она зависит и от
применяемых усилителей.
Блок синтезатора
Блок обработки команд MIDI (синтезатор) должен
обеспечивать имитацию звучания музыкальных инструментов и
воспроизведение различных звуков при выполнении так
называемых MIDI-команд. Синтезатор может быть выполнен как на
основе синтеза FM (Frequency Modulation), так и на основе таблицы
волн WT (Wave Table).
- 330 -
Frequency Modulation (FM) — это синтез при помощи
нескольких генераторов сигнала (обычно синусоидального).
Каждый такой генератор снабжается схемой управления частотой и
амплитудой сигнала и образует "оператор" — базовую единицу
синтеза. Чаще всего в звуковых платах применяется 2-операторный
(OPL2) синтез, а иногда — 4-операторный (OPL3) (несмотря на то,
что большинство моделей поддерживает режим OPL3, стандартное
программное обеспечение ради совместимости программирует их в
режиме OPL2). Схема соединения операторов (алгоритм действий)
и параметры каждого оператора (частота, амплитуда и закон их
изменения во времени) определяют тембр звучания; количество
операторов и степень тонкости управления ими определяет
предельное количество синтезируемых тембров. Достоинства
метода — отсутствие заранее записанных звуков и памяти для них,
большое разнообразие получаемых звуков, повторяемость тембров
на разных платах с совместимыми синтезаторами. Недостатки —
очень малое количество "благозвучных" тембров во всем
возможном диапазоне звучаний, отсутствие какого-либо алгоритма
для их поиска, крайне грубая имитация звучания реальных
инструментов, сложность реализации тонкого управления
операторами, из-за чего в звуковых платах используется сильно
упрощенная схема со значительно меньшим диапазоном
возможных звучаний.
Wave Table (WT). Это воспроизведение заранее записанных в
цифровом виде звуков (сэмплов). Инструменты с малой
длительностью звучания записываются полностью, а для остальных
может записываться лишь начало/конец звука и небольшая
"средняя" часть, которая затем воспроизводится в цикле в течение
нужного времени. Для изменения высоты звука "оцифровка" производится с различной скоростью, а чтобы при этом характер
звучания сильно не изменялся — инструменты составляются из
нескольких фрагментов для разных диапазонов. В некоторых моделях
синтезаторов используется параллельное воспроизведение
нескольких сэмплов на одну ноту и дополнительная обработка
звука (модуляция, фильтрование, различные "оживляющие"
эффекты и т. п.). Большинство плат содержит встроенный набор
инструментов в ПЗУ, некоторые платы позволяют дополнительно
загружать собственные инструменты в память компьютера.
- 331 -
Достоинства данного метода — предельная реалистичность
звучания классических инструментов и простота получения звука.
Недостатки — наличие жесткого набора заранее подготовленных
тембров, многие параметры которых нельзя изменять в реальном
времени, большие объемы памяти для сэмплов (иногда — до
одного мегабайта на инструмент), различия в звучаниях разных
синтезаторов из-за разных наборов стандартных инструментов.
При использовании в музыке звучаний реальных
инструментов для синтеза лучше всего подходит метод WT; для
создания же новых тембров более удобен FM, хотя возможности
FM-синтезаторов звуковых плат ограничены из-за своей простоты.
При FM-синтезе возможно одновременное звучание до 20
инструментов, а с использованием таблицы волн WT — до 512 и
более. Очень часто путают количество одновременно звучащих
инструментов и разрядность звуковой платы. Обращаю ваше
внимание на то, что 32- и 64-разрядных звуковых карт НЕ
БЫВАЕТ. Цифра 32 или 64 (например, Sound Blaster 32 или Sound
Blaster AWE64) обозначает максимальное количество
одновременно звучащих инструментов и не более того. Звуковые
платы для шины PCI, как правило, не имеют встроенной таблицы
волн. Для уменьшения их стоимости, таблица (таблицы)
загружаются в обычную память компьютера, что позволяет даже с
самыми недорогими платами использовать волновые таблицы
большого объема и, соответственно, с большим количеством
инструментов и более высоким качеством звучания.
Блок синтеза построен либо на базе микросхем FM-синтеза
OPL2 (YM3812) или OPL3 (YM262), либо на базе микросхем WTсинтеза (GF1, WaveFront, EMU8000 и др.), либо на базе обеих
микросхем. Может работать под управлением драйвера (FM,
большинство WT) или под управлением звукового процессора.
Почти все FM-синтезаторы совместимы между собой, a WTсинтезаторы нет.
Поступающий на вход аналого-цифрового преобразователя
(АЦП) электрический сигнал измеряется через равные промежутки
времени. Частота, с которой происходит измерение, называется
частотой дискретизации (для компакт-диска таких измерений
производится 44 100 раз в секунду, или иначе с частотой 44,1 кГц).
Каждое измерение называется цифровым отсчетом, или сэмплом.
Измеренное значение представляется в виде числа с определенным
- 332 -
количеством бит (для CD их 16); для описания количества бит в
цифровом слове используется термин "разрядность". Чем выше
частота
дискретизации, тем лучше оцифрованный сигнал передает
исходную форму волны. Чем больше бит в цифровом слове
(сэмпле), тем точнее измерение. Разница между реальным сигналом
и его измеренным значением называется шумом квантования. Чем
выше разрядность, тем меньше уровень шума.
Блок MPU
Блок MPU (MIDI Processing Unit) осуществляет передачу
данных по внешнему MIDI-интерфейсу, выведенному на разъем
игрового порта и разъем для дочерних плат. Обычно более или
менее совместим со стандартом MPU 401, но часто требуется
программная поддержка со стороны драйверов.
В дочерних платах основными блоками являются:
музыкальный синтезатор и блок MIDI-интерфейса, через который
плата получает сообщения от основной звуковой платы. Синтезатор
обязательно имеет микросхему постоянной памяти, иногда
присутствуют модули оперативной памяти, например,
выполненные в виде 72-контактных SIMM. Синтезированный звук
возвращается в основную звуковую плату по аналоговому каналу.
Для хранения звуков формата MIDI применяется несколько
стандартов: GM,
стандарт GM (General MIDI). Стандарт на набор инструментов
в музыкальных синтезаторах. Он предполагает наличие 128
мелодических инструментов, с помощью которых можно играть
ноты разной высоты, в каналах 1...9 и 11...16, и 46 ударных
инструментов в канале 10 (своя нота для каждого инструмента).
Мелодический набор состоит из 16 групп инструментов (пианино,
органы, гитары, струнные, духовые, ударные и т. п.) по 8 в каждой
группе. За всеми инструментами закреплены номера (например,
Melodic 0 — Acoustic Grand Piano, Melodic 66 — Alto Sax,
Percussion 35 — Acoustic Bass, Percussion 50 — High Tom), так что
партитура, подготовленная в стандарте GM, будет звучать похоже
на разных GM-инструментах. К сожалению, эта похожесть
распространяется только на "классические" тембры —
большинство синтетических и многие ударные сильно отличаются
по скорости нарастания/затухания, громкости, окраске и т. п.
Стандарт GS (General Synch). Стандарт на набор тембров
- 333 -
компании Roland. Включает вместе с General MIDI дополнительные
наборы мелодических и ударных инструментов, а также различные
эффекты (скрип двери, звук мотора, крики и т. п.), дополнительные
способы управления инструментами через MIDI-контроллеры.
Многие звуковые платы поддерживают стандарт GM по
умолчанию, а стандарт GS — в порядке расширения.
Стандарт XG (extended General). Стандарт, включающий
несколько сотен мелодических и ударных инструментов,
применяемых в профессиональной музыке. Содержит значительно
более развитые средства управления синтезом, чем стандарты GM и
GS. В частности, стандарт XG обязывает синтезатор иметь по одному резонансному фильтру на канал и три
независимых вида обработки, и обеспечивает управление в
реальном времени атакой/затуханием звуков, портаменто,
параметрами резонансных фильтров, раздельную настройку
ударных звуков, а также подключение множества звуковых
эффектов. Любой MIDl-канал может быть независимо от других
установлен в режим мелодических или ударных инструментов.
Использование стандарта XG позволяет создавать MIDI-файлы со
звучанием, приближенным к профессиональному качеству. В
стандарте XG используется три типа обработки: reverb, chorus и
variation. Последний представляет собой набор специальных
эффектов, включающий несколько видов reverb и chorus, а также
echo, delay, flanger, phaser, rotary speaker, wah-wah, distortion,
overdrive, equalizer и пр. Параметры каждого типа обработки
устанавливаются независимо; в простых XG-синтезаторах из
набора variation в каждый момент времени может действовать
только один вид эффекта, в более сложных моделях — два и более.
Глубина каждого из эффектов может регулироваться независимо
для каждого канала; эффект variation может применяться к одному
или всем каналам одновременно.
Стоит отметить, что для создания мелодий, которые
воспроизводятся синтезатором, существуют специальные MIDIклавиатуры вроде рояльной. Простейшие модели только
фиксируют факт нажатия или отпускания клавиши, более сложные
имеют динамические датчики, реагирующие на силу и скорость
нажатия. Интерфейс MIDI имеют практически все
профессиональные и полупрофессиональные клавишные
синтезаторы.
- 334 -
Блок микшера
Микшер представляет собой набор управляемых усилителей,
коэффициент усиления которых регулируется звуковым
процессором. При необходимости смешивания сигналов от разных
источников (например, с CD-ROM и линейного входа) может
оказаться, что линейный вход сильно зашумлен и даже в отсутствие
полезного сигнала на нем эти шумы будут присутствовать в
выходном сигнале платы. Для их подавления придется заглушить
неиспользуемые в данный момент источники сигнала в программе
управления микшером платы. Микшер большинства звуковых плат
совместим с Sound Blaster Pro.
При помощи микшера аналоговые входы и выходы соединены
со звуковым процессором и АЦП/ЦАП. Звуковой процессор
связывает их с основным интерфейсом платы, по которому
передаются все необходимые команды и звуковые данные, как на
воспроизведение, так и на запись. Если в звуковой плате имеется
цифровой вход/выход, то он также подключен прямо к звуковому
процессору, хотя, например, в наиболее массовых изделиях вроде
SB Live! такие выходы работают очень плохо, несмотря на свою
цифровую природу, мало зависящую от различных аналоговых
помех и т. п.
Микшер и преобразователи являются основными источниками
вносимых в сигнал помех, потому что они зачастую выполнены в
корпусе одной микросхемы, не имеют грамотной разводки
электропитания, а также разделения "земли" на аналоговую и
цифровую. Хотя даже среди довольно недорогих моделей
встречаются платы, имеющие отдельные преобразователи и раздельные "земли", что благоприятно сказывается на их шумовом
фоне.
Оценка качества звуковых плат
При оценке качества звуковой платы в основном оценивается
так называемый динамический диапазон. Он характеризует
способность издавать как тихие, так и очень громкие звуки. Чем
больше показатель этого параметра, тем лучше.
Динамический диапазон ограничивается двумя факторами:
верхняя граница равна предельной громкости, которую способна
выдавать звуковая плата без видимых искажений, нижняя
ограничена собственными шумами компонентов платы. Дешевые
звуковые платы характеризуются в первую очередь высоким
- 335 -
уровнем собственных шумов, который можно услышать, например,
при выведенном на максимум регуляторе громкости и
выключенном звуке (яркий пример ESS 1868). На практике
динамический диапазон сильно зависит от разрядности
воспроизводимого звука.
Под разрядностью звуковой платы имеют в виду разрядность
цифрового представления звука — 8 или 16 бит. При 8-разрядном
представлении качество звука напоминает качество телефонного
разговора, тогда как 16-разрядные уже подходят под определение
Hi-Fi и теоретически могут обеспечить студийное качество
звучания. Разрядность представления звука не имеет ничего общего
с разрядностью шины расширения.
Частота дискретизации определяет максимально возможную
частоту записываемого или воспроизводимого сигнала, которая
примерно равна половине этого параметра. Для
высококачественного звучания необходимо иметь частоту
дискретизации не менее 44 100 Гц.
До недавнего времени наилучшим качеством для звуковых
плат считалось соответствие выходному качеству проигрывателей
компакт-дисков 16 бит 44,1 кГц. Сегодня этот режим
поддерживают даже самые дешевые интегрированные решения.
Более дорогие и качественные решения поддерживают режимы,
доступные до этого только профессиональному оборудованию,
имеющему формат с разрядностью 24 бит и частотой
дискретизации 96 кГц. Если раньше признаком качественности
служила надпись "CD Quality", то сегодня такую роль на себя взяла
надпись "Dolby Digital". Дело в том, что практически все
разработчики ведут исследования в области удешевления
оборудования в стиле домашний кинотеатр: объемный стереозвук.
Для этого
даже выдумали новый термин DTHT (Digital Technology Home
Theatre, цифровая технология домашнего театра). Теперь мечтами
разработчиков овладела новая идея — привнести в дом качество
звука, поддерживающего качество как при частоте дискретизации
192 кГц, которое является максимальным для дисков DVD-Audio.
Такие звуковые платы позиционируются на рынке и соответственно
предназначены они в основном не для игр, а для просмотра DVDфильмов. Цена подобных плат очень высока (около 200 у. е.).
Стоит отметить, что максимальная частота дискретизации для
- 336 -
любого аналогового входа/выхода составляет 48 кГц. Более
высокие показатели, такие как % или 192 кГц, относятся к
цифровому интерфейсу. Даже самые современные звуковые
процессоры Audigy работают с частотой дискретизации максимум
48 кГц, а более высокие показатели достигаются путем преобразования частоты дискретизации.
Параметры синтезатора определяют возможности платы в
синтезе звука и музыки. Тип синтеза (FM или WT) определяет
звучание музыки. При синтезе FM 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, на хороших WT-синтезаторах
может даже создаться впечатление "живой игры" или "слушания
CD". Число голосов определяет максимальное количество
элементарных звуков, которые могут звучать одновременно. Объем
памяти такого синтезатора говорит о количестве инструментов или
качестве их звучания (ПЗУ объемом 4 Мбайт может содержать до
500 инструментов среднего качества), но большой объем ПЗУ не
означает автоматически хорошего качества сэмплов, и наоборот.
Качество выполнения выходных усилительных аналоговых
цепей и электропитания в платах, особенно простых, очень сильно
разнится. Как правило, большое количество конденсаторов и
дросселей (радиоэлементов, обозначенных на плате буквами "С" и
"L" с числом) говорит о лучшей проработке схемы, нежели в случае
наличия всего 5—8 конденсаторов и пары дросселей на всей карте.
Здесь невозможно дать какие-нибудь четкие рекомендации —
нужно выбирать и слушать.
Особое внимание следует обратить на фильтрующие
конденсаторы, должно быть как можно меньше пустых участков,
обозначенных буквой "С" с числом, под детали с двумя выводами,
у которых хотя бы один вывод припаивается к сплошной
металлизации ("земле"). Продукты "noname" от фирменной
продукции обычно отличаются именно выполнением платы без
"лишних" деталей. В первую очередь страдают элементы
фильтрации питания — дроссели и конденсаторы.
Очень важно, чтобы аналоговая и цифровая части звуковых
плат имели раздельные "земли", что можно определить по четкой
границе металлизации,
- 337 -
которая проходит под одной из микросхем так, что часть
выводов находится на одном "берегу", а остальные — на другом.
Подключая колонки к звуковой плате, не забывайте о том, что
большая часть звуковых карт имеет два выхода: линейный "Line
Out" и тот, который обозначен как "Speakers". В последнем случае
сигнал идет через усилитель на звуковой карте. Если он не самый
тихий, то чистого звука не получится, как бы хороши ни были
колонки. Плата может иметь либо только линейный выход, либо
только усиленный выход для наушников, либо оба выхода
одновременно. В ряде моделей имеются перемычки, которые
выбирают, куда будет подключено единственное гнездо выхода —
непосредственно к микшеру или к оконечному усилителю. На
упрощенных вариантах предусмотренный схемой выходной
усилитель может отсутствовать, а перемычки впаиваются в
положение "линейный выход". В любом случае, подключать
различную внешнюю аппаратуру, а также активные колонки
следует только к линейному выходу платы. Если плата содержит
микросхему усилителя (она обычно расположена вблизи выходного
гнезда и имеет маркировку TDAxxxx), то есть смысл поискать и
переставить перемычки в положение линейного выхода или даже
перепаять их, если перемычки несъемные.
Современные технологии звука
Большинство современных звуковых плат поддерживают 3Dзвук. Сегодня распространено несколько стандартов его получения.
Стандарт DirectSound3D. Реализуется драйверами DirectX
компании Microsoft (причем любой версией). Стандарт
представляет собой целый набор команд, с помощью которых
разработчики игровых программ определяют местоположение
источника звука. При этом координаты вычисляются центральным
процессором и передаются на звуковую плату, которая размещает
его в пространстве, а уже потом обрабатывает. Качество
выводимого звука сильно зависит от того, какая акустическая
система используется: 4 колонки, 2 колонки или наушники. Если
звуковая плата не поддерживает технологию DirectSound3D (рис.
13.4), то используется режим, активно применяющий ресурсы
центрального процессора, при котором 3D-звук получается очень и
очень "плоским".
- 338 -
Рис. 13.4. Логотип DirectSound3D
Стандарт Environmental Audio extensions. Стандарт
разработан компанией Creative для своих новых звуковых плат SB
Live! со звуковым процессором
EMU10K1 (пo некоторым данным этот звуковой чип по
мощности практически равен процессору Pentium 100). Интересной
особенностью чипа является его универсальность: новые эффекты
добавляются путем перепрограммирования. Компания Creative
даже не скрывала того, что в момент выпуска первых моделей SB
Live! использовались далеко не все возможности этого процессора.
Например, обновление драйверов может привести к увеличению
количества аппаратно-ускоряемых источников звука, а также существенно повысить качество позиционирования. Такая гибкость
стала залогом успешной и главное долгой жизни этого звукового
процессора на компьютерном рынке. Поддерживается чипами ESS
Canyon3D, VLSI Thunderbird 128
Стандарт рассчитан на работу с наушниками, 2-мя или 4-мя
колонками. Фактически является расширением технологии
DirectSound3D. При этом поток звука разделяется на множество
каналов, а потом на каждый канал в реальном времени
накладываются эффекты окружающей среды. За счет этого
создаются уже новые звуки, такие, какими они должны быть в
природе. На стадии обработки звука кроме его положения в
пространстве должны учитываться, как минимум, два фактора:
размер помещения и реверберация, т. к. человеческое ухо слышит
не просто оригинальный звук, а звук с учетом дистанции,
местоположения и громкости.
Примечание
Реверберация (Reverberation) — это процесс постепенного
затухания звука в закрытых помещениях уже после исчезновения
его источника.
Самым интересным нововведением, как уже говорилось, стала
возможность воспроизведения источника 3D-звука с учетом
акустических свойств помещения, в котором он находится. Это
означает, что теперь, например, выстрелы в большом зале и
небольшой комнате будут звучать по-разному. Аппаратно такое
- 339 -
решение реализуется благодаря развитому механизму реверберации
(Reverberation Engine). Такого в прежних версиях DirectX не было,
потому что при разработке этих драйверов не учитывались
особенности воспроизведения звука в различных помещениях.
Несмотря на столь завидный запас "прочности",
потенциальные ресурсы старого чипа были исчерпаны, что
заставило разработчиков вновь взяться за микроскопы и выпустить
более мощный звуковой процессор, который сегодня получил
название Audigy. Одновременно с ним появилась новая расширенная версия интерфейса: ЕАХ Advanced HD, который включил в
себя принципиально новые алгоритмы работы:
□ Multi-Environment
□ Environment Reflections
□ Environment Panning
□ Environment Filtering
□ Environment Morphing
В отличие от своего предшественника новый процессор
способен одновременно обрабатывать до четырех различных
эффектов реверберации (в компании Creative их называют
Environment, что переводится как "окружающая среда"). Эта
технология именуется Multi-Environment. Все предыдущие версии
ЕАХ не позволяют использовать различные окружения
параллельно, поэтому все одновременно звучащие источники
воспроизводятся с одинаковыми параметрами реверберации, даже
если они находятся в помещениях с различной акустикой.
Благодаря введению функции Environment Reflections
появилась возможность (прямо как у Vortex 2) позиционирования
ранних отражений. Дело в том, что звуковые волны доходят от
источника до слушателя разными путями: например, прямое
распространение, ранние отражения и многократно отраженные
волны. Реверберация при этом включает в себя как ранние, так и
поздние отражения. Прежние версии интерфейса ЕАХ не
рассчитывали пути распространения 3D-звука, из-за чего звук
воспроизводился одинаково в любой точке помещения вне
зависимости от того, где может находиться источник звука.
Функция Environment Panning позволяет размещать окружение
в пространстве, при этом учитывается влияние удаленных сред
(например, приближающегося туннеля в автомобильном
симуляторе).
- 340 -
Функция Environment Morphing позволяет очень плавно
изменять параметры реверберации при смене окружений
(например, при выходе из пещеры в свободное пространство). В
прежних версиях интерфейса ЕАХ окружения переключаются
дискретно, поэтому эхо шагов появляется сразу же, например,
после входа в пещеру и не изменяется по мере того, как герой
продвигается вглубь нее.
К сожалению, преимущества нового звукового процессора
пока реализуются только в демонстрационных роликах, идущих в
комплекте с драйверами платы, но стоит надеяться на то, что
разработчики игровых программ достаточно быстро включат их
поддержку в новые версии существующих игр, а также во все
новые проекты. Более подробную информацию можно получить,
посетив адрес: http://www.eax.creative.com/. Всего существует три
модификации данной технологии ЕАХ 1.0, ЕАХ 2.0 и ЕАХ 3.0.
Последние два стандарта поддерживаются исключительно чипами
от Creative (рис. 13.5).
Рис. 13.5. Логотип ЕАХ
Стандарт A3D. Стандарт разработан компанией Aureal.
Основное направление данной технологии — это внедрение
аппаратной поддержки обработки 3D-звука. Программно
совместим со стандартными драйверами DirectSound3D, но имеет
несколько новых функций. Самый главный из них это менеджер
ресурсов. Он управляет потоками звука, что увеличивает
количество одновременно воспроизводимых платой потоков. При
этом для аппаратной поддержки выбирается лишь определенное
количество потоков, а остальные обрабатываются центральным
процессором. Это способствует решению проблемы, когда в игре
слишком много звуков, часть из которых обычно либо не
производится вообще, либо смешивается с другими звуками. Стандарт реализован в звуковом процессоре Vortex 1.
Естественным развитием этого стандарта стало появление его
новой модификации A3D 2.0, которую стали применять в звуковых
процессорах Vortex 2 (звуковые платы Diamond Monster MX300,
Turtle Beach Montego II). Для поддержки звуковых плат, не
имеющих аппаратной поддержки этого стандарта, Aureal
- 341 -
выпустила специальный драйвер, который "перехватывает"
команды A3D 2.0 и конвертирует их в обычные команды
DirectSound3D. При этом нормально работают эффекты
позиционирования, а остальные возможности просто не
реализуются.
Обновленный менеджер ресурсов теперь может
воспроизводить столько звуковых потоков, сколько требуется
независимо от возможностей звуковой платы. Интересна
технология Wavetracing, которая позволяет учесть все условия
прохождения звука через препятствия, включая полную геометрию
стен и качества материалов. При этом получается наиболее
реалистичный звук: слушатель воспринимает звук таким, какой он
есть на самом деле с учетом всех преобразований, многократных
отражений и т. п. Данная технология требует постоянного
перерасчета звуковой сцены, что сказывается на загрузке
центрального процессора. Этот способ является наиболее точным и
качественным для создания реалистичного 3D-звука (рис. 13.6).
Рис. 13.6. Логотип A3D
Стандарт Sensaura 3D. Стандарт разработан компанией
Sensaura. Используется в платах на базе звуковых чипов ESS
Maestro, Yamaha YMF24, ESS Canyon3D. Так же, как и другие
стандарты, он ориентирован на наушники, 2 или 4 колонки. При
этом используется оригинальная технология для вывода звука на 4
колонки, которая по заявлениям специалистов намного лучше, чем
простое регулирование громкости по четырем каналам. Называется
эта технология Sensaura MultiDrive. Данная технология улучшает
качество воспроизведения даже при использовании эмуляции
стандарта ЕАХ, в котором подобные технологии отсутствуют.
Количество потоков для стандарта АЗД ничем не ограничено:
что невозможно воспроизвести на аппаратном уровне,
обрабатывается центральным процессором. На достаточно быстрых
процессорах программная обработка звука при этом требует
меньше процессорного времени, чем технология DirectSound3D.
На уровне драйверов имеется менеджер ресурсов, который,
подобно менеджеру Aureal, позволяет разработчикам игр выбирать
наиболее важные звуковые потоки и проигрывать их аппаратно с
использованием 3D-звука, а для остальных использовать обычный
- 342 -
стереозвук (рис. 13.7).
Рис. 13.7. Логотип Sensaura 3D
Стандарт Q3D. Стандарт разработан компанией QSound (рис.
13.8). Имеет ограничение на вывод только на две колонки, но,
несмотря на это, качественные фильтры позволяют получить
неплохой стереозвук. Расположение колонок при этом не так
важно, как, например, при использовании технологии A3D.
Меньше всего (по сравнению с предыдущими стандартами) создает
нагрузку на центральный процессор. Имеется две модификации:
Q3D и Q3D 2.0. Поддерживается звуковыми чипами VLSI
Thunderbird 128, Trident 4DWAVE-DX.
Рис. 13.8. Логотип QSound
Существует еще несколько стандартов, определяющих методы
кодирования звуковых файлов для дальнейшего воспроизведения с
установленным качеством звучания.
Стандарт Stereo. Для большинства пользователей этот термин
равнозначен двум независимым каналам звука, хотя в момент
своего появления стереозвук представлял собой 3-канальную
систему воспроизведения звука в кино. Но технологии,
применявшиеся в те времена, ограничили стереозвук двумя
дорожками: грампластинки имели только два канала, FM-радио
тоже не позволяло иметь больше двух каналов.
Стантарт Sound Surround. Термин был придуман в то далекое
время, когда многоканальные фонограммы для фильмов стали
использоваться в домашних условиях. Привычный термин "стерео" ассоциировался у
всех пользователей с обычными двумя каналами, поэтому для
продвижения на рынок "нового" продукта ввели оригинальное
громкое название.
Стандарт Dolby Surround Pro Logic. Звуковое сопровождение
видеопрограмм, записанное с использованием технологии
кодирования звука "Dolby Surround", несет в себе больше
информации о расположении источников звука по сравнению с
обычным стереозвуком. Формат включает в себя четыре канала:
правый, центральный, левый и дополнительно еще один канал с
- 343 -
ограниченной полосой частот (от 100 Гц до 7 кГц) для объемного
("окружающего") звука, который подается на тыловые колонки.
Технология Dolby MP (Motion Picture) позволяет иметь четыре
звуковых канала в стандартном двухканальном формате стерео,
который пригоден для записи и передачи с помощью привычной
стереотехники. Когда такой сигнал воспроизводится на обычной
аппаратуре, эффекты объемного звука недоступны, и только после
декодирования на специальной аппаратуре, поддерживающей
режим Dolby Pro Logic, становятся доступны все четыре канала.
Стандарт Dolby Digital. Полное название этого формата Dolby
Digital 5.1, он содержит в себе 6 каналов звуковой информации,
пять из которых широкополосные (левый, центральный, правый,
левый тыловой, правый тыловой) и один узкополосный,
используемый для низкочастотных эффектов — канал сабвуфера. С
точки зрения восприятия пространственного звука алгоритм Dolby
Digital — это большой шаг вперед по сравнению с Dolby Surround
Pro Logic, где вместо двух полноценных широкополосных тыловых
каналов используется только один, а' выделенного низкочастотного
канала нет. Для снижения объема данных и шумоподавления
применяется технология АС-3, также разработанная Dolby
Laboratories. В бытовой аппаратуре технология Dolby Digital
является стандартом звукового сопровождения на DVD и используется для телевидения высокой четкости — HDTV, а также в
системах кабельного и спутникового телевидения. Также формат
Dolby Digital с применением технологии АС-3 служит для записи
музыкальных произведений. Файлы, записанные в таком формате,
имеют расширение АСЗ.
Стандарт Dolby Digital формально не является форматом
воспроизведения 3D-звука и не может использоваться, например, в
играх для поддержки самой игровой среды. Звук, записанный
согласно Dolby Digital, ничем не отличается от обычного аудио и не
может быть получен "искусственным" путем, а только
соответствующей записью реального, "живого" звука и не может
быть изменен после записи. Поэтому Dolby Digital-звук может сопровождать фильм, концертную запись и т. п. и будет записан на
обычной звуковой дорожке к видеофайлу.
Для воспроизведения звукового сигнала формата Digital Dolby
требуется выполнить три условия.
□ Источник звука Dolby Digital. Сегодня существует
- 344 -
единственный источник — DVD- видеодиски.
□ Декодер сигнала Dolby Digital. Крупнейшие производители
звуковых плат, такие как Creative Labs, Turtle Beach, Diamond
Multimedia, объявили о том, что они собираются в своих новых
платах реализовать соответствующие декодеры, но как дело
обстоит на самом деле неизвестно. Реализовать звук Dolby Digital,
имея большое количество колонок и компьютер, пока нельзя.
□ Соответствующая акустическая система. Должно быть, как
минимум, 4 колонки, максимум — 5 колонок и сабвуфер. В
компьютерных колонках роль сабвуфера могут играть
низкочастотные динамики, входящие в состав фронтальных
акустических систем, именно они будут издавать звуки взрывов,
землетрясения.
Интегрированные звуковые платы Технология
интегрированного звука
Практически все интегрированные звуковые платы строятся
на основе стандарта АС'97, который разработан компанией Intel.
Согласно этому стандарту звуковой контроллер разделен на две
независимые части: цифровой контроллер (DC97) и аналоговый
кодек (АС'97), они связаны между собой последовательным
цифровым каналом AC-Link. Функции цифрового контроллера
строго не регламентируются. Он может содержать универсальный
или специализированный звуковой процессор для обработки звука,
табличный волновой синтезатор, модуль поддержки DOS-звука,
кодер-декодер Dolby и DTS и т. п., а может просто отвечать за
обмен данными между системной шиной и кодеком. Именно
последний вариант хорошо подходит для интеграции, т. к. требует
минимум аппаратных компонентов.
Кодек АС'97 представляет собой микросхему (4x4 см, 48
выводов), которая отвечает за преобразование звука в аналоговую
форму при воспроизведении и в цифровую форму при записи звука.
Стандартный кодек может содержать следующие
функциональные блоки:
□ 16-разрядные ЦАП и АЦП, а также аналоговый микшер;
□ до четырех линейных стереовходов и до двух моновходов;
□ один или два микрофонных входа с возможностью усиления
(+20 дБ);
□ один линейный стереовыход;
□ дополнительные линейные выходы: для наушников, 4- и 6- 345 -
канальной акустической системы;
□ расширенные возможности управления питанием.
Некоторые более "продвинутые" кодеки могут содержать
следующие необязательные блоки:
□ увеличение разрядности ЦАП и АЦП до 18 или 20 бит;
□ аппаратное преобразование частоты дискретизации;
□ управление громкостью и тембром с разделением
настройки низких и высоких частот;
□ отдельный вход для записи голоса;
□ поддержку независимого цифрового выхода S/PDIF
(требование спецификации v2.2);
□ определение типа, подключенного к каждому входу или
выходу устройства по его сопротивлению (требование
спецификации v2.3).
Функции необязательных блоков могут быть реализованы
программными методами, на уровне драйверов кодека АС'97. Это в
первую очередь относится к организации эквалайзеров, увеличения
разрядности данных, расширенных стереорежимов. Таким образом,
от самого кодека зависят такие параметры, как соотношение
сигнал/шум, уровень сигнала на выходе, нелинейные искажения,
передача различных частот, поддержка нескольких аналоговых и
цифровых входов/выходов. Различные звуковые эффекты (позиционирование, реверберация), работа с MIDI-звуком, общее
качество работы зависят от возможностей цифрового контроллера и
его драйверов.
Практическое применение интегрированного звука
Большинство интегрированных звуковых плат состоит из
встроенного в микросхему южного моста чипсета контроллера и
расположенного на материнской плате кодека. Существует
возможность подключения кодека, размещенного на плате
расширения, но для этого потребуется наличие специального
разъема — AMR, CNR или ACR. Однако такое решение не
получило популярности, поэтому материнские платы с подобными
разъемами постепенно исчезают с рынка. Дело в том, что звуковой
кодек проще разместить прямо на материнской плате, а сетевые
платы и модемы, 'которые также могут использовать этот разъем,
оказываются, как правило, слишком простыми по устройству,
чтобы обеспечить необходимое качество работы (рис. 13.9).
Функции обработки звука зачастую целиком возлагаются на
- 346 -
драйверы, которые пишут (обратите внимание) и разработчики
чипсетов, и разработчики кодеков, причем у последних это
получается намного лучше. Некоторые драйверы даже
поддерживают многополосный эквалайзер, имитацию звуковой
среды, а также позиционируемый 3D-звук, благо мощности
современных процессоров вполне для этого хватает.
Рис. 13.9. Внешний вид звуковой платы с интерфейсом AMR
Сегодня интегрированный звук практически избавился от
недостатков самых первых решений, таких как повышенный
уровень шума, искажений и наводок, низкий выходной уровень.
Правда, некоторые недостатки все-таки остались: некачественное
воспроизведение низких и высоких частот, плохая поддержка
интерфейса MIDI, полное отсутствие поддержки режима MS-DOS
либо сильное его ограничение. У разных производителей эти
ограничения имеют различную "степень тяжести", но все они, как
правило, никогда не указывают, какой именно кодек используется в
конкретной модели материнской платы.
Наибольшее распространение сегодня получили очень
дешевые звуковые процессоры CMedia CMI8738, а также его
модификации CMI9738 и CMI9739 (рис. 13.10). Кодек разработан
компанией CMedia (http:// www.cmedia.com.tw/), которая известна
как производитель PCI-плат на основе первой модификации кодека,
которые отличались не только дешевизной, но и невысоким
качеством работы (рис. 13.10).
- 347 -
Рис. 13.10. Внешний вид микросхемы звукового кодека
(CMI9738 слева и CMI8738 справа)
Несмотря на то, что кодеки CMedia не поддерживают
спецификацию АС'97, а также имеют низкое качество звука, они
получили высокую популярность благодаря поддержке следующих
функций: позиционирование 3D-звука, шесть каналов звука,
цифровой вход/выход, поддержка переменной частоты
дискретизации. Поэтому этот чип можно встретить не только на
материнских платах от компаний EliteGroup и Chaintech, но и на
"фирменных" экземплярах от ASUSTek.
Другим не менее популярным решением интегрированного
звука можно считать кодеки ALC компании Realtek, которая
известна всем своими сетевыми платами и тактовыми
генераторами. Если быть более точным, то разработкой звуковых
кодеков занимается отдельное подразделение, имеющее
собственное название: Avance Logic (http://www.avance.com.tw/).
Старые модели кодеков Realtek, ALC100 и его модификации
работают только с фиксированной частотой дискретизации 48 кГц,
поэтому при воспроизведении звука со стандартной
дискретизацией 44,1 кГц появляются дополнительные гармоники,
что делает звук менее чистым. На современных материнских платах
чаще используют более качественные кодеки ALC201A и ALC650.
Первый позволяет воспроизводить 2-канальный, а второй -6канальный звук. Они слабовато воспроизводят низкие частоты, зато
обладают более широким динамическим диапазоном, чем их
предшественник, и довольно качественным линейным входом.
Самая новая модель этого кодека носит название ALC650.
Распространенные сегодня материнские платы на базе этого кодека
обладают, к сожалению, большим количеством недостатков, чем
преимуществ (по сравнению с предыдущими моделями). Так,
например, некорректно работает 6-канальный звук, т. к. он
производит обычный стереозвук только при включенном режиме
имитации звуковой среды либо при позиционировании звука в
пространстве.
Не так давно в продаже часто встречались материнские платы
с кодеками AD1881, AD1885 или AD1981A, которые произведены
американской компанией Analog Devices (http://www.analog.com/).
Сегодня эти кодеки используются, наверное, только одним
производителем материнских плат — Intel.
- 348 -
Производством интегрированных звуковых чипов занимается
тайваньская компания VIA, которая всем известна своими
чипсетами (http:// www.via.com.tw/). Правда, такой кодек (модели
VT1611A и VT1612A) можно встретить лишь на материнских
платах, произведенных самой VIA. Они обладают 18-разрядным
звуком, нефиксированной частотой дискретизации, низким уровнем
шума и минимальными искажениями, а драйверы практически не
имеют никаких настроек. Последняя модификация имеет цифровой
вход/выход.
До недавнего времени на платах от GigaByte можно было
встретить кодеки компании SigmaTel (http://www.sigmatel.com/).
Наиболее популярной была модель STAC9721T.
При неразборчивой маркировке модель звукового
контроллера можно определить по нанесенной эмблеме. Сразу
стоит отметить, что микросхема кодека, как правило, расположена
на краю материнской платы, обращенной к задней стенке
системного блока, возле разъемов шины РС1. Основные кодеки
несут на себе следующие эмблемы:
□ AD1881 (эмблема в виде треугольника, вписанного в
квадрат);
□ ALC100 (обычно без эмблемы);
□ ALC200 (эмблема в виде прямоугольника, стоящего на
короткой стороне и по правой длинной стороне несколько крупных
зубьев, похожих на зубья пилы);
□ Yamaha754 (обычно без эмблемы);
□ SIGMATEL (эмблема в виде наложенных друг на друга
букв E и Т);
□ Realtek (эмблема, похожая на оленьи рога);
При выборе материнской платы с интегрированным звуком
обратите внимание не только на модель кодека, но и на то,
использовал ли производитель все его потенциальные
возможности. Например, очень часто на плате отсутствует
цифровой вход/выход, несмотря на его поддержку со стороны
звукового чипа, и может не быть линейного и микрофонного входа.
Обратите также внимание на наличие внутренних линейных входов
для подключения, например, модема или CD-ROM (DVD-ROM).
Еще раз стоит упомянуть о том, что производители чипсетов, как
правило, пишут не очень хорошие драйверы для интегрированных
звуковых чипов, поэтому обязательно следует поискать сайт
- 349 -
производителя самого чипа и скачать оттуда последнюю версию
драйвера (возможно, с этим появятся новые возможности либо хотя
бы устранятся досадные недочеты или ошибки). Это очень важно,
т. к. для интегрированных устройств особую роль играет именно
программная часть звуковой системы.
Обратите внимание на основные недостатки
интегрированного звука. К которым относятся:
□ высокая чувствительность к паразитным шумам, в
результате которой, соответственно, плохо работают линейный и
микрофонный входы;
□ зависимость качества звучания от мощности процессора.
Все эффекты, рассчитанные на работу с 3D-звуком, реализованы
программно, поэтому качество звучания достаточно сильно зависит
от мощности центрального процессора;
□ склонность к аппаратным конфликтам всех
интегрированных устройств.
А теперь немного про разъемы так называемых Soft-звуковых
плат. Называются они, как уже упоминалось, AMR, ACR и CNR.
Они представляют собой гибкое и совсем недорогое решение для
реализации интегрированного многоканального звука, а также
LAN, ADSL и других коммуникациейных систем. Такой высокий уровень интеграции на
единственной плате помогает существенно снизить затраты на
производство. Благодаря этому платы получили название Riser Card
(повышающая карта). Помимо всего прочего технология позволяет
сэкономить слоты PCI, точнее вообще их не размещать на
материнской плате, тем самым значительно уменьшив размер
последней.
Акустические системы
Акустические системы (колонки) бывают пассивными и
активными. Пассивные колонки значительно более дешевы, чем
активные, т. к. они представляют собой обыкновенные динамики в
пластмассовом корпусе. Для работы они используют маломощный
усилитель на звуковой карте. Это приводит к тому, что громкость
зачастую можно регулировать только программными средствами
(собственного регулятора большинство карт не содержит). Кроме
того, встроенный усилитель в основном приспособлен к работе с
наушниками. За счет наводок от других компонентов использование встроенного усилителя вносит в получаемый звуковой сигнал
- 350 -
дополнительные помехи, особенно проявляющиеся при большой
громкости. Активные же колонки всех этих проблем лишены: они
имеют собственный, достаточно качественный усилитель и
отдельное питание. В результате активные колонки способны
получать сигнал с линейного выхода звуковой карты, где
дополнительные помехи отсутствуют. Поэтому пассивные колонки
сегодня в продаже практически не встречаются.
Очень важно, чтобы хорошее качество звуковой платы
поддерживалось звуковыми колонками. Рассматривая акустические
системы для персональных компьютеров, сразу следует отметить,
что в целом они, как правило, проигрывают аналогичным системам
для Hi-Fi музыкальных центров. Дело в том, что на них в большой
степени действуют ограничения по габаритным размерам.
Невозможность размещения низкочастотного динамика достаточно
большого размера приводит к ухудшенному воспроизведению
низких частот (басов). Очень часто в компьютерных акустических
системах используется единственный динамик, якобы работающий
во всех звуковых диапазонах, что на самом деле не дает получить
действительно качественный звук. В наиболее качественных
колонках количество динамиков, как правило, не превышает двух.
Рекомендации
по выбору звуковой платы
Как приятно сознавать, что только что купленный компьютер
оказался таким "умным": и рисует, и поет, только что не пляшет.
Старый магнитофон сразу же оказывается заброшенным в пыльную
кладовку за полной ненадобностью. Ведь на компьютере звук музыки кажется намного
более качественным, чистым и объемным. Действительно, ведь на
магнитофоне приходилось бороться с шипением и потерей качества
магнитной пленки, грампластинки трещали и постоянно
царапались, а на компьютере звуки остаются в "девственной" своей
чистоте и качестве. Только вот одна проблема: компьютер
"существо" цифровое, поэтому приходится хранить все звуки в
цифровом виде, тогда как сам звук имеет аналоговую природу. Это
и есть поле боя, на котором сегодня "бьются" производители так
называемых звуковых плат, предназначенных для реализации
звуковых возможностей компьютера.
Качество преобразования, как уже отмечалось, зависит от
нескольких параметров, в свою очередь имеющих свои
- 351 -
собственные термины, которые с первого взгляда ни о чем не
говорят. Давайте рассмотрим основные (первый источник
информации о звуковой плате это коробка или инструкция по
эксплуатации, поставляемые вместе с устройством).
□ Децибел (дБ, dB). Логарифмическая единица измерения
силы звука. Параметр показывает, насколько громко
воспроизводится звук.
□ Отношение "сигнал/шум"(S/N, SNR). Отношение уровня
сигнала к шуму, в импульсных помехах обычно имеется в виду
значение амплитуды, а в случайных помехах —
среднеквадратичные несущие изменения. Параметр показывает,
насколько "чист" воспроизводимый звук.
□ Суммарный коэффициент гармоник. Мера гармонических
искажений, получаемая отношением мощности всех гармоник,
имеющихся на выходе системы, к мощности основной частоты,
получаемой на выходе системы. Параметр показывает, насколько
точно воспроизводится звук. Отдельно вычисляется для звуковой
платы и акустики.
Сразу же стоит отметить, что разница в звучании между
различными моделями звуковых плат может быть замечена только
при прослушивании музыки в высококачественных наушниках.
Активные колонки, как правило, дополнительно облагораживают
звук, поэтому они не способны отразить истинное качество
звучания платы.
Если вас интересует высокое качество звука, то наиболее
интересными для вас будут торговые марки Creative (SB Live! и
Audigy) и Aureal (Vortex 1 и Vortex 2). Кодеки от SigmaTel имеют
довольно неприглядные характеристики: усиление басов в ущерб
средним частотам, из-за чего не рекомендуется выводить громкость
на максимальное положение, несбалансированность стереоканалов.
Кодеки от компании Cirrus имеют низкие уровни шумов, но
неважно воспроизводят глубокие басы и фонограммы с резкими
перепадами громкости.
Сложно рекомендовать какую-нибудь конкретную звуковую
плату, т. к. очень часто они не имеют собственного уникального
наименования, а "обзываются" по имени используемых для их
создания звуковых чипов (ESS, Crystal, Yamaha, Aureal Vortex).
Сами чипы выпускаются известными и
весьма уважаемыми компаниями, однако на их основе
- 352 -
выпускается множество "безымянных" звуковых плат, одни из
которых являются почти точными копиями фирменных звуковых
плат, а другие представляют собой низкокачественную подделку.
Не стоит приобретать дешевую звуковую плату, если она уже
снята с производства. Такие продукты практически никогда не
поддерживаются со стороны разработчиков драйверов для новых
операционных систем. То же самое относится к звуковым чипам
(например, YMF724, YMF744).
Следует иметь в виду, что при установке качественной
звуковой платы на процессор будет оказываться значительная
нагрузка, поэтому очень важно найти компромисс между качеством
и производительностью. Звуковые платы для шины ISA сильно
"тормозят" работу всего компьютера, поэтому выбирать звуковую
карту следует только из РСI-плат.
Примечание
Современная звуковая плата обязательно должна иметь один
линейный вход, один линейный выход и один микрофонный вход.
Производители звуковых плат
□ ABIT, http://www.abit.com.tw/. Известный тайваньский
производитель материнских плат и видеоплат. С недавних пор
занимается звуком, выпуская звуковые платы, внешние конвертеры
и акустические системы.
□ AОреп. http://www.aopen.com.tw/. Известный тайваньский
производитель неплохих комплектующих широкого профиля,
включая системные блоки. Звуковая продукция появляется в
продаже лишь периодически.
□ Creative Technology. http://www.soundblaster.com/. Давний
и бесспорный лидер. Все контроллеры и платы компания
производит самостоятельно. Выпускается очень широкий
ассортимент продукции. Звуковые контроллеры нижнего ценового
уровня широко используются в материнских платах. Вся
продукция комплектуется качественными драйверами (что совсем
не типично для этой отрасли) и обширным набором тщательно
подобранного программного обеспечения.
□ Genius. http://www.genius.ru/. Это торговая марка компании
KYE Systems — тайваньского производителя дешевых
периферийных устройств.
□ Guillemot Corporation. http://www.guillemot.ru/.
Мультимедийная компания. Выпускает только "фирменную"
- 353 -
продукцию.
□ Hercules. Торговая марка компании Guillemot. Продукция
довольно дорогая.
□ Media Forte. http://www.mediaforte.com.sg/.
Мультимедийная компания, известная по платам FM-приемников.
□ Philips. http://www.philips.com/. Подразделение называется
PC Sound. Недавний выход на рынок такой именитой компании
должен поднять планку конкуренции, упавшей после ухода со
сцены Aureal и Diamond Multimedia.
□ Voyetra Turtle Beach. http://www.tbeach.com/.
Мультимедийная компания. Продукция традиционно дорогая,
причем не всегда оправданно.
Еще несколько производителей:
□ Advanced Gravis — http://www.gravis.com/
□ Analog Devices — http://www.analog.com/
□ Aztech Labs — http://www.aztech.com.sg/
□ Crystal Semiconductor — http://www.crystal.com/
□ Diamond Multimedia Systems Inc. —
http://www.diamondmm.com/
□ ESS Technology — http://www.esstech.com/
□ Ensoniq — http://www.ensoniq.com/
□ OPTi — http://www.opti.com/
□ Roland — http://www.rolandcorp.com/
Проблемы,
характерные для звуковых плат
Несмотря на то, что звуковая плата используется
исключительно только для работы со звуком, из-за нее может
возникать немало проблем. Например, звуковые платы не
переносят, когда ресурсы компьютера, обычно используемые ими,
отдаются другим устройствам. Издавна рекомендуется оставить
стандартное прерывание и каналы DMA звуковой плате, а вот
конфликтующее устройство попробовать настроить на другие, но
никак не наоборот.
Основные же проблемы возникают с выводом звука: то один
канал перестал "петь", то хрипы появились, то вообще драйвер
показывает отсутствие звуковой платы. Все эти проблемы вполне
можно решить, не прибегая к помощи профессионала, чем мы и
займемся в части ///книги.
ГЛАВА 14
- 354 -
Видеоплата
Видеоплата, она же видеокарта, видеоадаптер или просто
"видео". Самое "древнее" и мало употребляемое название этого
устройства — графический адаптер. Для чего я его вспомнил? Да
потому, что, узнав самое первое название устройства, как правило,
можно догадаться о его предназначении, а иногда и о принципе
работы.
Видеоплата как устройство преобразует цифровые сигналы,
которые поступают от центрального процессора, например, по
шине PCI в сигналы аналоговые, понятные любому монитору.
Существуют, конечно, модели мониторов с цифровыми входами,
которые позволяют подключать к ним электронные устройства
практически напрямую, но они довольно редки, да и стоят они до
неприличия дорого. Кстати, цифровые входы становятся традиционными для некоторых LCD-мониторов. В принципе,
мониторы с аналоговым входом вполне удовлетворяют
практически всем необходимым требованиям: достаточно хорошее
качество отображаемой картинки в них неплохо совмещается с
относительно невысокой ценой.
Самое главное мы выяснили. Видеоплата позволяет
компьютеру адаптироваться к монитору, на котором мы может
наблюдать за его работой. Примерно такую же роль играет
осциллограф в лаборатории радиолюбителя — он позволяет
наглядно посмотреть (показать), чего же там напаяно и как все это
работает и работает ли вообще. В нашем случае, дело обстоит немного сложнее — на монитор выводятся не какие-то непонятные
образы и цифры, а вполне конкретные буквы и рисунки. Монитор
современного компьютера вполне может заменить телевизор.
Устройство видеоплаты особенно никогда не заботило
производителей компьютеров. Операционная система MS-DOS
использовала, как известно, преимущественно текстовый режим
работы. Но вот пришел Windows... Если описать все изменения,
которые произошли в видеоплатах за период существования IBM
PC, то, скорее всего, получится многотомное произведение
вроде "Большой Советской энциклопедии" — так много всего
нового появилось. Сегодня практически все разработки ведутся в
нескольких направлениях.
1. Улучшение качества изображения — существует
несколько параметров, которые влияют на качество картинки
- 355 -
выводимой на монитор. Это разрешение изображения, глубина
цветовой гаммы, частота обновления экрана и т. п. Здесь речь идет
о выводе статической картинки, например, окна программы
Microsoft Word.
2. Улучшение качества изображения в играх — основное
отличие данного направления от предыдущего это обработка
активной картинки, когда изображение на мониторе постоянно
изменяется в непредсказуемой форме (компьютер ведь не знает,
куда вы направите героя игры в следующий момент). На качество
картинки влияют такие параметры, как пропускная способность
шины, через которую "общаются" процессор и видеоплата,
скорость работы видеопроцессора и т. п.
3. Уменьшение нагрузки на центральный процессор — это
направление появилось, когда центральный процессор перестал
справляться с постоянно возрастающим качеством изображения, а
повышать качество хотелось все больше и больше.
В результате эволюции в структуре видеоплаты появилось
множество компонентов, частично или полностью выполняющих
функции центрального процессора. Сначала появились функции
"ускорения" 2D-графики, затем разработчики овладели и сложной
сферой трехмерного изображения. Персональный компьютер
постепенно превращался из обыкновенной "игровой приставки" в
мощный игровой центр.
Обработка 3D-изображения в компьютере имеет одну
интересную особенность. Мало того, что требуется рассчитать
трехмерную сцену со всеми необходимыми текстурами, ее еще
нужно преобразовать в такой вид, чтобы изображение нормально
выглядело в двух плоскостях монитора. Фактически для
отображения трехмерных объектов на экране монитора
используется псевдо-3D, что требует дополнительных
вычислительных мощностей.
Современная видеоплата представляет собой настоящий
мини-компьютер — имеются собственный процессор, оперативная
память, внутренняя и внешняя шины — все, что требуется для
создания электронно-вычислительной машины. Но, несмотря на
столь резкие изменения, предназначение видеоплаты нисколько не
изменилось: она по-прежнему преобразует цифровые сигналы
шины компьютера в понятные любому монитору аналоговые сигналы.
- 356 -
Сравнительно недавно широкое распространение получили
видеоплаты, имеющие два независимых выхода на мониторы —
возможность, которая ранее была доступна только при помощи
установки второй видеоплаты. Для этого в чипы и драйверы была
встроена поддержка второго выхода, а на
плату установлен второй преобразователь цифрового сигнала
в сигнал аналоговый. Как правило, возможности второго
преобразователя более скромные по сравнению с основным,
например, разрешение экрана при определенной частоте
обновления значительно уменьшается. К тому же использование
функций второго монитора обычно приводит к снижению общей
производительности видеосистемы, т. е. игры, скорее всего,
работать не будут. Основные возможности видеоплат с двумя
выходами могут быть следующими:
□ расширение рабочего стола на второй монитор с
возможностью задавать для второго монитора независимое
разрешение и частоту обновления экрана — это позволяет
применять компьютер для демонстрации какого-нибудь
видеоэффекта, например, используемого программой Winamp;
□ клонирование рабочего стола на второй монитор или
телевизор — режим позволяет использовать компьютер при
обучении, скажем, для показа действия какой-нибудь программы.
При этом преподаватель может спокойно работать за своим
компьютером, а студенты могут наблюдать его действия по
второму монитору;
□ вывод на второй монитор или телевизор независимой
картинки, например, DVD-фильма — этот режим можно
использовать, например, когда кто-то один сутками сидит в
Интернете, а всем остальным хочется посмотреть новый DVDфильм;
□ вывод на второй монитор увеличенной части изображения,
выводимого на первый монитор — это можно использовать либо
для демонстрации чего-нибудь, либо при обучении, когда
преподаватель спокойно работает за своим компьютером, а
студенты наблюдают за его действиями по второму монитору.
Стоит отметить, что наиболее качественно большая часть этих
функций реализована в видеоплатах от компании Matrox.
Современные видеоплаты позволяют работать в двух
графических режимах. Первый (VGA) используется в защитном
- 357 -
режиме Windows, когда в память компьютера загружается
минимальный набор простейших драйверов. При этом
устанавливается разрешение экрана 640x480 точек, причем
используется 16-цветовая палитра. Второй режим (SVGA)
фактически стал стандартом для вывода изображения на экран
монитора. Использование этого режима позволяет выбирать
практически любое разрешение экрана и цветовую палитру,
соответствующую 65 536 (High Color) или 16,7 млн. оттенков (True
Color). Большая часть видеоплат поддерживает следующие
разрешения: 800x600, 1024x768, 1152x864, 1280x1024, 1600x1200.
Все платы SVGA совместимы с более ранними, т. е. адаптер SVGA,
способный работать при разрешающей способности в 1280x1024,
может также воспроизводить изображение и с более низкими
значениями разрешающей способности.
Обычный телевизор, как вы видите, не может конкурировать с
компьютерным монитором по качеству изображения (в частности, в
области разрешения). Но, несмотря на это, вывод изображения с
компьютера на телевизор до сих пор остается актуальной темой.
Особенно остро она поднимается, когда затрагивается вопрос
воспроизведения видеозаписей в реальном времени. Сегодня
компьютеры стали достаточно мощными, чтобы без проблем
воспроизводить полноэкранные DVD-фильмы. Вот здесь-то мы и
вспоминаем, что телевизор, во-первых, имеет гораздо больший
размер экрана, во-вторых, располагается он более удобно для
совместного просмотра. И в третьих, к телевизору чаще, чем к
компьютеру, подключается качественная звуковая система вроде
"домашнего кинотеатра". К тому же низкое разрешение
телевизионного кинескопа позволяет скрыть недостатки сжатого
видеоизображения (размытость мелких деталей и т. п.).
Спрос порождает предложение, поэтому сегодня практически
каждый производитель видеоплат может предложить хотя бы одну
модель с имеющимся на ней видеовыходом, а то еще и
видеовходом, позволяющим записывать на жесткий диск
изображение, поступающее, например, с обычного видеомагнитофона, и преобразовывать его в популярный формат MPEG4.
Устройство и принцип работы видеоплаты
Современная видеоплата выглядит следующим образом (рис.
14.1):
□ вся электронная схема видеоплаты размещена на обычной
- 358 -
плате расширения, устанавливаемой в стандартный слот шины ISA,
PCI или AGP;
□ соединение с монитором организовано посредством
стандартного D-об-разного разъема, выведенного на заднюю
панель системного блока;
□ на печатной плате размещаются: видеопроцессор,
видеопамять, микросхема ПЗУ и микросхема цифро-аналогового
преобразователя (ЦАП).
Принцип работы простейшей видеоплаты вполне предсказуем
и представляет собой обыкновенное цифро-аналоговое
преобразование. Все остальные компоненты нужны в основном для
того, чтобы придать видеоплате законченный вид платы
расширения, т. к. в принципе можно было ограничиться одним
только преобразователем.
Первые видеоплаты имели достаточно простой принцип
работы: видеопроцессор занимался генерацией синхросигналов,
которые формировали прямоугольный растр (сплошной белый
фон), на котором при помощи управляющих сигналов рисовалось
изображение. Видеопамять служила для хранения текущей
картинки, т. е. являлась частью системы регенерации экрана
монитора — центральный процессор занимался только
перерисовкой изображения. Микросхема ПЗУ содержала
специальные программы инициализации видеоплаты при
включении компьютера, а цифро-аналоговый преобразователь занимался обработкой цифровых сигналов,
которые использовались для прорисовки изображения. Как видите,
ничего сложного нет. Современные видеоплаты выполняют
значительно большее количество функций, поэтому мы рассмотрим
более подробно каждый из ее компонентов.
- 359 -
Рис. 14.1. Внешний вид видеоплаты AGP
Видеопроцессор
Видеопроцессор, он же "видеочип" или просто "чип". На
плате, как правило, не виден из-за установленного радиатора.
Является ядром любой видеоплаты, от его возможностей зависит
качество изображения и функциональные возможности конечного
продукта — видеоплаты. Зачастую название чипа становится
нарицательным, характеризующим целое семейство видеоплат.
Например, до сих пор очень громко звучит название "GeForce" —
оно говорит о широких возможностях и высокой
производительности плат на основе этого чипа. Виной тому стало
действительно качественное исполнение видеоплат на основе
первого поколения видеопроцессоров GeForce (рис. 14.2).
Компания nVidia, выпустившая этот популярный чип, практически
всегда использует это "раскрученное" имя в названии своей
продукции, придумывая только различные приставки вроде
GeForce256 и т. п. В качестве еще одного примера можно назвать
поколение видеоплат Radeon, используемого конкурирующей
компанией ATi.
Сегодня очень часто можно встретить название "видеоплата с
ускорителем". Давайте разберемся, что это такое и "с чем его едят".
Однажды одна компания, имя которой 3dfx, решила проблему
вывода на экран монитора изображения высокого качества без
сильной загрузки центрального процессора. Специалисты этой
компании придумали разместить на отдельной плате
расширения специализированный микропроцессор, который
занимался основными вычислениями при построении трехмерного
изображения. Естественно, что без хорошей программной
поддержки ничего бы не получилось — были разработаны
соответствующие драйверы и правила написания игровых
программ. Отныне центральный процессор мог спокойно заниматься обработкой нажатых клавиш и выводом звука на колонки,
что позволило использовать в играх намного более качественное
изображение, чем было возможно при традиционной организации
вывода. По сути, видеоускоритель ничего не ускоряет, просто он
позволяет освободить далеко не резиновые ресурсы процессора,
что в конечном итоге положительно сказывается на обшей
производительности компьютера. В современной видеосистеме
функции ускорителя выполняет видеопроцессор (очень уж модно
- 360 -
сегодня производить продукцию в стиле 3 в 1).
Рис. 14.2. Один из самых популярных видеочипов компании
nVidia
Структура чипа оптимизирована в основном под выполнение
специфических задач формирования изображения. Задача
разработчиков облегчается тем, что для просчета даже самого
сложного трехмерного изображения используются довольно
простые формулы. Основная задача видеопроцессора — очень
быстро выполнить большое количество простых вычислений. Этого
не могут делать даже самые мощные центральные процессоры, т. к.
им приходится одновременно обрабатывать очень большое
количество запросов. "Облегченный" таким образом режим работы
видеопроцессора позволяет упростить его структуру, например,
исключить из схемы различные системы предсказания ветвлений и
т. п., ведь для любой видеосистемы характерно перемещение
последовательных массивов данных.
Практически любой видеопроцессор имеет в своем составе
большое количество параллельно работающих блоков, в функции
которых входят строго определенные вычисления. Например, одна
часть электронной схемы занята прорисовкой стандартных окон
Windows, другая ответственна за формирование курсора и т. п. Это
позволяет значительно ускорить работу видеосистемы и
дополнительно разгрузить центральный процессор. Качество
исполнения отдельных блоков может резко отличаться у чипов,
разработанных разными компаниями. Так, например,
видеопроцессоры от компании Matrox всегда славились высоким
качеством обработки 2D-изображения.
Современные технологии обладают весьма неприятным, но
ощутимым для кармана пользователя недостатком — очень
высокой себестоимостью, что
отрицательно сказывается на конечной цене продукции.
Поэтому самые известные производители выпускают две категории
чипов — помимо "полных" версий на рынке появляются их
"урезанные" варианты, в которых может быть, например,
уменьшена разрядность внутренней шины чипа, скорость работы и
т. п.
- 361 -
И еще один момент. Современные видеочипы из-за высокой
скорости работы (до 300 МГц) довольно сильно нагреваются.
Поэтому для их нормальной работы зачастую требуется активная
система охлаждения: радиатор плюс вентилятор (рис. 14.3).
Качество охлаждения видеоплаты ничуть не менее важно, чем
охлаждение того же центрального процессора. Иногда, при
несоответствии мощности охлаждающей системы выделяемому
количеству тепла, пластмассовый корпус вентилятора оплавляется.
Так что имейте это в виду, покупая плату только с одним
радиатором — без принудительного охлаждения она может
работать крайне нестабильно.
Рис. 14.3. Внешний вид кулера, установленного на
видеопроцессоре
Видеопамять
Как и любому микропроцессору, видеочипу для нормальной
работы требуется собственная оперативная память, чтобы
размещать в ней промежуточные результаты вычислений, а также
конечные их результаты. Для того чтобы отличать эту
разновидность оперативной памяти от основной памяти
компьютера (кстати, тоже оперативной), применяют термин
"видеопамять" (рис. 14.4).
Видеопамять используется не только при работе чипа, здесь
же хранится образ текущего изображения. Если изображение
неподвижно, то при регенерации экрана не производится его
повторный просчет, а просто берется
готовый образ. Чем выше текущее разрешение экрана, тем
больше видеопамяти требуется для его хранения. Например, для
экрана с разрешением 1024x768 точек с глубиной цвета High Color
требуется около 2 Мбайт видеопамяти, в то время как для экрана с
разрешением 800x600 точек с глубиной цвета High Color
- 362 -
достаточно 1 Мбайт видеопамяти.
Рис. 14.4. Внешний вид чипов памяти, используемых на
видеоплатах
Применение отдельной памяти позволяет избежать конфликта
совместного доступа к памяти при одновременной работе
центрального процессора и видеопроцессора.
В современных видеоплатах применяются модули памяти,
собранные по технологии DDR SDRAM. Этот тип памяти как будто
специально создан для применения в видеосистеме — высокая
скорость работы при последовательном чтении/записи как нельзя
кстати подходит для размещения в ней массивов данных,
характерных для современных игр. Более подробно о
функционировании этого вида памяти см. в гл. 9, посвященной
описанию оперативной памяти компьютера.
Некоторые наиболее дешевые видеоплаты продолжают
использовать более медленный тип памяти SDRAM или его
модификацию SGRAM, которая лучше оптимизирована для
последовательных циклов чтения/записи.
Существует миф о том, что чем больше видеопамяти, тем
более реалистичным будет изображение. Это неверно, т. к.
практически все вычисления осуществляются в основной памяти
компьютера, а видеопамять предназначена для хранения текущего
экрана. Конечно, видеопроцессор использует ее также для
размещения некоторых переменных при вычислениях, но основные
элементы изображения (например, текстуры) все-таки хранятся в
основной памяти. Сделано это по двум причинам. Первая причина
— центральный процессор продолжает принимать участие в
обработке видеоизображения, пусть его роль сведена к минимуму,
но все-таки. Поэтому остается необходимость его быстрого доступа
к любым составляющим изображения, что может быть обеспечено
только при их размещении в основной памяти. Вторая причина —
реалистичное изображение высокого качества занимает такие
объемы, что оно просто не помещается в ограниченном объеме
видеопамяти. Быстрый доступ видеопроцессора к основной памяти
организовать намного проще, поэтому вместо того, чтобы
- 363 -
размещать дорогостоящие модули памяти на видеоплате,
разработчики пошли другим путем: они решили использовать
основную память. При необходимости быстрого доступа
применяется механизм прямого доступа к памяти, что несколько
напоминает более известные режимы DMA и Bus-Master для шины
PCI. При этом центральному процессору достаточно записать
результаты своих вычислений в основную память, а сам
видеопроцессор самостоятельно решает копировать эти данные в
видеопамять или напрямую выводить на экран монитора.
Фактически некоторая часть основной памяти компьютера является
логическим продолжением видеопамяти, т. е. она не заменяет ее, а
продолжает.
Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что качество
выводимого изображения в играх зависит в основном от
пропускной способности канала процессор—видеоплата, а объем
важен только для вывода качественной статической картинки.
На современных видеоплатах применяют двухпотоковую
организацию видеопамяти, которая позволяет практически
одновременно производить различные операции с двумя
независимыми банками памяти. Например, пока первый банк
"занят" выводом изображения на экран монитора, во второй банк
загружается экран, следующий непосредственно за первым.
Правда, такой режим требует увеличения объема памяти по
сравнению с традиционными методами.
Стоимость модулей памяти неуклонно снижается, чем спешат
воспользоваться производители видеоплат. Если раньше
увеличение объема видеопамяти значительно сказывалось на цене
платы, то сегодня разница между объемом 32 и 64 Мбайт стала
практически незаметной по сравнению с отличием в стоимости
различных чипов. Практически все современные мощные платы
комплектуются модулями DDR-памяти объемом 128 Мбит, что
постепенно делает видеоплату все более независимым устройством.
Микросхема ПЗУ
Вы, наверное, уже догадались, что может быть записано в
этой микросхеме. Это — видео-BIOS. Очень сложное устройство
видеоплаты не позволяет возложить все функции управления на
драйвер операционной системы. Тем более что драйвер
активизируется только после того, как полностью загрузится
Windows. А до этого видеоплата работает за счет подпрограмм,
- 364 -
записанных в микросхеме постоянной памяти. Видео-BIOS также
отвечает за вывод на экран монитора заставки видеоплаты.
На современных видеоплатах для записи BIOS, как правило,
используется Flash-память, позволяющая программными
средствами изменять содержимое микросхемы. Например,
пользователь может в любое удобное для него время обновить
текущую версию BIOS, чтобы получить доступ к какимнибудь недокументированным возможностям, которые до
этого были заблокированы из-за плохой проработки на момент
выпуска платы. Для этого даже не потребуется перезагружать
компьютер в режиме эмуляции MS-DOS, все прекрасно работает
под управлением операционных систем Windows.
Цифро-аналоговый преобразователь
Эта часть электронной схемы видеоплаты занимает
практически половину всей печатной платы устройства, т. к. для ее
реализации используется достаточно большое количество
аналоговых деталей: конденсаторов, транзисторов, диодов и т. п.
От качества сборки ЦАП зависит то, насколько полноценно будет
использована вычислительная мощность чипа. Неудачная разводка
или применение дешевых компонентов может свести к нулю
использование даже самого мощного видеопроцессора.
Разъем, соединяющий плату с монитором
Для соединения с любым монитором используется
трапециевидный разъем (их еще называют D-образными) с
трехрядным расположением контактов, что является стандартом
для любых устройств, поддерживающих качество изображения
SVGA.
Рис. 14.5. Видеоплата с цифровым выходом и ТВ-выходом
(вид со стороны разъемов)
- 365 -
Помимо стандартного выхода на заднюю панель системного
блока могут быть выведены какие-нибудь другие контакты,
например, разъем видеовыхода или цифровой разъем,
предназначенный для подключения к соответствующему разъему
на мониторе (рис. 14.5). Разъем видеовыхода может быть
в виде RCA-разъема ("тюльпан") или в виде разъема SVHS,
что требует наличия либо оборудования с таким же входом, либо
специального переходника на более распространенный разъем типа
"тюльпан".
Современный видеоинтерфейс AGP
Видеоплата является обычным устройством расширения,
позволяющим увеличить возможности персонального компьютера.
Но, несмотря на столь заурядную роль, она предъявляет самые
серьезные требования к скорости работы компьютера. Самая
главная причина — очень большие объемы данных, которыми она
оперирует. С каждым днем требования к качеству изображения
увеличиваются, что сразу же сказывается на увеличении нагрузки
на все системы компьютера. По традиции все подключаемые
устройства устанавливаются в слоты расширения, которые в свою
очередь электрически подключены к одной из локальной шин
системы. Видеоплата наравне с другими устройствами всегда
пользовалась тем, что есть: сначала шиной ISA, а затем более
высокоскоростной шиной PCI. Но время шло, и разработчики
игровых программ с каждым днем предъявляли все более новые
требования к качеству изображения. Постепенно пропускная
способность самой быстрой шины компьютера (PCI) перестала
удовлетворять потребности, и было принято решение о разработке
принципиально новой технологии передачи данных от процессора
к устройству видеовывода. Так была разработана шина AGP,
которая сегодня стала стандартом практически для всех устройств
вывода изображения.
Аббревиатура AGP произошла от английского наименования
Accelerated Graphics Port, что означает ускоренный графический
порт. Эта шина предназначена для подключения исключительно
графических плат с увеличенной производительностью. Ярким
отличием шины AGP является то, что она напрямую подключена к
блоку управления основной памятью. Такой подход позволил
организовать быстрое переключение доступа к памяти между
центральным процессором и видеосистемой.
- 366 -
Если раньше единственным способом увеличить
производительность видеосистемы было размещение на плате
дополнительных дорогостоящих модулей памяти, то с появлением
новой шины, обеспечивающей очень быстрый доступ к основной
памяти компьютера, в которой можно было располагать часть
изображения, появилась возможность создания не только
быстродействующих, но и недорогих видеоплат.
Но, несмотря на все видимые преимущества, шину AGP
нельзя назвать полноценной шиной, с точки зрения возможностей,
например, шины PCI. Шина AGP обладает высокой пропускной
способностью только в одну сторону — от процессора к плате.
Обратно же данные передаются со скоростью обычной для шины
PCI. Шина AGP не поддерживает многочисленные прерывания, арбитраж, захват шины и т. п. Стандарт AGP сам по
себе не гарантирует повышения производительности. Все зависит
от того, насколько производители видеоплаты смогли использовать
его потенциал. Ведь даже самый лучший и мощный видеочип
можно "обвешать" такой интерфейсной логикой, что сам Билл
Гейтс ужаснется. Реальное повышение производительности в
основном ощутимо только при обработке трехмерных изображений, требующих большого объема памяти для текстур (более 8
Мбайт).
Шина AGP характеризуется следующими техническими
признаками:
□ конструктивно шина представляет собой отдельный
щелевой разъем, очень похожий на слот РС1, но немного меньший
по размеру;
□ напряжение питания видеоплат, подключаемых к шине,
составляет 3,3 В; □ минимальная тактовая частота шины — 66
МГц;
□ пропускная способность при минимальной частоте — 266
Мбит/с (при режиме работы AGP 1х).
Стандарт шины AGP был разработан компанией Intel.
Благодаря этому появилась возможность, не меняя сложившийся
стандарт шины PCI, увеличить пропускную способность канала
процессор—видеоплата, что позволило значительно увеличить
производительность компьютера при обработке трехмерных
изображений без применения дорогостоящих компонентов. Первая
версия стандарта получила название AGP v1.0. Шина
- 367 -
предусматривает возможность передачи данных по обоим фронтам
тактирующего сигнала, что сразу же привело к подразделению на
две разновидности: AGP 1х и AGP 2х. Второй вариант позволяет
увеличить пропускную способность шины вдвое, т. е. до 553
Мбит/с.
Следующим шагом повышения производительности
видеоплат стало появление нового стандарта шины AGP — AGP
v2.0. Он позволил еще в два раза увеличить пропускную
способность шины, доведя ее до уровня 1064 Мбит/с. Помимо
увеличения тактовой частоты было введено несколько
принципиально новых алгоритмов работы: например, механизм
"быстрой записи" допускает запись данных напрямую в
видеопамять, минуя промежуточный буфер в основной памяти
компьютера. Новый режим работы был назван по аналогии с
предыдущими режимами — AGP 4х.
В связи с этим стоит отметить, что любая AGP-плата может
работать в двух режимах:
1. В режиме, когда текстуры хранятся в основной памяти
компьютера, но перед использованием копируются в видеопамять.
Обмен ведется большими пакетами данных без участия
центрального процессора.
2. В режиме, когда текстуры также хранятся в основной
памяти компьютера, но перед использованием данные не
копируются в видеопамять, а выбираются прямо из основной
памяти.
Начало распространения шины AGP связано с некоторым
количеством неудачных разработок в области производства
материнских плат. Непонятно почему, но компания Intel далеко не
сразу раскрыла все тонкости своего изобретения, из-за чего
конкурирующим разработчикам чипсетов (VIA, SiS, ALi) пришлось
самостоятельно исследовать работу нового интерфейса. В
результате на рынок были выпущены платы с неполной
поддержкой "фирменных" видеочипов i740. Видимо из-за
недостатка технической информации по интерфейсу они не смогли
учесть некоторые недокументированные возможности чипа.
В дальнейшем спецификация AGP была полностью
обнародована, и производители чипсетов смогли исправить
обнаруженные ошибки. Для вас эта информация уже мало что
значит, т. к. все современные материнские платы прекрасно
- 368 -
работают с любыми видеоплатами с AGP-интерфейсом. Правда,
использование этого интерфейса накладывает свои требования на
мощность компьютера: например, для нормальной работы AGPплаты необходимо иметь не менее 32 Мбайт основной
(оперативной) памяти, иначе видеоплате негде будет размещать
текстуры изображения.
Относительно недавно заявлено о выпуске видеоплат с
поддержкой режима AGP 8х. Поддержка со стороны материнских
плат уже имеется, но качество работы этих плат пока оставляет
желать лучшего. В принципе, так происходит практически со всеми
новинками — сначала торопятся выпустить продукцию на рынок, а
уже затем начинают лихорадочно исправлять найденные ошибки,
"латать дыры" и т. п.
Интегрированные видеоплаты
Бытует мнение, что интегрированные в материнскую плату
устройства имеют значительно меньшие возможности, чем их
"полные" аналоги, выполненные в виде плат расширения. Это
верно лишь отчасти. Потому что наиболее верным было бы
говорить об уменьшении общей производительности компьютера.
Как уже говорилось, интегрированные устройства используют
общие ресурсы компьютера (центральный процессор, основная
память и т. д.). Посмотрим, насколько точны эти рассуждения для
интегрированных видеоплат.
Самым главным недостатком интегрированного видео всегда
считалось использование в качестве видеопамяти части основной
памяти. Во-первых, занимаемый видеоплатой объем не может быть
использован другими устройствами или программами, во-вторых,
скорость работы основной памяти, как правило, на порядок ниже,
чем скорость памяти, применяемой на отдельных платах
расширения. Дело в том, что на платах расширения используются
совершенно другие схемы управления памятью, что позволяет
более полноценно использовать скоростные характеристики
применяемых модулей (имеются в виду преимущества при чтении
последовательных массивов данных). В последнее время этот
фактор теряет значение, т. к. во-первых, в качестве основной
памяти стали использовать высокоскоростные типы памяти DDR
SDRAM и RDRAM, во-вторых, средний объем основной памяти
современного компьютера в 256 Мбайт вполне позволяет выделить
- 369 -
под нужды видеоплаты, необходимые для нее 32—64 Мбайт.
История гласит, что первые варианты интегрированных
видеоплат были слишком упрощенными, что на самом деле
сказывалось на их производительности. Очень часто графическое
ядро настолько упрощалось, что от видеоплаты фактически
оставался только один цифро-аналоговый преобразователь.
Современные технологии позволили устранить этот недостаток, так
что уже сегодня можно приобрести вполне неплохие варианты
встроенного видео, имеющего:
□ аппаратное ускорение;
□ встроенный цифровой интерфейс для подключения ЖКмониторов с разрешением до 1280x1024;
□ аналоговый интерфейс для подключения ЭЛТ-мониторов и
проекторов с разрешением до 1600x1200;
□ ТВ-выход с возможностью работы в PAL и NTSC.
Впечатляет? Такими параметрами обладает далеко не каждая
отдельная видеоплата.
Некоторые материнские платы помимо интегрированной
AGP-видеоплаты имеют возможность установки внешней AGPплаты (в основном этот разъем отсутствует). Иногда разъем шины
AGP применяется для установки специальных модулей памяти,
которые используются в качестве видеопамяти (RM-04 AIMM
Card). Существуют модели плат с DVI-разъемом, который
предназначен для установки дочерней платы для реализации
цифрового выхода и выхода на телевизор.
Рекомендации по выбору видеоплаты
Чрезвычайно много разговоров ведется о важности выбора
монитора, материнской платы, других компонентов компьютера, а
о видеоплате вспоминают в последнюю очередь. А зря... От
качества видеоплаты сегодня стало зависеть очень многое.
Например, качество разрешения, с которым будет нормально
работать та или иная игра.
Видеоплаты отличаются друг от друга параметрами, к
которым можно отнести нижеприведенные.
□ Интерфейс — сегодня актуально рассматривать только те
видеоплаты, которые подключаются к шине AGP. Как вы уже
знаете, существует несколько модификаций интерфейса этих плат. Самым
актуальным пока что остается режим AGP 4х, более скоростной
- 370 -
режим AGP 8х пока что еще слишком молодой, чтобы серьезно на
него рассчитывать.
□ Объем видеопамяти — наиболее яркая характеристика
видеоплаты, на которую чаще всего обращают внимание при
покупке. Считается, что чем больше памяти, тем лучше плата.
Сегодня минимально допустимым объемом является 32 Мбайт. От
этого параметра зависят другие: максимальное разрешение экрана и
глубина цвета.
□ Видеопроцессор — чип известного производителя, это уже
90% гарантии, что видеоплата будет работать очень быстро и не
менее стабильно. Сегодня наиболее известны две конкурирующие
компании: nVidia и ATi. Хотя многое зависит от того, насколько
хорошо собрана сама видеоплата, т. к. при низком качестве других
компонентов, например цифро-аналогового преобразователя, все
преимущества будут сведены к нулю.
Примечание
У каждого даже самого известного производителя имеются
либо не очень, либо крайне неудачные модели видеоплат. Поэтому,
прежде чем остановить свой выбор на одной из модели,
обязательно проконсультируйтесь со знакомыми специалистами
или просто почитайте в Интернете отзывы по поводу данной
модели. Где найти подобные описания, рассказано в части II книги,
посвященной модернизации.
Производители видеоплат
Приведенный ниже список производителей далеко не полный.
Довольно значительное их количество осталось вне обзора лишь
потому, что производимая ими продукция не получила
распространения на просторах нашей Родины.
□ 3Dfx. http://www.3dfx.com/. Одна из первых предложила
использовать для ускорения графики специализированный
видеопроцессор, что выразилось в появлении очень
популярного поколения видеоплат Voodoo (Voodoo 2). В 2000
году компания была куплена корпорацией nVidia.
□ ASUSTek. http://www.asus.com/. Собственные чипы
компания не производит, но, несмотря на это, видеоплаты с
торговой маркой ASUS всегда отличаются высоким качеством
изготовления и широкими возможностями.
□ ATi. http://www.atitech.ru/. Производитель мощных
видеопроцессоров, основной конкурент nVidia.
- 371 -
□ Cirrus Logic. http://www.cirrus.com/. Эта компания
произвела довольно большое количество весьма неплохих
видеочипов, но в последнее время они встречаются все реже.
□ Intel. http://www.intel.ru/. Компания имеет собственное
подразделение по разработке и выпуску собственных видеочипов:
Chips & Technologies. Известна благодаря своему чипу i740.
□ Matrox. http://www.matrox.com/. Производитель достаточно
хороших видеочипов и видеоплат, отличительной чертой которых
всегда была качественная обработка двухмерного изображения.
□ nVidia. http://www.nvidia.com/. Один из ведущих
производителей мощных чипов и видеоплат, является
разработчиком самых популярных чипов GeForce, ранее была
известна благодаря выпуску таких чипов, как TNT и TNT2.
□ S3. http://www.s3.com/. Производитель графических чипов,
в свое время PCI-платы с этой торговой маркой фактически стали
стандартом для офисных систем.
Проблемы, характерные для видеоплат
Неисправность внутренних устройств определить достаточно
сложно, т. к. все они взаимосвязаны между собой. Поэтому
причина плохой работы может заключаться вовсе не в самом
устройстве, а в материнской плате или другой плате расширения,
которая пытается использовать то же прерывание и т. п.
К наиболее характерным признакам "заболевания" именно
видеоплаты можно отнести следующие:
□ на экране монитора появляются "лишние" точки полоски и
другой "мусор";
□ изображение то цветное, то черно-белое;
□ при запуске некоторых современных игр система зависает и
т. д.
Решение этих и еще множества других проблем вы найдете в
части III книги, посвященной ремонту компонентов персонального
компьютера.
ГЛАВА 15
Модем
Что такое модем? Это устройство, позволяющее одному
компьютеру подключиться к другому через телефонную линию,
причем расстояние между этими двумя компьютерами никакой
роли не играет. Благодаря модему любой из нас может просто
позвонить своему провайдеру и подключиться к глобальной сети
- 372 -
Интернет, чтобы затем загружать сайты или файлы с компьютеров,
расположенных в самых отдаленных уголках планеты. А можно
позвонить своему другу, у которого тоже есть компьютер с
модемом, и переслать на его компьютер любое сообщение
(например, о том, что пора идти за пивом) или же переписать на его
жесткий диск только что законченный реферат, чтобы он смог
прочитать его и распечатать. А еще при помощи модема можно
управлять удаленным компьютером. Большая часть современных
компьютеров позволяет включить его при поступлении на модем
определенного сигнала. Таким сигналом служит обычный вызов:
телефон в это время будет выдавать сигнал вызова, а компьютер,
подключенный к телефонной сети, включится и начнет выполнять
программу, автоматически загружаемую при загрузке
операционной системы. Например, пока вы находитесь на работе,
на домашнем компьютере таким образом можно запустить
программу закачки файлов из Интернета, а придя домой, спокойно
просмотреть все файлы в более спокойной обстановке, не тратя ни
времени, ни нервов на наблюдение процесса закачки.
Модем — это единственное средство общения персонального
компьютера с внешним миром. Само название "модем" произошло
от двух слов, фактически объясняющих принцип работы данного
устройства — МОдулятор и ДЕМодулятор. Модем — это
устройство для передачи цифровой информации по аналоговому
каналу. История появления первого модема уходит корнями в те
времена, когда люди даже не мечтали иметь на своем рабочем
столе свой собственный, персональный компьютер. Первое
устройство, которое использовало похожий принцип работы, — это
обычный телеграф. Электрические сигналы (фактически это те же
логические нули и единицы)
преобразовывались в сигналы двух разных частот, после чего
данные сигналы передавались по телефонным линиям к приемнику
— этот процесс называется модуляция сигнала. Приемное
устройство принимало электрические сигналы, "расшифровывало"
их и выдавала оператору в понятном для него виде — этот процесс
называется демодуляция сигнала.
Для организации модемной связи есть обязательное условие:
по тому номеру, по которому звонит ваш модем, должен быть
установлен компьютер с подключенным к телефонной сети
модемом, иначе ничего не получится. К тому же на обоих
- 373 -
компьютерах должно быть установлено программное обеспечение,
позволяющее обеспечить полноценную удаленную связь компьютеров.
Чтобы все модемы могли связываться друг с другом без
особых проблем, были разработаны и приняты специальные
протоколы формирования и передачи сигналов. Существуют
протоколы модуляции, сжатия данных, коррекции ошибок и т. д.
Любой модем в первую очередь характеризуется поддерживаемыми
протоколами. От этого зависит, с какой максимальной скоростью
способен работать модем. Не будем рассматривать сильно устаревшие протоколы, т. к. в настоящее время можно встретить
модемы с поддержкой только нескольких последних протоколов:
□ v.32 — максимально возможная скорость передачи
составляет 4800 или 9600 бит/с;
□ v.32bis — максимальная скорость передачи достигает 14
400 бит/с, также имеются промежуточные скорости: 7200 и 12 000
бит/с (устанавливаются модемом автоматически в зависимости от
качества соединения);
□ v.34 — позволяет установить максимальную скорость
передачи 28 800 бит/с с шагом 2400. С введением этого стандарта
повысились требования к пропускной способности телефонной
линии;
□ v.34bis — по сравнению с предыдущим стандартом
добавлены две новые скорости: 31 200 и 33 600 бит/с. Фактически
это последний аналоговый стандарт передачи информации;
□ v.90 — асимметричный "полуцифровой" протокол,
работающий, когда с одной стороны установлен "цифровой модем",
а с другой — аналоговый модем, поддерживающий данный
стандарт. Типичный пример: соединение пользователя с
провайдером Интернета. Максимальная скорость передачи данных
по-прежнему 33 600 бит/с. Зато получать данные этот модем может
на скоростях вплоть до 56 000 бит/с. Такая скорость достигается
благодаря использованию специального режима, при котором
поток передается сразу в цифровом виде, минуя стадию
аналогового кодирования;
□ v.92 — расширение предыдущего протокола.
Единственное отличие — увеличение максимальной скорости
передачи данных (до 48 000 бит/с).
Появились новые сервисные возможности. Например, Quick
- 374 -
Connect. Она позволяет запоминать параметры линии и при
последующих звонках быстрее "договориться" с модемом
провайдера.
Модемы обязательно имеют обратную совместимость по
протоколам. Это значит, что если модем поддерживает протокол
передачи v.34bis, то он может соединяться с модемами по
протоколам v.34, v.32bis и т. д.
Стоит обратить внимание также на поддерживаемый протокол
коррекций данных. Дело в том, что некоторые модемы используют
протокол с избыточными данными, т. е. они фактически
увеличивают трафик, за который вам, конечно, придется платить. В
основном используется схема циклического кодирования с
обратной связью. Вся "полезная" информация в этом случае
разбивается на определенные порции, при этом передача каждой
порции заканчивается передачей контрольной суммы этой порции.
Компьютер, который принимает данные, в свою очередь,
самостоятельно вычисляет контрольную сумму и сравнивает
полученный результат с пришедшей суммой. Если они равны, то в
линию передается сигнал приема порции, после чего начинает
поступать следующая порция. Этот метод отличается высокой
надежностью коррекции ошибок при весьма невысокой избыточности.
Современные протоколы v.42 и v.42bis используют метод
компрессии, при котором определяется частота появления
отдельных строк и происходит их замена на последовательности
символов меньшей длины. При компрессии текстовых файлов
эффективность достигает 50%, хотя в Интернете в основном
используют форматы HTML, JPG, ZIP и т. п., которые сами по себе
являются хорошо сжатыми. Реальный прирост скорости передачи
при этом возрастает на 8—10%, что уже весьма неплохо.
Не так давно появился новый протокол коррекции данных
v.44. Несмотря на свое предназначение для совместной работы с
протоколом передачи данных v.92, он дает большое преимущество
в первую очередь при низкой скорости соединения: 14 400 и 16 800
бит/с. На более высоких скоростях прекрасно работает даже
"старый" протокол v.42bis.
Устройство и принципы работы модемов
Как мы уже все привыкли (чего только не придумают
производители компьютерного "железа"!), существует несколько
- 375 -
видов модемов.
Прежде всего, модемы бывают внутренние и внешние.
Внутренние представляют собой стандартную плату зеленого
цвета, устанавливаемую в слот расширения ISA или PCI (рис. 15.1).
Первый вариант сейчас встречается редко, т. к. он "вымирает"
вместе с морально устаревшей шиной. Внешний модем
представляет собой плоскую коробку, которая соединяется с компьютером посредством последовательного порта или шины USB (рис.
15.2).
Рис. 15.1. Внешний вид внутреннего модема
Рис. 15.2. Внешний вид внешнего модема
Внутренние модемы дешевле за счет того, что для них не
требуется отдельного корпуса и блока питания (соответственно и
отдельной розетки). Внешний модем занимает место, как правило,
на системном блоке, требует свободной розетки для подключения
блока питания, зато он имеет специальные индикаторы, при
помощи которых можно контролировать качество связи. К тому же
при зависании внешнего модема его можно просто выключить и
включить обратно, а в случае с внутренним модемом, скорее всего,
придется перезагружать компьютер. Внешний модем намного легче
подключить, т. к. нет необходимости лезть внутрь системного
- 376 -
блока, а вполне достаточно воткнуть соединительный кабель "куда
надо". При покупке модема вам может также встретиться еще
несколько терминов: аналоговый модем, программный модем,
голосовой модем и т. д.
Аналоговый модем. Наиболее распространенный тип
модемов, который позволяет передавать информацию по обычной
телефонной линии. И это несмотря на столь низкие требования к
качеству связи со всеми ее хрипами, произвольными сбросами и т.
д. Принцип работы основан на многократной относительной
амплитудно-фазовой модуляции несущего гармонического сигнала
(сложно, правда?). Если говорить более простым языком — модем
генерирует сигналы двух разных частот, соответствующих
логическим единице и нулю. Реальная скорость, которой можно
достичь, используя даже самые совершенные алгоритмы, — 33,6
Кбит/с. Главной пользовательской характеристикой модемов
является помехозащищенность и устойчивость связи на
низкокачественной телефонной линии. К сожалению, практически
все доступные на рынке модемы проектировались не в России и не
для России, поэтому в них не учитываются особенности
российских телефонных линий. Все современные модемы способны
оперативно адаптироваться к линии, изменяя скорость соединения
в диапазоне — от 2400 до 33 600 бит/с. Идеальный модем должен
удерживать соединение, несмотря на то, что отечественные
телефонные линии вполне способны преподнести немало
сюрпризов.
Программный модем. Работает по тем же принципам, что и
аналоговый, за одним исключением: большую часть функций на
себя берет центральный процессор (Win-Modem). Зачастую от
модема остается всего лишь интерфейс соединения с телефонной
линией, остальные функции выполняет драйвер, использующий
общие ресурсы компьютера. Некоторые производители программно
реализуют только контроллер, тогда как все остальные компоненты
остаются на плате расширения (Soft-Modem). Такие модемы
занимают меньше процессорного времени и обладают лучшими
характеристиками, чем их более "урезанные" братья.
Подобный подход позволяет сильно удешевить производство
и уменьшить конечную стоимость продукции (т. е. модемов). При
этом все усилия разработчиков сводятся к написанию новой
"прошивки" модема, которая позволяет ввести в эксплуатацию
- 377 -
новые протоколы и т. п. Достоинства программных модемов.
□ Быстрая реализация новых функций и протоколов. Это
достигается только благодаря полному отсутствию аппаратных
средств. Модернизация модема заключается лишь в установке
обновленного драйвера, который в любой момент можно скачать с
официального сайта производителя вашего модема. Правда, для
производителей это не так-то просто, поскольку приходится
нанимать целую команду разработчиков программного обеспечения, вместо того, чтобы просто заказать его "на стороне" один
раз. Если бы им не приходилось постоянно вкладывать средства в
разработку более совершенных алгоритмов, в исправление уже
существующих ошибок, то, наверное, программные модемы
раздавались бы бесплатно, а денег стоили только драйверы.
К сожалению, такие модемы очень плохо поддерживаются
производителями. Дело в том, что программное обеспечение очень
плохо защищено от копирования и изменения. Поэтому,
разрабатывая новый программный модем, компания-производитель
в первую очередь думает о том, что она фактически выбрасывает
деньги "на ветер", потому что все ноу-хау, разработанные в строгой
секретности, становятся "достоянием народа". В результате
получаем лишь простейшие аппараты, способные работать только
на качественных линиях. Использование модема в качестве автоматического определителя номера (АОН) или автоответчика
накладывает на устройство модема дополнительные условия.
Нормальная работа АОНа в российских условиях возможна только
при дополнительной настройке, а для реализации автоответчика
требуется наличие разъемов для микрофона и динамиков, либо
возможность подключения модема к звуковой плате. Всего этого
нет в программных модемах по вышеуказанной причине.
□ Компактность — без комментариев.
□ Низкая цена.
Среди недостатков особо следует выделить два.
□ Использование ресурсов центрального процессора. Любой
аппаратный модем содержит в себе сигнальный процессор,
выполняющий все вычислительные функции. Производительность
этого процессора можно сравнить с центральным процессором
класса Intel 286, но этого вполне достаточно для ограниченного
круга задач. Использование центрального процессора приводит к
значительному падению производительности всей системы. Так
- 378 -
компьютер на базе процессора Intel Pentium II 400 МГц "теряет"
10%, а на базе процессора Pentium 200 МГц целых 40% производительности. Тем более что операционная система Windows, как
правило, дает высокий приоритет драйверам модема, что
полностью исключает возможность нормальной работы программ,
критичных к ресурсам.
□ Зависимость от операционной системы. Здесь роль играет
популярность той или иной модели модема. На сегодняшний день
большинство модемов имеют драйверы только под 2—3 самых
распространенных ОС, что осложняет жизнь тем пользователям,
которые используют какие-нибудь нетрадиционные системы
(BeOS, Linux и т. п.).
Soft-модемы выглядят как обычные платы расширения,
поэтому для их установки используются стандартные слоты
расширения (как правило, PCI). Для установки Win-модемов
применяется специальный разъем, который называется AMR (Audio
Modem Riser), он имеет значительно меньшие размеры, чем
стандартные слоты (например, AGP).
Все современные модемы имеют приставку "факс". Факсмодемы, в отличие от обыкновенных модемов, умеют работать в
качестве факса, т. е. он может
"общаться" с другими факсами, принимать отправленные ими
документы и, в свою очередь, отправлять на них документы с
вашего компьютера. Если вы пользуетесь факсом очень часто, то
лучше всего предпочесть отдельный аппарат с роликом бумаги и
телефонной трубкой. Это освободит вас от необходимости
постоянно держать компьютер включенным и готовым к приему
факса.
Голосовой модем. Голосовые модемы сегодня уже не
редкость. Очень часто в продаже предлагаются голосовые факсмодемы, совмещающие в себе все возможные "навороты". Эти
модемы позволяют принимать и записывать голосовые сообщения,
а также выполнять функции автоответчика.
Аппаратный аналоговый модем. Стандартный аппаратный
аналоговый модем состоит из приведенных ниже функциональных
блоков.
□ Интерфейс соединения с телефонной линией (Direct Access
Arrangement, DAA). Одна из самых важных частей любого модема,
т. к. телефонные компании очень жестко регламентируют
- 379 -
требования к оборудованию, подключаемому к телефонной сети. В
его функции входят:
• обеспечение физического соединения;
• защита от перенапряжения и радиопомех;
• набор номера и фиксация телефонных звонков;
• гальваническая развязка с телефонной сетью и т. д.
В дешевых моделях телефон подключается параллельно входу
модема, т. е. при поднятии трубки телефона во время работы
модема можно услышать характерный модемный писк. В более
дорогих и качественных моделях применяется переключение
режимов "телефон/модем", реализованное на реле. В наиболее
дорогих профессиональных моделях реализована поддержка
работы на четырехпроводных выделенных линиях.
Входные линии модема обязательно защищаются от
перенапряжения варистором, который резко уменьшает свое
сопротивление при превышении напряжения заданного уровня.
Второй каскад быстродействующей защиты устанавливается во
вторичную обмотку трансформатора и реализован на
встречновключенных стабилитронах. Скорость срабатывания
защиты от перенапряжения зависит от характеристик материала,
используемого в электронных компонентах, на которых эта защита
реализована. Но никакая защита не справится с перенапряжением,
вызванным попаданием молнии в телефонную линию.
Защита от радиопомех, излучаемых при работе модема,
реализована на LC-фильтрах, обычно конденсатора на 1000 пФ и
трех витков медного провода на ферритовом сердечнике.
Любым модемом поддерживаются следующие сугубо
телефонные сигналы: импульсный набор номера, сигнал "отбоя" и
сигнал "удержания линии". Считается, что наиболее универсальной является схема,
согласно которой набор номера выполняется специальным реле, а
постоянный ток протекает через трансформатор.
Узел фиксации телефонных звонков выполнен по вот уже лет
десять традиционной схеме: высоковольтная емкость, резистор,
стабилитрон, светодиод оптронной развязки (величина номиналов
варьируется в широких пределах).
Согласно стандартам входное и выходное сопротивление
должно быть равно 600 Ом с разбросом не более чем 15%.
Достигается такая точность только за счет установки качественного
- 380 -
трансформатора и нагрузочного резистора с точно подобранным
номиналом.
□ Дифференциальная система (HYBRYD). Эта схема
преобразует двухпроводную телефонную линию в 4-проводную
линию внутренней схемы модема, чем повышает реальную
чувствительность модема. Существует несколько видов этой
схемы: пассивная и активная. Первая имеет несколько подвидов:
• трансформаторная — вторичная обмотка трансформатора
имеет среднюю точку, которая через балластный резистор
подключается к земле;
• электронная — применяется для схем с однополярным и
двухполярным питанием. При этом выходной сигнал вычитается из
входного на операционном усилителе, а частотная зависимость
уменьшается за счет использования форсирующего каскада;
• активная цифровая — используется в дорогих моделях.
Необходимый для компенсации сигнал постоянно вычисляется
сигнальным процессором, что обеспечивает высокое качество
компенсации.
Слабым местом этой системы является зависимость от
сопротивления конкретной телефонной линии. Некоторые модемы
имеют возможность аппаратной подстройки, но окончательно
справиться с зависимостью сопротивления от частоты в пассивных
системах не удается.
Активная дифференциальная система используется только в
дорогих моделях, при этом необходимый для компенсации сигнал
постоянно вычисляется сигнальным процессором.
Сформированный дополнительным цифро-аналоговым
преобразователем сигнал вычитается из входного сигнала,
обеспечивая высокое качество компенсации.
□ Аналоговый фронт (Analog Front End, AFE). В этот блок
попадает полезный сигнал уже после гальванической развязки от
внешнего сигнала и после обработки дифференциальной схемой.
Входной сигнал поступает на полосовой фильтр, частота
пропускания которого зависит от скорости работы модема.
"Облагороженный" сигнал усиливается программно управляемой
схемой АРУ (автоматической регулировки усиления) и измеряется
АЦП (аналого-цифровым преобразователем). Здесь также формируется выходной сигнал с частотой дискретизации данных
от 7,2 до 9,6 кГц и разрядностью от 10 до 16 бит. Частота
- 381 -
дискретизации и разрядность АЦП примерно соответствуют ЦАП.
□ Сигнальный процессор (Digital Signal Processor, DSP). Это
мозг модема. Выделяет "единицы" и "нули" из массы помех при
помощи определенного алгоритма. От мощности сигнального
процессора зависит максимальная скорость передачи и ее качество.
Раньше использовались аппаратные компараторы.
□ Контроллер (Modem Controller, MC). Поддерживает связь с
компьютером, управление сигнальным процессором, реализацию
протоколов коррекции ошибок и сжатия информации, управление
пользовательским интерфейсом. Физически контроллер, как
правило, интегрирован в микросхему DSP.
□ Интерфейс с компьютером (Data Interface, DI). Электронная
схема, при помощи которой модем "общается" с компьютером.
Внешние модемы взаимодействуют с компьютером посредством
последовательного порта RS-232C, они могут работать как в
синхронном, так и асинхронном режимах. Внутренние модемы
могут работать только в асинхронном режиме. Существуют
реализации, в которых последовательный порт эмулируется
контроллером. Обычно модем можно настроить для работы с
любым СОМ-портом (СОМ1...СОМ4) со стандартным или
расширенным номером прерывания.
□ Интерфейс с пользователем. Связь с пользователем
осуществляется при помощи встроенного в модем динамика
(Speaker), который озвучивает процессы, происходящие в
телефонной линии. Для удобства пользователя громкость звука,
как правило, можно регулировать. Еще одним из способов
индикации работы модема можно считать набор светодиодов,
отображающих процессы, происходящие в телефонной линии.
Внутренние модемы не имеют панели индикации, во внешних
модемах эта панель используется параллельно звуковой индикации.
Чаще всего этот узел строится по схеме:
• сигнал снимается после фильтра, но до схемы АРУ;
• громкостью управляет контроллер с помощью микросхемы
коммутатора напряжения;
• фильтр вносит искажения АЧХ для придания
характеристикам динамика линейности;
• сигнал усиливается специальной микросхемой и
выводится на динамик.
Во всех внешних модемах для наглядного отображения
- 382 -
работы применяется набор светодиодов.' В наиболее дорогих
моделях используется символьный 2-строчный ЖК-индикатор. Индикаторы отображают
характеристики физической линии и состояние модема.
СЗ Система питания. (POWER). Внутренние модемы
питаются от шины расширения (ISA или PCI), а внешние — от
отдельного блока питания.
Рекомендации по выбору модема
На прилавках магазинов сегодня чаще всего можно встретить
продукцию, собранную на чипах Conexant (Rockwell). Это модемы
компаний Асогр, Eline, Motorola. He так давно были популярны
модемы U.S.Robotics, ZyXEL и 3COM. Менее известны другие
фирмы, которые все-таки пытаются занять свое место на
компьютерном рынке, — это Genius, D-Link. Наиболее продвинутым (из новых чипов) сегодня является чип Lucent, т. к.
модемы, собранные на нем, как правило, имеют отличную
способность удерживать связь на плохих линиях.
Самым дешевым вариантом являются любые модели Softмодемов (Win-модемов). Чтобы упростить конструкцию, а
следовательно, и цену, подобные модемы часть функций оставляют
на попечение центрального процессора. Наиболее известные
производители таких устройств — U.S.Robotics и Motorola.
В отдельную категорию можно выделить модемы, собранные
на чипе производства Rockwell. Популярность этих чипов связана в
основном хорошим сочетанием параметров качество/цена —
Rockwell поддерживает все современные протоколы и сервисные
функции. Выпуском таких модемов до сих пор занимаются не
только известные фирмы, но и те, чью продукцию принято
называть "noname", т. е. без имени. Это вызвано не столько малоизвестностью этих фирм, сколько закономерно низким качеством
выпускаемой ими продукции. Несмотря на использование
качественных чипов от Rockwell, в продаже появляются модемы с
низкокачественной аналоговой частью, что очень важно при работе
на российских телефонных линиях. Бывают случаи, когда удачное
схемное решение обезображивается до неузнаваемости "кривой"
прошивкой. Хорошо, когда на модеме установлена микросхема
Flash-памяти (ее в любой момент можно "перепрошить"). В случае
же установки обычной ПЗУ приходится либо менять микросхему,
либо полностью весь модем.
- 383 -
Оценить, хорош или плох конкретный модем можно только
протестировав его на вашей телефонной линии. Если определенная
модель модема хорошо работает у вашего друга, то это не означает,
что она будет так же работать и у вас. Настолько непредсказуемо
ведут себя отечественные телефонные
линии.
Для уменьшения влияния плохого качества линий используют
различные алгоритмы, связанные с наличием и особенностями
построения и взаимодействия систем модема: адаптеров,
компенсаторов, корректоров и т. д. Эти системы могут вообще
отсутствовать в модеме, быть плохо настроенными,
спроектированными для "мягких" условий эксплуатации, что
сказывается на устойчивости работы модема. Причем в 100%
случаев для конкретного модема невозможно установить
параметры помехозащищенности и устойчивости на основе
изучения товарного знака, списка реализованных протоколов и
даже документации. Известны случаи, когда сертификат,
выдаваемый практически на торговую марку с указанием скорости
передачи и особенностей модема, используется при
распространении модемов, параметры которых не имеют с
параметрами прошедшего сертификацию образца ничего общего,
кроме названия.
Скорость соединения. Для большинства случаев достаточно
модема, поддерживающего протокол v.34bis и скорость передачи
33 600 бит/с. Все вышестоящие по скорости связи протоколы
предъявляют слишком высокие требования к телефонной линии, а
также к модему, установленному у провайдера. Хотя, если вы не
хотите менять модем как можно дольше, и вы покупаете его на
перспективу, возьмите модем, поддерживающий протокол v.90 или
выше. Тем более, что повсеместно АТС переоборудуются новым
цифровым оборудованием, в результате чего качество связи сильно
возрастает.
Поддержка протоколов коррекции ошибок и сжатия данных.
Отечественные телефонные линии "славятся" своим плохим
качеством, поэтому устойчивая связь может быть достигнута
только за счет использования этих протоколов.
Модем должен быть оснащен хорошей системой удержания
связи. Дорогие модели модемов содержат в своей схеме эхоконденсаторы, качественные трансформаторы, эквалайзеры и т. п.
- 384 -
Могут встретиться алгоритмы динамического изменения скорости
соединения, включения/выключения сжатия данных и т. п.
Практически на всех современных модемах прошивка записана в
микросхему Flash ROM, что позволяет в любой момент менять версию прошивки, например, для устранения ошибок или добавления
новых протоколов.
Наиболее удачные модели выпустили следующие компании:
□ ZyXEL - U336E, Omni-288S;
□ INPRO - IDC 2814 BXL+, IDC 2814 BXL Voice;
□ U.S.Robotics — Courier V.Everything;
□ Motorola — Motorola Premier 33,6;
□ TaiNet - Challenger C-288.
При выборе внешнего модема будьте готовы к тому, что он
занимает место на рабочем столе, требует свободного СОМразъема и свободной розетки
в пределах длины соединительного кабеля. Частично этих
недостатков лишены модемы, подключаемые к шине USB, т. к. они
питаются от самой шины. Преимущество внешних модемов: при
"зависании" модема достаточно выключить его и снова включить,
плюс имеется возможность наблюдения за работой модема при
помощи набора светодиодов.
Производители модемов
Производители, работающие в сфере коммуникаций,
подразделяются на три типа:
1. Разработчики собственных уникальных сигнальных
процессоров. Это Intel, Rockwell, ATi, EXAR, Sierra Semiconductor,
Silicon Systems, Hayes, Sharp, Cermetek, Texas Instrument.
2. Производители, использующие универсальные сигнальные
процессоры, которые занимаются только разработкой уникальных
алгоритмов обработки сигнала. Это Motorola Codex, Telebit Corp.,
U.S.Robotics, ZyXEL. К этому разряду относятся все разработчики
программных модемов.
3. Сборщики модемов. Многие производители вносят свои
коррективы и реализуют дополнительные функции. Это АМТ
International Industries Inc., Archtek America Corp., ATI
Technologies, AT&T Paradyne, Boca Research Inc., Calpak Corp.,
Cardinal Technologies Inc., GVC Technologies Inc., Hayes
Microcomputer Products Inc., Microcom Inc., MultiTech
Systems, Practical Peripherals Inc., Racal-Datacom Inc., Zoom
- 385 -
Telephonics Inc.
Официальные сайты некоторых производителей:
□ 3Com Corp. — http://www.3com.ru/
□ Adtran — http://www.adtran.com/
□ Apex Data Inc. — http://www.apexdata.com/
□ Ascend Communications Inc. — http://www.ascend.com/ □
Atlas Peripherals — http://www.atlasperipherals.com/
□ BTC — http://www.btc.com.tw/
□ Best Data Products Inc. — http://www.bestdata.com/
□ Boca Research Inc. — http://www.bocaresearch.com/
□ Cardinal Technologies Inc. — http://www.cardtech.com/
□ Diamond Multimedia Systems Inc. —
http://www.diamondmm.com/
□ E-Tech Research Inc. — http://www.e-tech.com/
□ Global Village Communication —
http://www.globalvillage.com/
□ Hayes Microcomputer — http://www.hayes.com/
□ Megahertz — http://www.megahertz.com/
□ Motorola Information Systems Group —
http://www.mot.com/modems/
□ Practical Peripherals Inc. — http://www.practical.com/
□ U.S.Robotics — http://www.usrsupport.ru/
□ Zoom Telephonics — http://www.zoomtel.com/
□ ZyXEL — http://www.zyxel.ru/
Проблемы, характерные для модемов
Практически 100% возникающих проблем, которые явно
связаны с модемом, можно выразить двумя словами: "Нет связи".
Ведь модемы используются исключительно для связи с другими
компьютерами и сетью Интернет. Иногда из-за модема может не
работать телефонный аппарат. Это происходит только в том случае,
если сам аппарат подключен к телефонной сети через модем,
который по неизвестным причинам сгорел (например, во время
грозы). Некоторые проблемы могут быть связаны не с самим
модемом, а с низким качеством телефонной линии и т. п.
ГЛАВА 16
FM/TV-тюнер
Хорошо иметь компьютер, а еще лучше, когда этот компьютер
можно использовать не только для игр и набора текстов.
Формально персональный компьютер может заменить любое
- 386 -
бытовое устройство: радиоприемник, телевизор, магнитофон
(аудио и видео) и т. п., но для их реализации недостаточно написать
программу, которая будет эмулировать необходимое устройство.
Для того чтобы вывести изображение на экран телевизора, нужен,
например, видеовыход на видеоплате. Для реализации же
телевизора или радиоприемника требуется разместить на одной
небольшой плате расширения целый блок, который обычно
занимает несколько десятков квадратных сантиметров места. Но
разработчиков не останавливают сложности и они сумели все-таки
поместить блок приемника в одной маленькой микросхеме, а не то,
что на плате. Естественно, что помимо такой микросхемы на плате
требуется разместить множество других компонентов (например,
приемный тракт антенны). По традиции подобные приемные
устройства называют тюнерами. Тюнер можно отличить от любой
другой платы благодаря наличию металлической коробки,
представляющей экран над компонентами, работающими на очень
высокой частоте (рис. 16.1).
Отличительной чертой данного класса устройств является то,
что они при своей работе практически не загружают центральный
процессор. Правда, это относится только к внутренним
устройствам, выполненным в виде плат расширения. Внешние
тюнеры, подключаемые к шине USВ, в любом случае будут
оказывать нагрузку на процессор, т. к. сама шина требует
некоторого количества ресурсов. Дело в том, что пропускная
способность шины USB не позволяет передавать видео- или
аудиосигнал без предварительного сжатия, поэтому при приеме
передач центральный процессор постоянно занимается распаковкой
мультимедиа-данных. Кстати, это накладывает некоторые
требования на мощность компьютера. Например, для компьютера
на базе процессора Pentium II 450 МГц степень загрузки составляет
60% от
всей мощности. Одно успокаивает, что на более слабых шина
USB практически не встречается, а современные мощные
процессоры способны не только "кино показывать", но и
обрабатывать еще несколько параллельных задач (например,
видеозахват).
- 387 -
Рис. 16.1. Внешний вид ТВ-тюнера
TV-тюнер
TV-тюнер (ТВ-тюнер) — устройство, обычно выполненное в
виде платы расширения и предназначенное для приема
телевизионных передач и вывода их на экран компьютера. Кроме
этого, тюнер позволяет подключать видеомагнитофон
(видеокамеру) и может иметь ряд других полезных возможностей.
Состоит из двух основных блоков: блока приема сигнала и блока
декодирования видеосигнала.
Основные виды TV-тюнеров:
□ самостоятельная плата расширения;
□ комбинированная плата (видеоплата + TV-тюнер,
существуют модели мониторов со встроенным TV-тюнером);
□ внешнее устройство (может работать с монитором без
участия компьютера).
В качестве источника сигнала может быть телевизионная
антенна, выход сигнала кабельного телевидения, видеомагнитофон
или видеокамера.
В качестве интерфейса с компьютером внутренние тюнеры в
основном используют шину PCI, хотя еще могут встретиться
старые ISA-платы.
Применяется несколько вариантов подключения TV-тюнера к
монитору.
□ Если TV-тюнер выполнен в виде самостоятельной платы
расширения, то он подключается к видеоплате при помощи
плоского соединительного
кабеля. При этом изображение, идущее от тюнера,
накладывается на изображение рабочего стола и выводится на
экран монитора.
□ Если TV-тюнер представляет собой комбинированную
плату, то в этом случае вывод изображения осуществляется прямой
- 388 -
передачей изображения в память видеоплаты, где оно
накладывается на изображение рабочего стола.
При помощи любой программы видеозахвата (например,
идущей в комплекте с тюнером) можно осуществлять запись на
жесткий диск либо целых телепередач, либо отдельных кадров.
Например:
□ захват отдельных кадров позволяет подключить бытовую
видеокамеру, захватить отдельные кадры и распечатать их на
струйном принтере как фотографии;
□ при использовании Web-камеры можно участвовать в
видеоконференциях.
Управление TV-тюнером можно осуществлять при помощи
дистанционного пульта управления.
Тюнеры могут принимать телевизионные сигналы в
различных форматах. Особенное внимание обратите на поддержку
форматов PAL и SECAM, используемых в России (первый для
видеокассет, второй для трансляции телепередач).
Интересной особенностью всех TV-тюнеров является
возможность отлавливания пейджинговых сообщений, которые
передаются в диапазоне 145— 170 МГц. Для этого разработан
целый ряд программ, не только сканирующих весь доступный
тюнеру диапазон частот и принимающих все подряд сообщения, но
и имеющих широкие возможности по перекодировке сообщений, а
также по их сохранению в единой базе данных. Это противоречит
российскому законодательству, но факт есть факт — такая
возможность существует.
Практически все тюнеры поддерживают очень популярную
функцию телетекста. Телетекст представляет собой систему для
передачи и отображения текстовой информации на экране
телевизора (монитора) с использованием стандартной сети
телевизионного вещания. При этом дополнительные данные
передаются в строках телевизионного сигнала, не занятого
изображением или звуком. Попадая на вход тюнера, сигнал
телетекста служит для управления генератором буквенноцифровых символов. Информация в телетексте передается так
называемыми журналами, максимальное количество которых
достигает 8. В каждой странице 24 строки. В каждой строке 40
символов. Эти символы могут быть как в черно-белом, так и в
цветном изображении. Их можно воспроизводить в режиме
- 389 -
мерцания или выводить вместе с сигналом телевизионной
передачи. Скорость передачи обычно составляет 40 символов на каждую телевизионную строку. При
очень слабом сигнале телетекст представляет собой мешанину букв
и случайных символов.
FM-тюнер
FM-тюнер — устройство, обычно выполненное в виде платы
расширения, совмещенной со звуковой платой, или в виде
отдельного устройства, предназначенное для приема радиостанций
в диапазоне вещания FM (88— 100 МГц). Состоит из двух
основных блоков: блока приема сигнала и блока декодирования
звукового сигнала.
Основные виды FM-тюнеров:
□ самостоятельная плата расширения;
□ комбинированная плата (звуковая плата + FM-тюнер, иногда
TV + FM-тюнер);
□ внешнее устройство.
В качестве интерфейса с компьютером внутренние тюнеры в
основном используют шину PCI, хотя еще могут встретиться и
старые ISA-платы. К звуковой плате подключаются при помощи
соединительного кабеля, очень похожего на кабель, идущий от
привода CD-ROM.
Внешние тюнеры подключаются к компьютеру либо через
линейный вход звуковой платы, либо через шину USB (тогда выход
на акустическую систему осуществляется при помощи драйверов
операционной системы).
При помощи любой программы звукозаписи (Sound Forge,
Cool Edit, Vegas Audio) можно осуществлять запись радиопередач
на жесткий диск.
Управление FM-тюнером можно реализовывать при помощи
дистанционного пульта управления.
Антенны
Без хорошей антенны любой тюнер (FM или TV) вещь
довольно бесполезная. Поэтому важно выбрать антенну, которая
позволит вам принимать все каналы без особенных помех. Следует
заметить, что для приема телепередач и радиостанций требования к
приемной антенне различаются. Далее мы рассмотрим основные
принципы функционирования самых распространенных видов
антенн. Сразу отмечу, что все приведенные советы в основном
- 390 -
относятся к телевизионным антеннам, т. к. для приема FMрадиостанций зачастую достаточно обычного проводка, воткнутого
в антенный вход тюнера.
Характеристики антенны
Основной характеристикой любой антенны является ее
коэффициент усиления. Название этого параметра очень часто
вводит в заблуждение пользователей, т. к. сама по себе антенна
является устройством пассивным и ничего она не усиливает. В ее
функции входят улавливание потока электромагнитной энергии,
несущей полезный сигнал, и передача этого сигнала в коаксиальный кабель (фидер). Коэффициент усиления антенны
показывает, насколько сигнал на выходе данной антенны сильнее,
чем сигнал на выходе некой эталонной антенны, коэффициент
которой принимается равным нулю (в децибелах). Стоит отметить,
что чем выше у антенны усиление, тем она лучше, и, кроме того,
чем уже диаграмма направленности, выше уровень сигнала на
выходе, больше значение отношения сигнал/шум и, как следствие,
тем лучше качество принимаемого сигнала. В некоторые антенны
встраивают антенный усилитель, называют такие антенны
активными и приводят их суммарное усиление как усиление
антенны. Антенна и антенный усилитель — это разные элементы
антенно-фидерного тракта, выполняющие каждый свою задачу, и
не стоит рассматривать их как единое целое только из-за того, что
антенный усилитель должен устанавливаться как можно ближе к
антенне.
Обратите внимание на то, как надо читать коэффициенты
усиления, приведенные в документации на антенну. Усиление
антенны обязано указываться со словами "не менее", т. е. должно
указываться такое значение, которое будет выполнено на любой
частоте из рабочего диапазона антенны. Так делают производители,
уверенные в качестве своей продукции. Иногда приводят среднее
значение коэффициента усиления. Делается это по одной из трех
причин.
□ Был указан диапазон несколько шире, чем тот, на который
рассчитана антенна, и усиление уменьшается на обеих границах
частот, среднее значение практически не отражает этот спад.
□ Частотная характеристика имеет значительную
неравномерность. В этом случае минимальный коэффициент
усиления часто значительно ниже среднего.
- 391 -
□ Производитель не хочет выглядеть хуже других в глазах
покупателя, который обычно смотрит на цифры, не обращая
внимания на то, что рядом с ними написано, или, тем более, на то,
что рядом с ними ничего не написано. Если коэффициент усиления
обозначен просто числом, то он может быть любым из довольно
широкого диапазона, вплоть до того, что может быть указан
коэффициент усиления, который выполняется на какой-то одной
частоте, которая вероятно расположена в том месте диапазона, где
вещание в вашем регионе не ведется.
Формально к этому не придерешься, т. к. не сказано, какой
именно коэффициент приводится, но практически трудно даже дать
рекомендации, как такой параметр может характеризовать антенну.
Диаграмма направленности показывает, как коэффициент
усиления антенны зависит от расположения антенны в
пространстве. Существуют узконаправленные антенны, которые
требуется направлять прямо на источник сигнала (например,
телевышку), а также антенны с широкой диаграммой направленности, для которых направление не имеет значения.
Практически всегда коэффициент усиления и ширина диаграммы
связаны между собой: чем больше усиление, тем уже диаграмма, и
наоборот. Обычно значение диаграммы направленности лежит в
пределах 40—80°.
Коэффициент помехозащищенности показывает, насколько
сигнал, приходящий сзади, принимается слабее, чем сигнал,
приходящий спереди. Измеряется в децибелах. Этот параметр
очень важен при наличии отраженного сигнала (например, от
многоэтажного дома, что актуально даже в небольших городах).
Типы антенн.
□ Полуволновой вибратор. Одна из простейших антенн,
представляющих собой два длинных проводника (трубки),
разнесенных в разные стороны общей длиной, равной половине
длины волны. Применяется за счет своей простоты (и, как
следствие, дешевизны) на метровом диапазоне в простых
недорогих антеннах. Максимальный коэффициент усиления 2
дБ. Коэффициент помехозащищенности 0 дБ.
□ Петлевой вибратор. Улучшенный вариант полуволнового
вибратора с несколько улучшенной частотной характеристикой. В
середине имеет точку нулевого потенциала, в которой должен быть
надежно заземлен.
- 392 -
□ Волновой канал. Антенна, у которой на общей траверсе
расположены директоры (полуволновые вибраторы размером
несколько короче половины длины волны), активный вибратор
(обычно петлевой), с которого происходит съем сигнала и
рефлектора (полуволновой вибратор размером несколько
большим половины длины волны). При достаточном числе
элементов антенна имеет большую величину коэффициента
усиления, а из-за рефлектора хороший коэффициент
помехозащищенности. Трудно получить равномерную частотную
характеристику на широком частотном диапазоне. Используется на
всех диапазонах.
□ Логопериодическая. Представляет собой двухпроводную
линию (обычно две трубки, расположенные друг над другом), к
которой поочередно подключены разные плечи полуволновых
вибраторов, длины которых равномерно увеличиваются к задней
части антенны. Широкополосная. Имеет практически равномерную
частотную характеристику и хороший коэффициент усиления.
Недостатки: относительно невысокий коэффициент
помехозащищенности. Траверса представляет собой открытую
линию, на которой аккумулируется принимаемый сигнал. Если
между проводниками попадает снег, мокрая грязь или листья и т.
п., то параметры антенны
при этом ухудшаются. Не используется на 1—5 каналах изза очень больших размеров.
О Синфазная решетка. Представляет собой несколько (как
правило, четыре) вибраторов, расположенных друг над другом и
включенных синфазно. За вибраторами находится рефлектор из
сетки, что обеспечивает высокий уровень помехозащищенности.
Используется на дециметровом диапазоне.
Установка антенны
Антенну нужно устанавливать так, чтобы она была
направлена прямо на телевышку. При этом очень желательна
прямая видимость. Если ее нет, то качество резко ухудшается, при
этом не поможет никакой антенный усилитель. По этому делайте
все возможное, чтобы осуществить прямую видимость. Если при
всем желании ее получить не удастся, тогда имеет смысл
попробовать поймать отраженный сигнал, например, от какоголибо здания, стоящего напротив. Но это далеко не идеальный
вариант. Часто для обеспечения прямой видимости антенну
- 393 -
устанавливают на крышу. При этом следует помнить, что:
□ антенну следует закреплять жестко, чтобы она не
раскачивалась при сильном ветре и не повернулась в сторону;
□ кабель, соединяющий антенну с TV-тюнером, следует
использовать большого диаметра, порядка 8 мм. Тонкий кабель
(примерно 3 мм) имеет большие потери, следовательно, качество
сигнала может значительно ухудшиться;
□ если есть необходимость в антенном усилителе, установите
его на антенне или, в крайнем случае, рядом, иначе никакого толку
от него не будет.
Рекомендации по выбору тюнера
В первую очередь убедитесь, что TV-тюнер поддерживает все
принятые в России стандарты вещания (PAL и SECAM). Особенно
это актуально при покупке тюнера где-нибудь за границей или в
интернет-магазине. Дело в том, что достаточно большое количество
TV-тюнеров приходят в Россию с азиатского рынка, поэтому могут
работать с изображением в форматах PAL и NTSC.
Комбинированные устройства накладывают серьезное
ограничение на последующую модернизацию компьютера, поэтому
лучше всего приобрести самостоятельную плату (можно выбрать
универсальный вариант — FM + TV-тюнер). Дело в том, что
сегодня приходится довольно регулярно менять видеоплату, т. к. каждый день выпускается что-нибудь
"вкусненькое": то новый видеопроцессор, то новая плата на старом
чипе. К звуковым платам это относится в меньшей мере, но всетаки вы постоянно при этом рискуете "потерять" тюнер при
очередной модернизации.
При выборе тюнера обратите внимание на производителя
металлической коробки, которая расположена возле разъема на
плате расширения. Считается, например, что Philips собирает эти
блоки намного лучше, чем LG или Temic.
Следует отметить, что, несмотря на видимое удобство
внешних TV-тюнеров с USB-интерфейсом, они не позволяют
достичь качества изображения, близкого к телевизионному — все
дело в необходимости сжимать изображение при передаче (сжатие
реализовано на аппаратном уровне, поэтому даже применение
контроллера более мощной шины USB 2.0 не даст никакого
результата). По этой причине качество изображения приходится
устанавливать на уровне, который сможет обработать центральный
- 394 -
процессор. Тем более что внешние тюнеры практически не годятся
для захвата видеоизображения.
Работа как внутренних, так и внешних тюнеров во многом
зависит от программного обеспечения, которое, к сожалению,
очень часто оставляет желать лучшего. В идеале вы все-таки
сможете найти программу другого производителя, при помощи
которой ваш тюнер будет работать так, как хочется вам. Но
надеяться на такой вариант могут только те, кому не жалко потраченного времени, денег, нервов (дополните сами). Самый
распространенный чип, на базе которого собирается почти 95%
всех тюнеров, имеет название Bt-8x8 (например, Bt-848 или Bt-878).
Все отличия этих чипов в программном обеспечении (драйверах).
Если вы предпочитаете качественное изображение без
различных дефектов, которые свойственны дешевым тюнерам, то
вам лучше всего приобрести еще один телевизор. Хотя если в
вашей квартире нет телевизора вообще, а смотреть чего-нибудь всетаки хочется, а также сильно хочется сэкономить хоть немного
денег, то смело покупайте комбинированный FM + TV-тюнер.
При выборе тюнера стоит остановиться на продукции
наиболее известных производителей. Например, можно
порекомендовать продукцию компаний AVerMedia и Life View.
Более точных рекомендаций дать просто невозможно, т. к. при этом
пришлось бы учитывать различные условия приема сигналов.
Покупайте, договаривайтесь с продавцом о возможной замене
модели и пробуйте. Главное, чтобы антенна была хорошей. Стоит
обратить внимание на то, что некоторые модели тюнеров имеют
некачественные пульты дистанционного управления, которые
устойчиво работают только на небольшом расстоянии, а то и вовсе
постоянно "глючат".
Проблемы, характерные для тюнеров
Основные проблемы, связанные с тюнерами, можно отнести
не столько к поломкам, сколько к плохому качеству сборки, а также
особенностям цифровой техники. Дело в том, что в одной
маленькой микросхеме практически невозможно собрать приемник
качественный настолько же, как в том же телевизоре: обязательно
будут страдать качество усиления, чувствительность и т. п. Другой
категорией проблем можно считать плохое качество выполнения
программного обеспечения, которое не только ограничивает
возможности неплохих тюнеров, но и доставляет немало хлопот
- 395 -
при его настройке.
ГЛАВА 17
Принтер
Персональные компьютеры захватывают все больше и больше
областей народного хозяйства, как выразились бы на каком-нибудь
съезде какой-нибудь партии. Не согласиться с этим нельзя — с
прогрессом ведь не поспоришь. И вот мы видим, как развиваются
средства вывода текстовой и графической информации, в данном
случае, на бумагу. До внедрения в делопроизводство персональных
компьютеров широко использовались обычные печатные машинки.
По сей день в некоторых организациях остались эти
"рудиментальные" устройства, которые, несмотря на долгую и
трудную жизнь, продолжают нормально функционировать.
Не зря говорят: "Двигатель прогресса — лень". Придумалитаки устройство, которое может печатать без участия человека.
Правда, для этого необходимо набрать текст на клавиатуре
компьютера и сохранить его в файл. Зато, однажды, совершив
такой "подвиг", можно сидеть в кресле, задрав ноги на стол (пока
не заглянул начальник), и печатать, печатать, печатать... Столько
копий, сколько душе угодно. "Что же это за устройство такое?" —
спросите вы. Отвечаю: "Это принтер".
Принтер — это печатная машинка, которая работает под
управлением компьютера. Вы набираете текст на клавиатуре
компьютера, компьютер "переваривает" его и выдает команду на
печать. Какие преимущества дает нам использование
персонального компьютера в процессе печати? Вот они, как на
ладони:
□ возможность сохранения набранного текста — вы можете в
любой момент отредактировать этот текст: изменить дату,
фамилию, имя, добавить любой текст или убрать часть старого;
□ распечатка любого количества копий — на машинке вы
тоже можете напечатать любое количество копий, но вам придется
каждый раз набивать текст заново. На компьютере вы набираете
текст только один раз, плюс
имеете возможность проверить наличие ошибок и все. Текст
готов к тиражированию.
Эти два преимущества сыграли свою роль в выборе
многочисленных работников делопроизводства — они выбрали
принтер.
- 396 -
Вот еще одно определение принтера: принтер — это
устройство, предназначенное для вывода данных на "твердые"
носители (бумагу, пленку и т. п.).
Существует несколько типов принтеров, различающихся по
принципу работы и технологии переноса красителя на лист бумаги.
О Матричный принтер. Прямой потомок механической
печатной машинки, краска переносится на лист бумаги путем
механического воздействия на красящую ленту.
□ Струйный принтер. Для печати используют
быстросохнущие чернила, которые переносятся на бумагу при
помощи системы сопел.
□ Лазерный принтер. В основе работы лазерного принтера
лежит процесс электростатической фотографии — образ будущего
изображения рисуется статическим электричеством, которое
притягивает к бумаге краситель в количестве, соответствующем
величине заряда. Еще этот процесс называют сухой ксерографией.
Устройство и принципы работы
Основу любого принтера составляет сложное
электромеханическое устройство, которое обеспечивает
формирование изображения, перемещение бумаги, подачу
красителя и т. д. В состав принтера обязательно входит электронная
схема, которая включает в себя схему управления, осуществляющую "переваривание" команд, исходящих от компьютера, и
управление операциями захвата бумаги и т. п., а также буферную
память, в которой хранится текущая страница.
На всех современных принтерах изображение формируется из
множества точек, нанесенных на бумагу в определенном порядке.
По способу нанесения этих точек принтеры делятся на три
разновидности: матричные, струйные и лазерные.
Принтеры могут печатать в двух режимах:
□ текстовом;
□ графическом.
Первый режим предназначен только для вывода текстов и
используется, как правило, лишь в среде MS-DOS. Он отличается
тем, что в принтер передается последовательность символов в
одной из кодировок, поддерживаемых данной моделью принтера, а
принтер уже сам формирует из этого кода соответствующий
символ. В текстовом режиме можно печатать только теми
шрифтами, которые имеются в постоянной памяти принтера, а
- 397 -
вместо остальных шрифтов будут выводиться либо квадратики,
либо случайные символы. Преимущество этого режима — высокая
скорость печати.
В графическом режиме принтер имеет возможность печатать
как текст, так и графику. При этом текст может состоять из любых
шрифтов, насыщенных разнообразными оттенками. Достигается
это благодаря поточечной печати, когда каждый символ
формируется исключительно из отдельных точек. При этом для
печати используются специальные коды, содержащиеся в текстовом документе ("табуляция", "абзац", "отступ" и т. п.). Описание
каждого шрифта хранится в шрифтовых файлах операционной
системы.
Для соединения принтера с компьютером в основном
используют две разновидности интерфейса: стандартный
параллельный порт со всеми его расширениями и последовательная
шина USB. Последний вариант в настоящее время встречается все
чаще и чаще. Дело в том, что производители согласно
общепринятым стандартам постепенно пытаются избавиться от
всех медленных устройств, вроде портов LPT, COM, которые
работают на относительно низкой частоте, доставшейся им от
устаревшей шины ISA.
Все принтеры характеризуются вертикальным и
горизонтальным разрешением. Горизонтальное разрешение
определяется количеством точек, расположенных в один ряд при
максимальном качестве печати. Измеряется в количестве точек на
дюйм (dpi — dots per inch) и определяется качеством печатающего
механизма (количеством головок, сопел или фоточувствительных
элементов). Вертикальное разрешение определяется шагом, на
который перемещается лист бумаги при переходе на новую строку,
при этом оно может отличаться от горизонтального разрешения.
Струйные и лазерные принтеры обычно оснащаются лотком
для бумаги, из которого она автоматически подается в печатающий
механизм. Обычно в лоток помещается от 50 до 150 листов.
Большая часть принтеров использует подачу бумаги сверху, при
этом листы бумаги в лотке устанавливаются вертикально, но
некоторые модели принтеров (например, с торговой маркой
Hewlett-Packard) используют подачу снизу (рис. 17.1).
- 398 -
Рис. 17.1. Внешний вид двух моделей: с верхним (слева) и
нижним лотками подачи бумаги (справа)
Матричный принтер
Прямым потомком и родоначальником всех последующих
изобретений в области переноса изображения на бумагу считается
матричный принтер. Он предназначен для печати текстовой
информации, хотя многие модели позволяют распечатывать также
и графику. Со времени появления первых моделей прошло немало
времени, но возможности матричных принтеров по сравнению с
наиболее современными технологиями так и остались в "зачаточном состоянии". И все только из-за того, что создать точную
механическую машину очень сложно и дорого. Были, конечно,
попытки создания устройств, которые по скорости и качеству
печати вполне могли сравниться с младшими моделями лазерных
принтеров, но они не прижились из-за слишком сложной
конструкции и очень высокой цены. Ситуацию с матричными
принтерами можно описать словами из одной известной песни:
"Каким ты был, таким ты и остался..." (рис. 17.2).
Рис. 17.2. Внешний вид матричного принтера
Практически все модели матричных принтеров
обладают одинаковыми функциями:
□ печать текста за один проход — быстрая печать в ущерб
качеству. Этот режим хорошо подходит для распечатки бланков,
образцов документов
и т. п.;
- 399 -
□ печать текста за два прохода — качественная печать в
ущерб скорости. По качеству копий этот режим вполне сравним с
младшими моделями струйных и лазерных принтеров;
□ печать графики — графический режим некоторые модели
не поддерживают, так что приходится пользоваться
псевдографикой, кстати, неплохо подходящей для формирования
бухгалтерских бланков;
□ печать нестандартных шрифтов — к этой разновидности
относятся узкие, широкие и курсивные шрифты. Любой шрифт,
используемый в операционной системе Windows и не относящийся к стандартным
шрифтам, можно напечатать только в графическом режиме.
Существуют цветные матричные принтеры, но качество
печати на них, мягко говоря, ужасное (имеется в виду качество
цветопередачи). Оно могло удовлетворить нетребовательного
пользователя во времена монохромных мониторов (зеленые буквы
на черном фоне). Сегодня же даже самый невзыскательный
пользователь требует от купленного оборудования таких чудес, о
которых не снилось даже самому Биллу Гейтсу. По этой причине
матричные принтеры подходят только для небольших офисов,
которые стремятся сэкономить на расходных материалах.
Название "матричный" произошло от принципа работа этого
типа принтеров: изображение формируется из матрицы точек.
Матричные принтеры являются одними из самых первых
представителей печатных устройств. Удобство перед печатными
машинками они доказали в первую очередь благодаря возможности
распечатки не только букв, но и рисунков.
Основной узел матричного принтера — печатающая головка,
которая представляет собой блок, состоящий из некоторого
количества тонких игл (9, 24 или 48). Каждая игла помещается в
специальное направляющее устройство и подпружинивается. При
этом вокруг каждой из них наматывается катушка из тонкого
провода, предназначенная для управления процессом печати.
Существует два варианта работы печатающих иголок.
1. Когда на определенную катушку подается электрический
ток, иголка начинает втягиваться внутрь направляющего
устройства и сжимает пружину, т. е. игла играет роль сердечника
электромагнита (помните уроки физики?). После того как
электрический ток пропадает, пружина пытается вернуть иглу на
- 400 -
место, но из-за инерции иголка "выстреливает" из направляющей
нанося удар по листу бумаги. За счет упругости бумаги и
бумагоопорного ролика игла возвращается в свое первоначальное
положение.
2. В обычном положении нанизанная на иголку пружина
находится в сжатом состоянии и удерживается постоянным
магнитом. При поступлении электрического тока на катушку
постоянное магнитное поле нейтрализуется и иголка
"выстреливает" из направляющей по направлению к бумаге. Затем
направление тока в катушке изменяется на противоположное и
суммарное магнитное поле (катушка плюс постоянный магнит)
возвращает иголку на прежнее место.
Печатающая головка крепится на каретке, которая
перемещается по специальным направляющим вдоль всего
рабочего участка (на всю ширину бумаги). Каретка устанавливается
перпендикулярно цилиндрическому валу, с помощью которого
подается бумага. К ней крепятся соединительные провода, по
которым на отдельные иголки передаются управляющие сигналы.
Слева и справа в крайнем положении каретки находятся
датчики, которые не дают каретке заклиниваться в одном из
крайних положений.
За счет движения каретки по осям направляющих и
одновременной работы печатающей иголки формируется строка
будущего изображения или текста. Для печати в матричных
принтерах используется красящая лента, точно такая же, как в
печатных машинках, только картридж принтера устроен немного
по-другому. Иголка бьет по листу бумаги через красящую ленту, за
счет чего оставляет на бумаге отчетливый след — точку или
пиксел. Из этих точек формируются либо буквы, либо графические
элементы. После прохождения всей строки лист бумаги сдвигается
на один шаг, равный размеру иголок печатающей головки. После
каждого удара иголки красящая лента сдвигается на небольшое
расстояние относительно прежнего положения. Это сделано для
организации более равномерного износа ленты, т. к. каждый
последующий удар приходится уже по другому участку.
Механизм подачи и перемещения бумаги матричных
принтеров практически полностью идентичен механизму печатных
машинок.
Струйный принтер
- 401 -
Струйные принтеры появились в продаже относительно
давно, но длительное время их высокая цена не позволяла покупать
их в домашнее пользование. Мало того, еще эти принтеры для
печати с высоким качеством требуют применения соответственно
очень качественной бумаги. Сегодня все больше и больше
пользователей предпочитают для дома струйные принтеры. Первая
и самая главная причина — даже самый дорогой струйный принтер
(естественно, цветной) стоит намного дешевле самого простого
цветного лазерного принтера. А как хочется самому, в домашних
условиях, распечатывать цветные фотографии, плакаты и т. п. Цена
фотобумаги, конечно, "кусается", да и картриджа надолго не
хватает, но за удовольствие приходится платить (рис. 17.3).
Рис. 17.3. Внешний вид струйного принтера
В струйных принтерах изображение формируется путем
нанесения на бумагу жидкой краски (чернил). При попадании на
бумагу чернила очень быстро
впитываются и высыхают. Таким образом, нанесенное на
бумагу изображение остается на ней навеки.
Существует два способа струйной печати.
□ Термоструйная печать. Иногда ее называют пузырьковоструйной. Каждое сопло печатающей головки снабжается
терморезистором. Для того чтобы напечатать точку, на один из
резисторов подается напряжение, в результате нагрева которого
образуется паровой пузырь, который в свою очередь выталкивает
капельку чернил из сопла. Несмотря на низкую стоимость этой
технологии, она имеет серьезный недостаток — невозможность
управления взрывоподобным выбросом чернил, происходящим
при этом способе печати. Вокруг каждой точки в результате такого
взрыва возникает "туман" из мельчайших частиц, из-за которого
теряется контрастность картинки и она получается немного
размытой. Такие головки имеют ограниченный срок службы,
поэтому их обычно совмещают с картриджем. Термоструйный
принцип печати используют практически все известные
производители: Hewlett-Packard, Lexmark, Canon и Xerox.
- 402 -
□ Пьезоэлектрическая печать. В каждом сопле печатающей
головки на пути подачи чернил располагается пьезоэлемент,
который имеет свойство изменять свою форму под воздействием
электрического напряжения. Чернила практически не сжимаются
(как и все жидкости), поэтому при прикладывании к
пьезоэлементу напряжения и изменении объема внутреннего
объема камеры сопла, часть чернил выжимается. Достоинством
данного метода печати является малый размер капли и
управляемый процесс ее формирования, что позволяет добиться
более высокого разрешения и качества изображения. Единственный
недостаток: очень высокая стоимость печатающей головки. Правда,
если использовать только фирменные чернила, то такой принтер
будет служить очень долго и успешно соперничать по
себестоимости копии с другими типами принтеров.
Пьезоэлектрический принцип печати в основном использует компания Epson.
Картридж для цветных чернил может быть выполнен в виде
одного блока или в виде отдельных "чернильниц". В последнем
случае пользователь может менять только те блоки, в которых
закончились чернила. Так называемые фотопринтеры используют
помимо трех основных цветов еще два: Light Cyan и Light Magenta,
позволяющих достичь более качественной передачи оттенков
цветов. При этом очень важно найти компромисс между качеством
цветопередачи и разрешением изображения. Дело в том, что между
этими параметрами существует обратная зависимость: чем больше
оттенков в изображении, тем меньше реальное разрешение
изображения, и наоборот. Качество картинки в этом случае во
многом зависит от реализации драйвера принтера.
Вся остальная механика такая же, как у матричного принтера:
каретка с печатающей головкой, состоящей из определенного
количества сопел, от которого зависит горизонтальное разрешение, перемещается
вдоль ширины листа по направляющим. Картридж с чернилами
может устанавливаться как непосредственно на каретке, так и
подключаться к головкам через трубочку (в недорогих моделях
используется первый вариант).
Принтеры могут различаться технологиями повышения
качества печати и улучшения цветопередачи. Больше всего стоит
отметить технологию изменяемого размера точки (Variable Size
- 403 -
Droplet) в зависимости от того, какое изображение печатается. Для
достижения, например, однородной заливки капля большого
размера послужит лучше, а для тонких линий более подходит
мелкая капля (рис. 17.4). В некоторых моделях применяется два
пьезоэлемента для каждого сопла, при одновременном включении
которых образуется втрое меньшая капля, чем в стандартном
режиме.
Рис. 17.4. Различные типы точек, применяемые в струйном
принтере
Лазерный принтер
Как уже говорилось, в основе работы любого лазерного
принтера (рис. 17.5) лежит процесс электростатической
фотографии. При этом образ будущего изображения рисуется
статическим электричеством, которое притягивает к бумаге
краситель в количестве, соответствующем величине заряда. Иначе
этот процесс называют сухой ксерографией.
Рис. 17.5. Внешний вид лазерного принтера
Впервые ксерографический процесс был воспроизведен в 1950
году в устройстве, получившем название Xerox (знакомое название,
правда?). Вот уже более пятидесяти лет существует этот способ
копирования/печати, но только сегодня он становится доступным
рядовому пользователю. Почему? Причиной тому высокая стоимость устройств, в основе работы
которых лежит процесс ксерографии.
При помощи лазерного излучения формируется
электростатическое изображение, которое впоследствии
переносится на бумагу. Для предварительного формирования
картинки служит блок фоторецепторов, который в обычном
рабочем состоянии несет на себе постоянный заряд. Лазерный луч,
повинуясь сигналам из компьютера, создает копию картинки за
- 404 -
счет создания определенного электрического заряда в местах, где
должно располагаться изображение. При этом фоновые участки
фоточувствительного барабана остаются с первоначальным
уровнем заряда. Засветка происходит следующим образом:
лазерная пушка светит на зеркало, которое очень быстро вращается
(со скоростью от 7 до 15 тыс. об/мин). Отраженный луч через
систему зеркал и призму попадает на барабан и за счет поворота
вращающегося зеркала выбивает заряды по всей длине барабана.
Затем происходит поворот барабана на один шаг, размер которого
определяет разрешение принтера по вертикали, и рисуется
следующая линия.
В светодиодных принтерах вместо лазера работает
светодиодная панель, которая располагается напротив
фоточувствительного барабана, а количество светодиодов на ней
соответствует разрешению принтера. Теоретически такие принтеры
намного надежнее и долговечнее из-за более простой конструкции
(которая, собственно, дешевле), но лазерные принтеры имеют более
высокую скорость работы и меньшую стоимость расходного
материала. Но об этом чуть позже.
Тонер, представляющий собой мелкодисперсный порошок,
части которого состоят из полимера или резины и красящего
вещества (обычно сажи), заряжается обратным зарядом. За счет
эффекта трения носитель и тонер приобретают противоположные
заряды, и красящий порошок равномерно прилипает к поверхности
вала носителя. Этот вал в свою очередь имеет непосредственный
контакт с фоточувствительным барабаном, в результате чего
частицы тонера, имеющие заряд, противоположный
фоторецептору, притягиваются к его заряженным участкам. Так
формируется изображение (кстати, уже на листе бумаги, который в
процессе работы протягивается между валом носителя и
фоточувствительным барабаном с нанесенным на нем
электростатическим изображением). После того, как необходимое
количество тонера перенесено на лист бумаги, вал с остатками
тонера снова попадает в бункер, где к его полимерной поверхности
вновь налипает ровный слой тонера. Этот процесс непрерывный,
поэтому в любой момент времени какая-то часть вала находится
внутри бункера с красящим порошком, а какая-то часть работает с
изображением.
Чтобы тонер не переносился на слабозаряженные участки
- 405 -
фоточувствительного барабана, на вал носителя подается
дополнительное напряжение порядка 100—500 В, соответствующее
заряду фоторецептора. За счет этого сила притяжения к валу увеличивается, и тонер не переносится
на те участки, которые заряжены очень слабо. При помощи
изменения данного напряжения можно регулировать насыщенность
готового изображения. Современные принтеры этот параметр
регулируют автоматически, так что пользователю редко
приходится вмешиваться в этот процесс.
От качества тонера во многом зависит не только качество
печати, но и долговечность механизма принтера. Для дорогих
моделей рекомендуется использовать фирменный тонер,
произведенный той же компанией (например, Hewlett-Packard,
сокращенно HP).
Теперь о бумаге. При подаче листа чистой бумаги механизм
принтера начинает протягивать ее между фоточувствительным
барабаном и валом с нанесенным на него слоем тонера. При этом
поверхность бумаги электризуется в точном соответствии с
рисунком, нанесенным на фоторецепторе только с обратным ему
зарядом. За счет чего бумага прилипает к барабану. После
нанесения тонера на лист бумаги ее отделяют от барабана либо при
помощи отделяющих "пальцев", либо посредством отделяющих
ремешков, по которым бумага скользит, а затем легко отделяется от
фоточувствительного барабана. В дополнение к этому используют
уменьшение электрического заряда бумаги за счет подачи
противоположного по заряду напряжения.
После того как изображение нанесено на бумагу, его нужно
как-то закрепить, потому что тонер очень легко стирается
практически от любого механического воздействия. Самый
распространенный способ фиксации тонера на бумаге —
термомеханический: лист бумаги подвергается нагреву, в результате которого тонер слегка расплавляется, и механическому
прижиму для лучшего прилипания тонера к поверхности.
Нагревательный механизм состоит из тефлонового вала с
нагревательной кварцевой лампой внутри и резинового
прижимного вала.
Тонкости устройства и принципы работы могут изменяться от
модели к модели. В дорогих и качественных моделях используются
более сложные технологии, в простых и дешевых — технологии
- 406 -
более простые. В основном борьба идет за увеличение количества
напечатанных копий до первой замены комплектующих.
Устройство и принцип работы цветного лазерного принтера
намного сложнее. А т. к. в домашних условиях такие аппараты
практически не применяются, из-за очень большой стоимости, то и
рассматривать их мы не будем.
Рекомендации по выбору принтера
Тип принтера. На первом месте всегда стоит выбор типа
принтера, т. к. от этого будет зависеть, насколько удачной будет
покупка. Рассмотрим основные преимущества и недостатки всех
трех категорий, которые могут вам встретиться на полках магазина.
Преимущества принтеров:
□ Матричный принтер:
• низкая стоимость расходных материалов — красящую
ленту заменяют обычно только после того, как распечатанный
материал становится трудночитаемым, а те, кто хоть раз работал на
печатной машинке, знают, как много нужно напечатать, чтобы
наступил этот момент;
• невысокие требования к качеству бумаги — в отличие от
своих старших собратьев (лазерного и струйного принтера)
матричный принтер способен печатать на бумаге любого качества,
даже на газете. Используя копирку, можно печатать сразу
несколько копий документа;
• низкая цена устройства — без комментариев;
• простота конструкции — упрощается ремонт и
обслуживание принтера.
□ Струйный принтер:
• хорошее соотношение цена/качество — при цене,
немного превышающей современные матричные принтеры,
качество печати струйного принтера близко к фотографии, чего не
скажешь о первой разновидности. Цветная печать обходится
значительно дешевле, чем в случае применения цветного лазерного
принтера;
• высокое качество цветной печати — правда, требуется
специальная бумага, но факт остается фактом: практически все
современные "сбруйники" принадлежат к категории
фотопринтеров, позволяющих распечатывать фотографии в
оригинальном или увеличенном размере (до формата А4).
• низкий уровень шума — некоторые модели струйных
- 407 -
принтеров шумят при работе значительно меньше, чем дешевые
лазерные принтеры.
□ Лазерный принтер:
• высокая скорость печати — некоторые модели могут
напечатать за одну минуту до 40 страниц текста;
• скорость печати не зависит от разрешения — даже при
самом высоком разрешении изображения оптика принтера
"простаивает" без работы большую часть времени, а механика все
время работает с одинаковой максимально возможной скоростью.
Поэтому только предыдущие две разновидности принтеров имеют
режимы работы: быстрый и качественный;
• высокое качество печати на обычной бумаге — для
лазерных принтеров достаточно обычной белой бумаги, чтобы
получить максимальное качество печати;
• низкая себестоимость копии — лазерный принтер стоит на
втором месте после матричного принтера. Правда, принтеры со
светодиодной матрицей обладают значительно более высоким
показателем цены каждой копии.
Недостатки принтеров:
□ Матричный принтер:
• высокий уровень шума — иногда создается впечатление,
что принтер повизгивает от удовольствия, хотя встречаются
довольно малошумящие модели;
• низкая скорость печати — особенно медленно матричные
принтеры работают с качественной печатью в два прохода.
Распечатка большого количества документов в этом случае может
превратиться в сплошное мучение.
□ Струйный принтер:
• высокая стоимость расходного материала — за хорошее
качество печати фотографий приходится платить быстрым
расходом цветного картриджа, который стоит немало, если
сравнивать его стоимость с самим принтером;
• высокие требования к качеству бумаги — для печати
фотографий требуется специальная фотобумага, которая
приобретается отдельно и за весьма приличные деньги.
□ Лазерный принтер:
• высокая стоимость принтера — из-за нее лазерные
принтеры подходят только для офисного применения, где важна
экономия на расходных
- 408 -
материалах;
• высокое потребление электроэнергии — без комментариев.
Из всего вышесказанного можно сделать вывод, для каких
целей какой принтер стоит приобретать. Матричный принтер
может стать подходящим в условиях жесткой экономии как при
приобретении самого устройства, так и при дальнейшей работе. Но
будьте готовы к высокому уровню шума (правда, можно найти
такую модель, которая обладает относительно невысоким уровнем
шума). Струйный принтер очень хорошо подходит для применения
в домашних условиях, когда печатать приходится не очень часто.
Стихия лазерных принтеров — офисы. Приличная скорость работы
и низкая себестоимость расходных материалов быстро окупают
высокую стоимость устройства.
Примечание
У каждого даже самого известного производителя имеются
либо не очень, либо крайне неудачные модели принтеров. Поэтому,
прежде чем остановить свой выбор на одной конкретной модели,
обязательно проконсультируйтесь со знакомыми специалистами
или просто почитайте в Интернете отзывы по поводу данной
модели. Где найти подобные описания, рассказано в части II книги,
посвященной модернизации.
Для крупных офисов можно порекомендовать так называемые
сетевые принтеры, которые не только допускают удаленный доступ
по локальной сети, что позволяет большинство современных
принтеров, но и имеют дополнительные преимущества:
□ очень высокая скорость печати — некоторые модели
принтеров допускают печать сразу на обеих сторонах бумаги, при
этом они имеют большой объем буферной памяти, позволяющей
сразу же загрузить все страницы, отсылаемые на печать;
□ большой лоток для бумаги — это очень удобно при
удаленном использовании принтера: не надо каждый раз бегать и
проверять наличие бумаги; •
□ встроенный жесткий диск — на нем можно хранить часто
используемые бланки и т. п., что позволит очень быстро напечатать
любой из них. Это увеличивает общую скорость работы принтера,
что уменьшает время ожидания следующих заданий;
□ возможность удаленной связи с самим принтером без
участия компьютера — для реализации такой связи в принтерах
устанавливаются сетевые платы, позволяющие принтеру работать
- 409 -
без подключения к LPT-порту компьютера. Тем более что скорость
передачи по сети намного выше, чем по параллельному порту.
Некоторые продвинутые модели принтеров позволяют печатать
посредством модемной связи.
Интерфейс. Однозначно USB, потому что очень скоро,
думается, параллельный порт исчезнет из стандартной
спецификации компьютера, как, например, шина ISA.
Максимальное разрешение. Для печати текстовой
информации вполне достаточно разрешения 600 точек на дюйм
(dpi), для печати фотографий — чем больше, тем лучше (правда,
покупать принтер с разрешением выше, чем у сканера, нет смысла).
Себестоимость копии. Очень важный параметр для офисных
принтеров, потому что высокая себестоимость печати может
буквально разорить небольшой офис. Вычислить ее можно
следующим образом:
Себестоимость копии = общие затраты на покупку и
содержание принтера,
поделенное на общее количество отпечатанных страниц за
период времени,
равный времени использования одного картриджа.
Общие затраты на содержание складываются из: покупной
стоимости принтера, затрат на текущий ремонт и профилактику,
затрат на заправку или смену картриджа, а также затрат на бумагу.
Среди струйных принтеров стоит предпочесть модели с
пьезоэлектрической печатью, при которой картриджем является
лишь полиэтиленовая банка с чернилами, что сильно уменьшает
стоимость расходных материалов.
Лазерные принтеры со светодиодной матрицей не лучший
вариант, т. к., несмотря на относительно невысокую цену, обладают
значительно более
высокой стоимостью расходных материалов. Ресурс
картриджа лазерного принтера может быть от 2 до 5 тысяч страниц,
для струйного принтера этот параметр ограничен 4—5 сотнями.
Однако лидером в этой области остается матричный принтер: при
цене картриджа порядка 2 у.е. он способен работать достаточно
долго, потому что интенсивность печати падает очень плавно (в
отличие от старших "братьев") и не критична для головки, в то
время как струйные и лазерные принтеры без красителя
эксплуатировать крайне не рекомендуется.
- 410 -
Скорость печати. Чем выше скорость печати, тем лучше.
Дополнительные возможности. Несколько нетрадиционным
является применение так называемых "комбайнов" — принтеров,
собранных в одном корпусе со сканером, благодаря чему такое
устройство может работать в качестве полноценного копира (рис.
17.6). Внешне они похожи на обыкновенный ксерокс, единственное
отличие проявляется в интерфейсном разъеме, позволяющем
подключиться к компьютеру.
Рис. 17.6. Внешний вид "комбайна", совмещающего в себе
принтер, сканер и копир
Еще стоит обратить внимание на возможность увеличения
объема буферной памяти. Для этого, например, могут пригодиться
вроде бы устаревшие 72-контактные модули SIMM. От объема
буферной памяти зависит количество страниц, которые принтер
может распечатать без участия компьютера (достаточно отослать
текст на печать, а редактор можно уже закрывать и заниматься
другими делами).
Производители принтеров
□ Brother. http://www.brother.co.jp/. Компания Brother в свое
время неплохо конкурировала с продукцией компании Epson,
выпустив немало хороших моделей принтеров (в состав Windows
98 SE входит комплект драйверов для 39 моделей).
□ Canon. http://www.usa.canon.com/. Компания довольно
долго пытается "пробиться" на российский рынок принтеров, что
удается только благодаря наличию большого разнообразия
моделей, которые значительно отличаются друг от друга.
□ Epson. http://www.epson.com/, http://www.epson.ru/.
Несомненный лидер в производстве матричных принтеров.
Причины столь высокой популярности очень просты: фирма Epson
одна из первых начала занимать производственную нишу в этой
области, а продукция с ее маркой всегда отличалась высоким
- 411 -
качеством. По сей день в организациях (офисах, банках и т. п.)
трудится огромное количество различных моделей принтеров
Epson. Сегодня эта компания является второй по количеству
производимых струйных принтеров.
□ Hewlett-Packard. http://www.hp.com/, http://www.hp.ru/.
Занимает ведущее место по производству струйных принтеров
класса SOHO (для офиса и дома).
□ Lexmark. http://www.lexmark.com/. Выпускает одни из
самых дешевых моделей струйных принтеров.
□ Minolta. http://www.minoltaprinters.com/,
http://www.minolta.ru/. Производитель принтеров, отличающихся
невысокой стоимостью.
□ Xerox. http://www.xerox.com/, http://www.xerox.ru/. Это
несомненный лидер в производстве копиров, в которых иногда
реализуют поддержку параллельного интерфейса, что позволяет
подключать к нему принтер.
Проблемы, характерные для принтеров
Любая неисправность, которая связана с принтером,
практически никак не влияет на стабильность работы самого
компьютера. Проблемы обычно проявляются либо в
невозможности распечатки, либо в плохом качестве печати.
Основные признаки "заболевания" принтера можно отразить в
следующем списке:
□ драйвер принтера сообщает об ошибке при передаче
данных устройству;
□ принтер работает, но качество печати ужасное: появляются
различные полосы, не пропечатывается один из цветов и т. п.;
□ принтер "жует" бумагу;
□ принтер печатает всякую чепуху, при этом "глотает"
бумаги намного больше, чем требуется и т. д.
Решение этих и еще множества других проблем вы найдете в
части III, посвященной ремонту компонентов персонального
компьютера.
ГЛАВА 18
Сканер и другие устройства ввода изображений
Нередко возникает необходимость ввести в компьютер текст
или изображение (фотографию) для его последующего
редактирования. Стандартным способом ввода текста является его
ввод при помощи клавиатуры, но это, как правило, требует
- 412 -
большого количества труда и времени. "Ленивые" пользователи
стали использовать для этого специальные устройства — сканеры,
которые позволяют ввести текст в виде картинки, а уже потом
специальная программа (вроде Fine Reader) "переводит" ее в
обычный текстовый формат. Примерно так же обстоит дело с
вводом в компьютер фотографий: можно, конечно, для этого
использовать цифровую камеру (фото или видео), но большая
разница в цене склоняет выбор пользователей в сторону обычного
сканера.
Сканер представляет собой электронно-механическое
устройство, предназначенное для перевода графической
информации в цифровой вид для ее редактирования или вывода на
печать.
Сканеры можно подразделить на планшетные, барабанные и
ручные. В планшетных сканерах оригинал укладывают на стекло,
под которым движется устройство, считывающее изображение с
оригинала. Они позволяют сканировать оригиналы любой
толщины, например очень толстую книгу. В барабанных сканерах
оригинал через входную щель втягивается внутрь механизма и
пропускается мимо неподвижного считывающего устройства —
такой принцип работы используют, например, факсы. Они
позволяют сканировать только листы или фотографии. Ручной
сканер необходимо вручную плавно перемещать по поверхности
оригинала.
Наиболее достойны внимательного изучения так называемые
планшетные сканеры, которые представляют собой наиболее
универсальное устройство ввода информации в компьютер: при
помощи него можно вводить в компьютер фотографии, тексты и
даже образы объемных предметов, а при наличии специального
модуля — слайды и негативы.
Наряду с принтерами настольные (планшетные) сканеры
стали в последнее время все чаще приобретаться в домашнее
пользование. Из профессионального инструмента сканер стал
превращаться в обыкновенный бытовой прибор. Это, естественно,
отразилось на его устройстве и программном обеспечении, которое
значительно было упрощено в погоне за главной целью —
уменьшением конечной стоимости. Хотя следует отметить и
положительные моменты: например, процесс сканирования
становится все более наглядным.
- 413 -
Сегодня на рынке представлено множество различных
моделей сканеров, которые отличаются друг от друга ценой,
программным обеспечением, интерфейсом, технологией и т. д.
Устройство и принципы работы
Устройство и принцип работы всех видов сканеров
(планшетных, рулонных, ручных) практически одинаково и может
быть представлено такой схемой: отражение сканируемого
оригинала через фокусирующий объектив попадает на линейку
фотоприемников, которые преобразуют изображение в электронный вид. Все различия заключаются в способах перемещения
оригинала или фотоприемников относительно друг друга. Как
видите, главное отличие сканера от фотоаппарата или видеокамеры
— это наличие линейной, а не квадратной матрицы фотоэлементов,
что вынуждает применять различные механизмы ее перемещения
относительно объекта. Сделано это в первую очередь ради
уменьшения стоимости конечного продукта —. сканера, чтобы
розничная цена оказалась в приемлемых для среднего пользователя
пределах.
Цветные сканеры по устройству ничем не отличаются от
черно-белых (полутоновых) аппаратов. Единственная разница
состоит в наличии (или отсутствии) цветных фильтров,
определяющих восприятие трех основных цветов: синий, зеленый и
красный, хотя некоторые модели могут иметь вместо этого три
отдельных матрицы, работающих каждая со своим цветом.
Главная цель разработчиков создать такое устройство, которое
способно перенести оригинал в электронный вид с минимальными
потерями качества, цветовой гаммы.
Функционально современный сканер состоит из двух частей:
собственно сканера, представляющего собой сканирующий
механизм, помещенный в пластмассовый корпус, и его
программной части — так называемого TWAIN-драйвера (Toolkit
Without An Interesting Name), который осуществляет не только
управление сканером, но и его связь с другими программами и
операционной системой в целом.
Сразу стоит упомянуть о том, что сканер не является
стандартным устройством компьютера, поэтому для его работы
требуется установить драйвер,
причем для каждой модели имеется собственный драйвер,
"знающий" ее особенности. Для сканеров не существует
- 414 -
стандартных драйверов, как, например, для модемов.
Планшетный сканер представляет собой пластмассовый
корпус прямоугольной формы с откидной крышкой, при открытии
которой открывается доступ к стеклянной поверхности, на которой
располагают сканируемый оригинал (рис. 18.1). Крышка нужна для
минимизации влияния внешних источников света и для лучшего
контакта оригинала с поверхностью стекла. В некоторых моделях
сканеров крепление крышки позволяет при необходимости
приподнимать ее над поверхностью корпуса или вообще снимать,
что удобно, например, при сканировании книг. Некоторые модели
имеют на своем корпусе несколько кнопок управления, которые
позволяют запускать программы для сканирования, копирования
или распознавания текста, минуя средства операционной системы.
На задней панели обычно располагаются разъемы питания и
интерфейса для подключения к компьютеру.
Рис. 18.1. Внешний вид планшетного сканера с поднятой
верхней крышкой
Внутри корпуса под стеклом расположена подвижная каретка,
на которой установлен источник света (яркая лампа, похожая на
лампу дневного освещения) и линейная матрица фотоэлементов
(рис. 18.2). Каретка перемещается вдоль длинной стороны корпуса
при помощи электродвигателя, связанного с ней посредством
ременной передачи.
Свет, излучаемый лампой, отражается от поверхности
оригинала и попадает на фотоэлементы, которые фиксируют
интенсивность светового потока.
В сканерах используют четыре типа источников света.
□ Ксеноновые газоразрядные лампы. Они, как правило,
отличаются высокой скоростью включения и стабильностью
излучения, что очень важно для сканеров, применяемых в
профессиональных целях, а также имеют дол- 415 -
гий срок службы. К сожалению, ксеноновые газоразрядные
лампы потребляют очень большое количество энергии и имеют
проблемы с точностью цветопередачи из-за узкого спектра
излучения.
Рис. 18.2. Внешний вид каретки с источником света и
фотоприемником
□ Люминесцентные лампы с горячим катодом. Эти лампы
обладают очень ровным спектром излучения, которым в
некоторой степени можно управлять, они имеют относительно
небольшой срок службы (около 1000 часов). Длительность
прогрева таких ламп составляет порядка 3—5 с, при этом во время
всей работы сканера лампа не должна выключаться.
□ Люминесцентные лампы с холодным катодом. Такие лампы
имеют целую массу преимуществ: очень большой срок службы (от
5 до 10 тыс. часов), низкую рабочую температуру, ровный спектр
излучения. Но за достоинства приходится расплачиваться
относительно большим временем прогрева (от 30 с до нескольких
минут) и более высоким энергопотреблением, чем у ламп с горячим
катодом.
□ Светодиоды. Обладают малыми габаритами, небольшим
энергопотреблением и не требуют времени для прогрева.
Применяются исключительно в CIS-сканерах (о них мы поговорим
немного позже). В большинстве современных моделей сканеров
используются трехцветные светодиоды с большой частотой,
меняющие цвет излучаемого света. Главным недостатком
светодиодов является низкая интенсивность излучения, что вместе
с неравномерностью и ограниченностью спектра приводит к значительным искажениям цветопередачи.
Матрица фоточувствительных элементов может быть двух
типов.
□ CCD (Charge-Coupled Device, прибор с зарядовой связью —
ПЗС). Наиболее распространенный тип, представляющий собой
сравнительно небольшую линейку фотоэлементов и оптическую
- 416 -
систему, которая проецирует отраженный от оригинала свет на
фотоэлементы.
□ CIS (Contact Image Sensor, непосредственный контакт с
рисунком). Это более новый тип, использующий линейку
фотоэлементов и светодиодов, расположенных вдоль всей зоны
сканирования. По сравнению с предыдущим типом обладает целым рядом преимуществ:
дешевизна, небольшие габариты из-за полного отсутствия оптики,
низкое энергопотребление, а также не меньшим количеством
недостатков: небольшая глубина резкости, относительно высокий
уровень искажений при цветопередаче и т. д.
Преимущества первого типа сканеров можно наглядно
показать, сравнив качество снимков, получаемых при помощи
зеркального фотоаппарата и "мыльницы".
Любой сканер "снимает" изображение отдельными строками,
каждая из которых в свою очередь делится на отдельные точки
(пикселы). От количества пикселов зависит качество полученного
при помощи сканера электронного изображения, что говорит о
важности этой технической характеристики сканеров, а именно о
его разрешении.
Всем известно, что разрешение сканера измеряется в
количестве пикселов на дюйм (сканер изобретение импортное,
поэтому приходится мириться с такими единицами измерения). Но
при внимательном изучении принципов работы сканера можно
выделить два вида разрешения: оптическое и механическое.
□ Оптическое разрешение. Определяется количеством
фотоэлементов, расположенных на матрице. При делении этого
количества на ширину рабочей области (например, листа формата
А4) можно получить действительное оптическое разрешение
сканера. Иногда при описании технических характеристик сканера
применяют термин "горизонтальное разрешение".
□ Механическое разрешение. Для перемещения каретки с
матрицей фотоэлементов используется механизм, который
обеспечивает ее передвижение небольшими шагами, что задает
вертикальное разрешение сканера. Вычисляется механическое
разрешение путем деления количества считываний изображения
матрицей на длину пути, пройденного кареткой за единицу
времени. Обычно оно вдвое больше оптического.
Получается так, что вертикальное разрешение практически в
- 417 -
два раза превышает горизонтальное, поэтому для получения
равномерной картинки, на которой все точки расположены на
одинаковом расстоянии друг от друга, все недостающие точки
вычисляются при помощи так называемой интерполяции.
В технической документации на коробках или рекламе
используются оптическое и интерполированное разрешение
сканера. Например, 600x1200, что означает реальное оптическое
разрешение, равное 600 пикселам, а интерполированное — 1200.
Напомню, что интерполяция это искусственное увеличение
разрешения, т. к. оно достигается путем математического
вычисления недостающих точек изображения. Этот параметр
используют исключительно в рекламных целях, тогда как на
практике применение этого режима может только ухудшить
качество изображения.
Единицей измерения разрешения сканера, как уже говорилось,
является количество пикселов на дюйм (обозначается как dpi, dots
per inch).
В цветных сканерах на матрице установлено три ряда
фотоэлементов, над которыми размещены цветные фильтры,
соответствующие трем основным цветам (RGB).
Помимо всего прочего при выборе сканера следует учитывать
еще несколько характеристик матрицы фотоэлементов.
□ Уровень собственного шума. Ограничивает динамический
диапазон и реальное число разрядов данных, содержащих полезные
данные.
□ Разброс чувствительности от ячейки к ячейке. Функция
калибровки сканера уменьшает этот эффект, вычисляя усредненные
значения нескольких соседних ячеек.
□ Уровень перекрестных помех. Суть эффекта состоит в том,
что ярко освещенная точка может влиять на соседние точки.
Наиболее "продвинутые" модели сканеров могут работать в
нескольких режимах: стандартном режиме, при котором ширина
используемого участка матрицы равна ширине сканируемого
оригинала, и расширенном режиме, при котором ширина
сканируемого оригинала проецируется на всю возможную ширину
матрицы, что фактически позволяет увеличить разрешение
сканирования.
Отраженный свет, попадающий на матрицу фотоэлементов,
преобразуется в серию электрических импульсов, которые, прежде
- 418 -
чем попасть на выход сканера, проходят предварительную
обработку. От качества работы преобразователя (АЦП) и системы
корректировки напрямую зависит качество полученного
изображения.
Качество сканируемого изображения зависит от таких
параметров, как глубина цвета (разрядность) и динамический
диапазон.
От разрядности сканера зависит максимальное количество
значений, которые может принимать цвет пиксела. В качестве
базового уровня глубины цвета принят формат True Color, при
котором все три цвета кодируются при помощи 24 бит
информации, что позволяет получить более 16 миллионов оттенков
цветов. Иногда можно встретить упоминание о повышенной разрядности, например, до 36 или 48 бит. В действительности,
дополнительные разряды используются для служебных целей. Дело
в том, что современные операционные системы и программы все
равно не способны поддержать разрядность более 24 бит, поэтому
прямое указание на более высокую разрядность говорит о
"нечестной" рекламной кампании. По этой причине различают
внутреннюю и внешнюю разрядность.
Внутренняя разрядность зависит от разрядности АЦП,
подключенного к матрице фотоэлементов. Она вычисляется путем
сложения разрядности каждого из цветных каналов и обычно
составляет 24 бит.
Внешняя разрядность равна количеству бит, которое получает
программа от драйвера сканера. Чаще всего она составляет все те
же 24 бит, что вполне достаточно для получения качественных
"снимков".
Еще один немаловажный параметр сканера — динамический
диапазон, который напрямую зависит от разрядности. Дело в том,
что при сканировании обязательно существует определенный
предел, за которым детали изображения становятся либо слишком
светлыми, либо слишком темными, чтобы отличить их от общего
фона. Многие производители, выпускающие недорогую офисную
технику, не придают особого значения этому параметру, поэтому
зачастую "забывают" включить его в техническое описание модели.
Динамический диапазон представляет собой десятичный логарифм
отношения интенсивности света, падающего на оригинал, к
интенсивности света, отраженного от оригинала и принятого
- 419 -
фотоэлементами. Обозначается динамическая плотность OD
(Optical Density) или просто D.
Еще одной важной характеристикой можно считать глубину
сканирования, которую допускает модель сканера. Некоторые
дорогие модели позволяют, например, ввести в компьютер
трехмерный образ спичечного коробка или даже целого яблока.
Такими свойствами обладают только сканеры с CCD-матрицей, т. к.
CIS-матрица отличается слишком малым уровнем излучения для
того, чтобы "почувствовать" объем сканируемого объекта,
находящийся на отдалении от стеклянной поверхности. Данный
параметр очень важен, например, если вы собираетесь регулярно
сканировать объемные изображения, которые будут получаться
качественно только при достаточной глубине сканирования.
Самое главное внешнее отличие сканеров, которое следует
учитывать при выборе модели, — это интерфейс для подключения
сканера к компьютеру. Сегодня можно встретить несколько видов
интерфейса.
□ LPT. При использовании данного интерфейса сканер
подключается к обычному параллельному порту компьютера
вместо принтера. При этом желательно, чтобы этот порт
поддерживал расширенные режимы работы ЕРР и ЕСР, что может
потребоваться для полноценной реализации скоростных
характеристик сканера. Этот тип подключения характеризуется
массой недостатков, например, во время работы сканера обращение
к принтеру затруднительно, что фактически исключает
возможность использования пары "сканер—принтер" в качестве
копира. Конечно, проблему можно решить переключением порта в
стандартный режим SPP, но в этом случае скорость работы как
сканера, так и принтера упадет до ужасающе малых величин.
□ SCSI. Это наиболее старый способ подключения. Связь
сканера с компьютером осуществляется посредством специальной
платы расширения, представляющей собой упрощенный
контроллер SCSI-интерфейса. Большая скорость передачи этого
интерфейса позволяет реализовать высокое
качество сканирования, правда, очень часто в комплекте со
сканерами поставляются слишком "урезанные" варианты
контроллеров, которые устанавливаются в слот ISA и не позволяют
ощутить всю "прелесть" SCSI-интерфейса. Основной недостаток
подключения: необходимость дополнительного приобретения
- 420 -
контроллера, который стоит относительно немалых денег, да к тому
же предоставляет немало хлопот при настройке системы.
□ USB. Наиболее популярный сегодня интерфейс для
сканеров начального уровня, т. е. сканеров, не требующих высокой
скорости передачи данных, которую могут удовлетворить только
специализированные контроллеры. Главные преимущества:
возможность "горячего" подключения и питания сканера от шины.
□ FireWire. Дорогой, но весьма перспективный интерфейс. В
комплекте с таким сканером может идти 3-портовый FireWireконтроллер, который позволит кроме основного устройства
(сканера) подключать к компьютеру другие устройства,
использующие данный интерфейс (например, цифровая камера),
поэтому, если средства позволяют приобрести такую модель, "флаг
вам в руки".
Современные программы, работающие под Windows,
общаются со сканером через поставляющуюся с ним в комплекте
специальную программу — TWAIN-драй вер. Все программы,
соответствующие стандарту TWAIN, теоретически должны
работать с любым устройством его поддерживающим (например,
сканером или Web-камерой). На практике некоторые программы
"отказываются" работать с теми устройствами, которые
предварительно не тестировались разработчиком драйвера.
От реализации TWAIN-драйвера зависит надежность работы и
функциональные возможности сканера, особенно наиболее
дешевых моделей, в которых все функции по коррекции
изображения возложены на программу, выполняемую центральным
процессором. Это, конечно, требует дополнительных ресурсов
компьютера, зато позволяет значительно уменьшить цену
продукции, что так ценят некоторые особо экономные
пользователи.
Наиболее важными характеристиками драйвера можно
считать наличие следующих возможностей:
□ возможность автоматического определения настроек
сканирования;
□ наличие окна предварительного просмотра с выбором
сканируемого участка и с отображением результата выбранных
настроек и производимой коррекции в реальном времени;
□ плавные регулировки яркости, контрастности, гаммакоррекции;
- 421 -
□ выбор точек черного и белого, желательно при помощи
"пипетки", либо заданием значения;
□ наличие многоуровневого или настраиваемого фильтра
подавления печатного растра;
□ инверсия (негатив) и отражение (переворот) оригинала;
□ встроенная система цветосинхронизации с набором
профилей, позволяющая скорректировать сканируемое
изображение под конкретное устройство вывода;
□ возможность сетевого доступа к сканеру.
Для сканеров большое практическое значение имеет
защищенность зеркал, оптической системы и матрицы от пыли и
насекомых.
Даже достаточно дорогие модели сканеров не позволяют
перенести изображения без внесения определенных искажений,
например, при цветопередаче. Наверное, все обращали внимание,
на то, что при выборе автоматических настроек яркости, контраста
и цветности сканер выдает совершенно не те цвета, что имеются на
фотографии. Дело в том, что многие современные сканеры
применяют различные методы улучшения качества изображений,
которые включаются при выборе автоматических настроек и могут
отключаться при выборе ручного управления настройками.
Существует несколько самых известных технологий.
□ Digital ICE (Image Correction Enhancement). Устранение
дефектов изображения в процессе сканирования. Эта технология
позволяет удалять с отсканированного изображения царапины,
пыль, отпечатки пальцев, разводы от капель воды и т. п. Особенно
хорошо технология работает с прозрачными оригиналами, которые
особенно подвержены подобным дефектам. Отличительно то, что
неповрежденные участки остаются без корректировки.
□ Digital ROC (Reconstruction of Colors). Восстановление
естественных цветов и оттенков изображения. При сканировании
система анализирует данные, которые содержит оригинал: тонкие
кривые по каналам цветности, цветовые градиенты и т. п. При
этом происходит корректировка цвета, предназначенная на
восстановление естественных оттенков. Реконструкция цвета
осуществляется путем выравнивания кривой каждого цветового
канала после определения различий тонового диапазона, причем не
только удаляются цветовые сдвиги, но и улучшается контрастность
полученного изображения. При сканировании прозрачных мате- 422 -
риалов технология позволяет корректировать экспозицию кадра.
□ Digital GEM (Grain Equalization & Management).
Управление зернистостью пленки, которое доступно оптическому
разрешению сканера и ухудшает результат оцифрованного
изображения. Отчасти это относится к печатным оригиналам,
созданным на принтерах с низким разрешением. Отдельное зерно
может стать очень заметным при сканировании в большом
разрешении, что приводит к уменьшению детализации и увеличению уровня шумов на полученном изображении. Эта технология
пытается исправить указанные недостатки при помощи сложных
математических вычислений.
□ Color Matching. Технология позволяет автоматически
изменять IСС-про-филь для более точного соответствия цветов при
предварительном просмотре изображения и при конечном
сканировании.
□ BET (Bit Enhancement Technology). Собственная разработка
компании UMAX. Позволяет улучшить качество изображения
путем очистки полезного сигнала от шума, вносимого аналогоцифровым преобразователем. Для реализации метода применяется
либо многократное сканирование, результаты сканирования при
котором усредняются, а все отклонения считаются шумом, либо
увеличенная разрядность, что после использования гаммакоррекции позволяет получить "чистый" цвет с меньшим количеством бит, которое используется для передачи изображения в
компьютер.
Для формирования цветов в сканерах применяется две
цветовых модели.
□ RGB (Red, Green, Blue). Нужный цвет получается путем
смешения трех основных цветов: красного, зеленого и синего. Все
три цвета в сумме дают белый цвет.
□ CMYK (Cyan, Magenta, Yellow, Black). За основной фон
вместо белого цвета выбран черный, что позволяет улучшить
качество отображения черных оттенков изображения. Остальные
цвета получаются путем вычитания из черного цвета трех основных
оттенков: голубого, пурпурного и желтого. Полное отсутствие
цветов дает чистый белый цвет.
Модель CMYK считается более качественной, поэтому-то она
издавна применяется в типографиях при печати цветной
- 423 -
полиграфической продукции, а в большинстве компьютерных
программ сразу же преобразуется в модель RGB, правда, с
некоторой потерей качества. Дело в том, что вывод изображения
CMYK требует черного фона, а экран монитора и лист бумаги, наоборот, представляют собой белый фон, используемый в модели
RGB.
Калибровка цветопередачи является обязательным условием
качественной работы любого сканера. В дорогих моделях
калибровка производится по специальному образцу IT-8, который
разработан такими известными компаниями, как AGFA, Fuji и
Kodak. Эта образцовая карта содержит области с точно
определенными цветами и элементами. При калибровке результаты
сканирования сравниваются с показателями образца, после чего
выводится результат о качестве цветопередачи и необходимости
ручной настройки. Более дешевые модели сканеров (в основном с
CIS-матрицей) используют для калибровки автоматическую
систему, включающую в себя цветной клин, встроенный в крышку
сканера. Перед каждым сканированием оригинала производится
сканирование клина, сопоставление полученных данных с
заданными и при необходимости соответствующая корректировка.
Среди программных средств калибровки можно отметить
утилиту Adobe Gamma, которая автоматически устанавливается
вместе с пакетом редактирования графики Adobe PhotoShop. Очень
важно, чтобы одновременно не использовалось более одной
утилиты-калибратора, иначе результаты их работы будут
воздействовать друг на друга и добиться качественного изображения будет очень трудно.
Еще несколько лет назад сканеры с модулем для сканирования
слайдов были очень дорогими, что оправдывалось их
конструктивной сложностью — для сканирования использовался
дополнительный источник света, расположенный над оригиналом в
специальной крышке и перемещавшийся синхронно с кареткой.
Сегодня получили распространение сканеры с неподвижным
источником света, что позволило снизить стоимость и повысить
надежность. Единственный недостаток такой системы — для
обеспечения необходимой интенсивности светового потока
требуется очень мощная лампа, что увеличивает количество
потребляемой электроэнергии и количество выделяемого при
работе тепла.
- 424 -
Рис. 18.3. Внешний вид специализированного слайд-сканера
Подавляющее большинство моделей сканеров негативов и
диапозитивов рассчитано на работу с 35-миллиметровой пленкой
(рис. 18.3). Для того чтобы получить удовлетворительное качество
при увеличении небольшого размера кадра до приемлемых
величин, лучше всего выбрать сканер с высоким оптическим
разрешением (например, 1200 dpi). Кроме того, сканирование
прозрачных оригиналов предъявляет повышенные требования к
динамическому диапазону сканера.
И еще один момент. Неоднократно упомянутая единица
измерения разрешающей способности сканера (dpi) в основном
применяется для описания характеристик печатающих устройств, а
для сканеров и других устройств оцифровки изображения
используют иную единицу измерения, несущую примерно тот же
смысл. Это количество пикселов в дюйме (ppi, pixels per inch). Я
применял более привычную для большинства пользователей
единицу измерения, а на самом деле, например, в документации к
сканеру должна быть указана вторая.
Для питания сканера применяют внешний блок питания,
преобразующий переменное напряжение электросети в постоянное
напряжение порядка 12 В. Некоторые сканеры (это относится
только к CIS-матрицам) позволяют организовать подачу
напряжения питания по интерфейсному проводу шины USB,
которого вполне хватает для работы.
Рекомендации по выбору сканера
Выбор сканера определяется в первую очередь тем, для чего
вы собираетесь его использовать. Существует целый ряд
технических характеристик, согласно которым выбор может быть
склонен к той или иной модели. Имейте в виду, что сканер
приобретается раз и навсегда. Возможности поменять его на
другую модель у вас, скорее всего, не будет, поэтому отнеситесь к
этому выбору со всей серьезностью.
Примечание
- 425 -
У каждого даже самого известного производителя имеются
либо не очень, либо крайне неудачные модели сканеров. Поэтому,
прежде чем остановить свой выбор на одной конкретной модели,
обязательно проконсультируйтесь со знакомыми специалистами
или просто почитайте в Интернете отзывы по поводу данной
модели. Где найти подобные описания, будет рассказано в части II,
посвященной модернизации.
Тип сканера. Ручной сканер может пригодиться, например,
для ввода в компьютер большого количества картинок или текста
где-нибудь в библиотеке (или магазине, когда покупать книгу не
хочется, а почитать да). Но для нормальной работы с таким
сканером требуется немалая тренировка, т. к. при неравномерном
перемещении по объекту сканирования результат может
получиться ужасающим — не то что OCR-программа (Optical
Character Recognition) не сможет потом ЭТО распознать, а вообще
все изображение будет "перекорежено" из-за нарушенных
пропорций.
Барабанные сканеры можно встретить в таких устройствах,
как, например, факсы. Все, кто хоть один раз пробовал отправить
факс, знают, как неудобно пользоваться такими аппаратами,
поэтому приобретение сканера, "скрещенного" с факсом, особенно
для домашнего использования, не желательно. Комбинированные
аппараты неудобны тем, что при поломке одной функциональной
части в ремонт приходится отдавать все устройство независимо от
работоспособности других функциональных частей. То же относится к устройствам, объединяющим в себе принтер и сканер,
образуя при совместной работе обычный копир, например, Xerox
WorkCentre XK35C, который совмещает в себе цветной струйный
принтер и планшетный сканер. Интересную конструкцию
предлагает компания Canon, которая позволяет превратить
обыкновенный принтер (модель S450) в барабанный сканер. Для этого достаточно установить сканирующую головку
IS-32, которая позволит сканировать фотографии с разрешением до
720 пикселов на дюйм.
Планшетные сканеры наиболее универсальны. Они пригодны
не только для сканирования фотографий, но и для работы,
например, в паре с принтером в качестве копира (ксерокса), а также
для перевода различных текстов в электронный вид для
последующего их редактирования или архивирования. Практически
- 426 -
все планшетные сканеры рассчитаны на работу с форматом А4,
хотя иногда встречаются модели с поддержкой формата A3 или
просто расширенной областью сканирования. Последний момент
особенно важен при сканировании объектов, незначительно
отличающихся от формата А4, например, развернутой тетради (как
правило, общая ее длина оказывается немного больше, чем длина
альбомного листа).
Интерфейс. При выборе SCSI-интерфейса следует иметь в
виду, что в комплекте со сканером, скорее всего, будет "урезанный"
SCSI-контроллер, предназначенный для установки в слот ISA и
поддерживающий самый первый стандарт SCSI-1. При этом
контроллер будет иметь всего один разъем для подключения
внешних устройств и не будет содержать собственного BIOS, что
делает его работу зависимой от качества исполнения TWAINдрайвера.
Интерфейс LPT практически сразу после своего появления
"прославился" большим количеством "глюков" при работе сканера
и невысокой скоростью сканирования, поэтому сегодня он в
продаже появляется редко и рекомендовать его можно только в
случае жесткой экономии денег.
Распространение интерфейса USB сегодня приняло масштабы
настоящей эпидемии, поэтому, если на вашем компьютере имеются
разъемы этой шины (или имеется возможность установки этих
разъемов), лучше всего приобрести такой сканер. Для домашнего
использования можно рекомендовать модели с CIS-матрицей,
которые получают питание от самой шины, а не от отдельного
блока питания, что позволит сэкономить одно гнездо в "пилоте" и
уменьшить нагромождение проводов.
Разрешение и разрядность. При выборе сканера следует
обращать особое внимание на оптическое, а не на
интерполированное разрешение, т. к. в режиме интерполяции
сканер будет работать крайне медленно, да и результат может
оказаться непредсказуемым.
Как видно из табл. 18.1, оптического разрешения 600 пикселов
и 24-битной глубины цвета хватит для любых видов работ, поэтому
для вашего выбора предоставлено немалое поле деятельности:
многие современные сканеры имеют значительно лучшие
характеристики.
Если вы собираетесь профессионально работать с
- 427 -
фотоизображениями, то вам стоит приобрести сканер с
повышенным оптическим разрешением (более 600 пикселов), что
позволит вам без потерь качества увеличивать отдельные участки
фотографий, распечатывать качественные портреты с формата 3x4
и т. п.
Таблица 18.1. Разрешающая способность, необходимая для
наиболее распространенных задач
При покупке сканера с увеличенной разрядностью (например,
10 или 12 бит на каждый цвет) следует иметь в виду, что реального
улучшения в качестве изображения при этом не достигается.
Дополнительные биты используются исключительно в служебных
целях. Например, младшие 2 или 4 бита при сканировании
игнорируются для уменьшения влияния собственных шумов
матрицы фотоэлементов. Фактически же остается прежних 8 бит на
каждый цвет. Упоминание о повышенной разрядности наталкивает
на мысль об использовании в данной модели низкосортной
матрицы, имеющей высокий уровень собственных шумов.
Стоит также отметить, что динамический диапазон сканера
должен находиться в пределах 3—3,5, что можно определить,
внимательно изучив инструкцию к данной модели сканера. Это
очень важно при сканировании слишком светлых или слишком
темных ксерокопий и позволит более полноценно пользоваться
преимуществами таких программ, как Fine Reader и т. п.,
требующих высокого качества оригинала.
Иногда для наглядного отображения качества матрицы в
инструкции может быть указано количество фотоэлементов,
расположенных на ней. Обращать внимание на этот параметр стоит
только при сравнении с его аналогичным параметром других
- 428 -
моделей.
Скорость работы. Скорость сканирования может быть разной:
□ предварительное сканирование — может быть в пределах
от 4 до 20 с;
□ цветная фотография — от 25 до 60 с;
□ полная страница текста (А4) — от 45 до 100 с;
□ черно-белый рисунок — от 20 до 45 с.
Легко оценить качество фокусировки и разрешающую
способность оптики можно визуально при сканировании
специальной тестовой мишени или защитных участков любой
банкноты.
Качество TWAIN-драйвера. При выборе сканера обратите
внимание на качество исполнения программы, при помощи которой
происходит управление работой сканера. Особое внимание
необходимо обратить на наличие возможности отключения
автоматики при регулировке яркости, контрастности и цветности, а
также возможности их плавной регулировки. Традиционная
ориентация на неопытного пользователя может привести к
уменьшению количества разнообразных настроек, что обычно
проявляется в появлении таких пунктов, как "Лучшее цветное
фото", "Черно-белое фото" и т. п. Если вам нравится такой вариант,
ничего против этого не имею.
Дизайн. Некоторые модели сканеров имеют на своем корпусе
целый ряд кнопок (рис. 18.4), позволяющих при нажатии на них
запускать программы для работы с изображением. Это дает
возможность избежать длительного "копания"в меню Пуск, поиска
ярлыка и т. п.
Рис. 18.4. Две разные модели сканеров с кнопками управления
Обратите внимание на наличие (или отсутствие)
дополнительного устройства для сканирования слайдов, которое
позволит вам вводить изображения прямо с негативов.
Цена. Следует иметь в виду, что матрицы, не прошедшие
тестирование на качество, используются для сборки дешевых
моделей с пониженным качеством разрешения. Помните об этом,
когда покупаете сканер по "сниженным" ценам.
- 429 -
Гарантия. Понятие "пожизненная гарантия" означает
гарантийное обслуживание, пока производитель выпускает данную
модель. После прекращения выпуска той или иной модели гарантия
действительна только в течение пяти лет.
Производители сканеров
Сканирующие механизмы выпускают довольно ограниченное
количество производителей, которые поставляют их другим
компаниям. Те комплектуют их своим набором программного
обеспечения и продают под собственной торговой маркой.
Конструкция сканеров уже устоялась, производство налажено
очень неплохо, так что практически все сканеры сегодня производят на Тайване.
□ Acer — http://www.acerperipherals.com.tw/,
http://www.acer.ru/
□ AGFA — http://www.agfa.com/, http://www.mas.ru/agfa □
Canon — http://www.canon.com/
□ Epson — http://www.epson.com/, http://www.epson.ru/
□ Genius — http://www.geniusnet.com.tw/
□ Hewlett-Packard (HP) — http://www.hp.com/,
http://www.hp.ru/
□ Microtek — http://www.microtek.com/
□ Minolta — http://www.minoltaprinters.com/,
http://www.minolta.ru/
□ Mustek — http://www.mustek.com/, http://www.mustek.ru/ □
Nikon — http://www.klt.co.jp/nikon
□ Pacific — http://www.scanace.com/ □ Plustek —
http://www.plustek.com/
□ UMAX — http://www.umax.com/, http://www.umax.ru/
□ Xerox — http://www.xerox.com/, http://www.xerox.ru/
Немного о других устройствах ввода изображений
Web-камера
Так называемая Web-камера (рис. 18.5) предназначена для
оцифровки живого видеоизображения и передачи его по сети
Интернет. Благодаря этому устройству мы может наблюдать за
героями различных игровых проектов (например, "За стеклом",
"Фабрика звезд") в "прямом эфире" круглые сутки. От обычных
видеокамер отличается пониженным качеством изображения, чего
требует низкая пропускная способность телефонной сети, по
которой в основном осуществляется соединение с сетью Интернет.
- 430 -
При выборе Web-камеры стоит обратить внимание на такие
характеристики, как пропускная способность, которая определяется
количественным показателем канала, способным передавать видеоизображение. О
качестве работы камеры может говорить метод обмена,
используемый для ее работы:
□ CIF (Common Intermediate Format). Этот формат использует
видеостандарт с размером кадра 352x288 пикселов и частотой 7,5;
10; 15 и 30 кадров/с.
□ QCIF (Quarter Common Interchange Format). Упрощенный
формат предыдущего видеостандарта с разрешением 176x144
пикселов.
Рис. 18.5. Внешний вид одной из моделей Web-камеры
Стоит обратить внимание на поддержку камерой таких
форматов передачи цифровых данных, как ISDN (Integrated Services
Digital Network), H.261, H.263, которые представляют собой
различные методы кодирования видеоизображения и передачи его
по цифровым каналам связи (например, по сети Интернет).
Цифровой фотоаппарат
Цифровой фотоаппарат внешне очень похож на обычную
"мыльницу" (рис. 18.6), только вот пленки в нем никогда не было и
не будет. Для хранения снятых кадров используются специальные
картриджи, представляющие собой модули Flash-памяти.
По принципу действия цифровые фотоаппараты сильно
напоминают обыкновенные сканеры мгновенного действия:
вспышка освещает объект съемки, а матрица фотоэлементов
"снимает" отпечаток всего окружающего пространства и передает
электронике команду на запись полученного изображения в модуль
памяти.
При выборе цифрового фотоаппарата стоит обратить
внимание прежде всего на его характеристики.
□ Качество матрицы. Измеряется количеством пикселов на
- 431 -
всей площади матрицы. Уже давно прошли времена, когда 1
миллион пикселов считалось неплохим достижением, сегодня "нормальным" считается
качество, равное 1,5—2 миллионам, что позволяет получать
качественные снимки с разрешениями 1024x768 и даже 1600x1200.
□ Наличие разъемов для связи с компьютером или
телевизором. Наилучший вариант это подключение камеры
посредством шины USB, т. к. более дорогой вариант с FireWire
может обойтись слишком дорого. Неплохой функцией можно
считать возможность прямого вывода изображения на экран
телевизора. Различные модели камер могут поддерживать, например, вывод в форматах PAL и NTSC.
Рис. 18.6. Внешний вид цифрового фотоаппарата
(фотокамеры)
Остальные параметры в точности соответствуют параметрам
обычных фотоаппаратов: это выдержка, диафрагма, фокусировка и
т. п.
Некоторые модели фотоаппаратов позволяют напрямую
распечатывать фотографии на струйном принтере, главное, чтобы
сам принтер имел соответствующее качество печати. Для этого
применяются специальные переходники, позволяющие соединять
камеру с принтером посредством порта LPT, либо USB, либо IrDA.
Проблемы, характерные для сканеров
Любая неисправность, которая непосредственно связана со
сканером, обычно приводит либо к невозможности получения
отсканированного изображения, либо к его плохому качеству. Хотя
для сканеров с SCSI-интерфейсом весьма характерны проблемы со
стабильностью работы SCSI-контроллера, который может
регулярно вызывать зависания всей системы.
Основные признаки "заболевания" сканера можно отразить в
следующем списке:
□ драйвер сканера "сообщает", что он не может найти ни
одного устройства для сканирования, хотя оно по-прежнему
- 432 -
подключено к компьютеру;
□ сканер работает, но нормально отсканировать картинку
удается не каждый раз — то Windows "зависнет", то сканер
перестанет отвечать на запросы программы, т. е. тоже "зависнет";
□ сканер работает, но изображение получается либо очень
плохим, либо вообще вместо картинки "снимается" черное поле;
□ при сканировании некоторые участки изображения
получаются сжатыми, когда остальная часть выглядит нормальной
и т. д.
Модернизация компьютера
Глава 19. Общие принципы модернизации
Глава 20. Определение конфигурации компьютера
Глава 21. Разработка конфигурации нового компьютера
Глава 22. Подготовка к модернизации
Глава 23. Замена компонентов компьютера
Глава 24. Настройка компьютера
ГЛАВА 19
Общие принципы модернизации
Ответьте на вопрос: "Для чего вы купили свой компьютер?"
Попробую дать ответ за вас: "Для того чтобы играть". Любые
утверждения вроде необходимости компьютера как учебного
центра или инструмента для работы всего лишь отговорка для
слишком строгих родителей, которые не хотят "отстегивать"
определенную сумму денег на очередную модернизацию. За весь
период существования компьютера IBM PC и его клонов 100% всех
нововведений было нацелено на возможность улучшения качества
игровых программ (графики, звука и т. п.). Дело в том, что именно
игры предъявляют самые высокие требования к
производительности практически всех компонентов ПК.
Остальные, даже самые современные программы (правда, за
исключением таких, как 3ds max и т. п.) способны работать на
компьютерах, собранных года два назад.
Вы, наверное, обратили внимание на фразу "собранных" и
сразу подумали: "А вот я свой компьютер покупал целиком".
Поверьте, что подобное утверждение не сможет уверить меня,
будто бы ваш компьютер принадлежит к разряду "фирменных".
Даже если на системном блоке вашего компьютера имеется
наклейка вроде "Фирма Вася и К° принесет в ваш дом радость", то
это будет лишь означать, что этот компьютер собран на складе
- 433 -
фирмы "Вася и К°" и не более того. И собран он из того же самого
"железа", которое вы так критически осматривали на витрине
магазина, пока ваш ПК упаковывали и выписывали гарантию на
него. И самое главное во всем этом, что вы отдали свои кровные не
только за все компоненты, но и за их сборку в единое целое, а
также за установку операционной системы. Если бы вы собирали
свой компьютер самостоятельно, то вполне возможно он обошелся
бы вам на 10—15% дешевле. Итак, вы пришли к основной мысли
данной части книги.
Самый главный вопрос, который мучает всех начинающих
пользователей: "А могу ли я самостоятельно модернизировать свой
персональный компьютер или лучше всего пригласить знающего
специалиста?" Ответ очень прост:
"Самостоятельно модернизировать свой компьютер может
каждый". Для этого нет необходимости овладевать большим
количеством знаний в области компьютерных технологий и т. п.
Вполне достаточно уверенно пользоваться крестообразной
отверткой, а также иметь "голову на плечах", которая позволит вам
спокойно и последовательно изменить конфигурацию компьютера.
Многие, конечно, не уверены в своих способностях, но сами
подумайте, ведь никто не сомневается в своей способности водить
автомобиль и даже совершать небольшой ремонт, несмотря на
полное отсутствие соответствующего образования. Некоторые даже
овладевают действительно сложными методами ремонта, вроде
настройки электронного впрыска и т. п., и все это с помощью
обычных самоучителей. Главное в любом деле — желание. Как
говорится, при желании можно горы свернуть.
Боязнь компьютера — достаточно распространенная
проблема, но компьютеры не страшны. Конечно, внутреннее
устройство представляет собой самые совершенные современные
технологии, но ведь для осуществления модернизации не
обязательно знать, каким образом функционируют отдельная
микросхема, например контроллер клавиатуры, здесь вполне
достаточно знать о видах разъемов, используемых для
подключения клавиатуры. Это относится и к остальным, с виду
более сложным компонентам ПК, например, звуковой плате.
Единственный фактор, который может настораживать, — это
наличие внутри компьютера электрического тока. Этот момент
требует объяснения. Дело в том, что несмотря на то, что компьютер
- 434 -
подключается к электросети 220 В, внутри самого компьютера
используется напряжение не более 12 В, которое не способно
причинить вреда здоровью человека. Если вы боитесь
электричества, то не разбирайте блок питания и монитор, тогда с
вами абсолютно ничего не случится.
Компьютер, собранный в компьютерной фирме, рассчитан на
среднестатистического покупателя, поэтому он не обязательно
будет подходить для вас. При внимательном осмотре у него, скорее
всего, окажется не очень большой объем оперативной памяти, да и
монитор будет одной из самых дешевых моделей с крупным зерном
и невысокими показателями частоты обновления экрана. В качестве
приманки может быть установлен очень мощный процессор,
скоростной привод CD-ROM. При этом продавец успешно забудет
упомянуть, что видеоплата является самой слабой, какую только он
смог найти у себя на складе.
Следует отметить, что абсолютно все вносимые вами
изменения в конфигурацию компьютера не являются
окончательными, т. к. вы не прибегаете к пайке проводов. Поэтому
любое произведенное вами изменение может быть устранено в
любой момент. Если эти изменения привели к тому, что компьютер
перестал работать или стал постоянно "зависать", то просто верните
прежнюю конфигурацию, и все будет нормально. Самое главное, не
спешите избавиться от старой платы (дисковода), возможно, она вам
очень пригодится.
Еще один момент, говорящий в пользу самостоятельной
модернизации. Если вы сами замените, например, привод CD-ROM,
то он вам обойдется намного дешевле, чем, если бы его
устанавливал так называемый специалист. Для установки
практически всех компонентов ПК необязательно владеть большим
количеством навыков. К тому же при этом вы сами выбираете
время модернизации, а не ждете, когда же, наконец, придет мастер
и все наладит.
Вам не стоит заниматься самостоятельной модернизацией,
если:
□ вы считаете, что не сможете сами осилить тонкости
установки устройства и его драйверов;
□ вы боитесь, что вас ударит электрическим током;
□ вы не умеете пользоваться отверткой и боитесь, что при
- 435 -
установке какого-нибудь устройства повредите себе, например,
руку;
□ вы боитесь, что подключите что-то неправильно, и
компьютер после этого перестанет работать;
□ вы считаете, что лучше заплатить лишние деньги какомунибудь профессионалу, который наверняка все сделает правильно.
На самом деле у вас мало шансов физически повредить
компоненты компьютера. Модульная конструкция ПК позволяет
обойтись без одной из плат, например, без звуковой платы. При
этом все остальные компоненты будут работать без всяких сбоев.
Стоит отметить, что вопрос модернизации особенно остро
возникает периодически, т. к. потребность в услугах компьютера
значительно меняется в течение календарного года. Речь идет об
активизации пользователей перед самым началом учебного года, к
тому же в этот период практически везде заканчиваются отпуска.
Во время летних каникул/отпусков думать о компьютере некогда:
огород, озеро, деревня с бабушкой, солнце, шашлыки (продолжите
сами), все это отвлекает от комнаты, где стоит старый ПК, который
утешал ваш взор, сердце, ум весь предыдущий сезон. Да, да, прямо
как в охоте, среди компьютерщиков есть понятие сезона, когда
пользователь начинает активные поиски чего-нибудь новенького
для замены старенького. Этот период, как правило, начинается с
конца августа каждого года и заканчивается с началом летних
каникул, когда наблюдается значительный спад спроса на все
комплектующие.
Процесс устаревания
Модернизация это болезнь сродни чесотке (почесал и еще
хочется), поэтому один раз решившись на апгрейд, будьте уверены,
что захочется еще, еще и еще раз что-нибудь поменять. Каждый
день появляются все более совершенные устройства, которые не только удивляют своими
возможностями, но и заставляют нас регулярно отсчитывать
определенную сумму денег. Ведь хочется, чтобы ваш компьютер
был не только не хуже, чем у других, но и намного лучше. Такой
подход требует жертв и немалых...
С точки зрения производителей устройство, несмотря на то,
что оно может работать еще лет 10, должно быстро морально
устаревать. Ведь частая смена оборудования заметно увеличивает
прибыль. При этом акцент делается на следующих моментах:
- 436 -
□ быстрое моральное старение устройств позволяет
применять для производства более дешевые материалы и
технологии;
□ выпуск новых технологий заставляет пользователя
регулярно менять всю "начинку" системного блока (например,
компания Intel практически каждый год вводит новый
процессорный разъем);
□ наиболее выгодным является производство
комбинированных устройств, ведь при этом пользователь
производит замену целого ряда устройств;
□ постоянная конкурентная борьба приводит к появлению
"близнецов", которые отличаются друг от друга лишь дизайном,
цветом и т. п.;
□ модные новинки хорошо раскупаются даже по значительно
завышенным ценам.
Как видите, речь идет в основном не о физическом старении, а
о моральном, которое наступает значительно раньше, чем
устройство придет в негодность. Так, например, компьютеры на
базе процессора Pentium сегодня вполне способны решать большую
часть офисных задач (набор и распечатка текстов), но, несмотря на
это, в офисы стали приобретать компьютеры на базе процессоров
не ниже Pentium III.
Соотношение цена/качество
При покупке как самого компьютера, так и отдельных его
компонентов обратите особое внимание на соотношение качества и
цены. Очень часто дешевые запчасти оказываются либо уже
бывшими в употреблении (неизвестный период), либо мало
пригодными к использованию. Например, у жесткого диска с
поддержкой Ultra DMA/100 может быть нерабочей электроника,
позволяющая работу через каналы прямого доступа к памяти.
Внешне такой жесткий диск будет вполне работоспособен, т. е. он
будет определяться BIOS, с него нормально будут запускаться как
операционная система, так и все установленные программы, но
скорость его работы будет где-то на уровне режима РЮ4, что для
современных программ явно недостаточно. Поэтому при покупке,
например, того же жесткого диска обговорите с продавцом условия
для его возврата или замены. Придя домой, установите устройство
и проверьте его всеми доступными для вас тестовыми
программами. Считается, что наилучшим тестом для таких
- 437 -
устройств, как процессор, оперативная память, жесткий диск,
являются сложные трехмерные игры. Если они не зависают, то все
нормально.
Покупая "крутой" компьютер солидной фирмы помните:
□ довольно большую сумму вы платите только для того,
чтобы окупить рекламную кампанию компьютерной фирмы. Чем
она известней, тем больший процент от цены компьютера
составляет эта сумма;
□ вы, скорее всего, не сможете самостоятельно
модернизировать компьютер до истечения срока гарантии —
уточните этот вопрос у продавца. У фирменных компьютеров
гарантия, как правило, довольно длительная. Даже добавить какуюнибудь плату (например, модем) вы самостоятельно не сможете,
придется ехать в ближайший сервис-центр компании, продавшей
вам компьютер, и, скорее всего, платить за установку;
□ иногда в комплектацию так называемых "фирменных"
компьютеров входят компоненты, плохо раскупаемые в розницу.
Например, такая судьба постигла жесткие диски объемом 10 Гбайт.
Их цена ненамного ниже жестких дисков объемом 20 Гбайт,
поэтому пользователи предпочитают немного доплатить и
приобрести в два раза более емкий диск;
□ очень часто системные блоки "фирменных" компьютеров
опечатываются, что исключает самостоятельное
подключение/отключение устройств, например, жесткого диска.
Так что обмениваться программами или фильмами вы сможете
только посредством компакт-дисков или дискет;
□ как правило, на программу BIOS Setup устанавливается
пароль. При обычной работе пользователя это никак не
отражается на удобстве пользования компьютером, но когда
возникает необходимость (или желание) дополнительной
настройки компьютера без программ "смотрелок" паролей не
обойтись. Во-первых, "обнулить" аппаратно содержимое CMOSпамяти (вместе с паролем) вы не сможете. Во-вторых, если все же
вы это сделаете, то больше никогда не узнаете, какой пароль был
установлен, и при первом же обращении к фирме-продавцу можете
потерять гарантию.
Субъективность оценки
Очень часто возникает такая ситуация, когда один приятель
советует вам приобрести одну модель устройства, например привод
- 438 -
CD-RW, тогда как продавец в магазине не очень хорошо отзывается
об этой модели и предлагает купить вам совсем другую. При этом
цена обеих моделей может находиться на одном уровне, т. е. перед
вами ставится очень сложная задача: что же выбрать? Стоит
отметить, что в большинстве случаев следует полагаться на
собственные предпочтения, возникшие в результате прочтения
различных статей, посвященных тестированию этих устройств.
Например, можно ,
воспользоваться списком интернет-сайтов, приведенным в
конце этой главы, где вы сможете найти адреса с большим
количеством статей, посвященных тестированию и описанию
самых разнообразных устройств: от процессоров до клавиатур.
Доверять ли рекламе?
Однозначно, рекламе верить нельзя! Слишком часто те
преимущества, которые так громко описываются в рекламе,
реального повышения производительности не дают. Яркий пример
спецификация шины USB 2.0. Поддержка этого стандарта,
например, каким-нибудь устройством на практике не дает никакого
преимущества, т. к. большая часть используемых материнских плат
поддерживают только спецификацию шины USB 1.0. То есть это
якобы высокоскоростное устройство все равно будет работать на
скорости значительно более медленного контроллера USB на плате.
Золотое правило: подожди, пока определенную модель
устройства протестируют, затем прочитай результаты этого
тестирования, а уже после этого решай, покупать ее или нет. В
конце данной главы вы сможете найти большое количество адресов
самых разнообразных интернет-сайтов, посвященных описанию и
тестированию устройств.
Как правильно читать прайс-лист
Стоит отметить, что практически все цены в прайс-листах
приводятся в условных единицах, которые приравниваются к
доллару (американскому). Изредка можно увидеть упоминание о
"родной" валюте, но это обычно относится к комплектующим
бывшим в употреблении, цена которых находится в пределах
между 0 до 1 у. е. Сами понимаете, что удобнее такую сумму
представить в рублях.
Такая "любовь" к иностранной валюте объясняется просто:
компьютерные компоненты за редким исключением являются
импортным изобретением, да и заводы по сборке в основном
- 439 -
располагаются на далеких "островах", имя которым Тайвань
(Китай)... можете сами продолжить. Но это еще не все. Всем
известно, что курс рубля относительно американского доллара
очень нестабилен, точнее регулярно наблюдается тенденция его
роста — доллар становится все дороже и дороже. Те, кто
занимается продажей компьютеров и отдельных комплектующих,
спят и видят, чтобы курс доллара вдруг "подскочил" бы, ведь для
них это означает дополнительную прибыль.
Термин "условная единица" появился еще в те давние
времена, когда правительство РФ запретило использовать
иностранную валюту для исчисления цен, зарплат и т. п. Не долго
думали "ушлые" предприниматели, быстро ввели понятие условной
единицы, которая была равна одному доллару. Дело в том, что при ином подходе пришлось бы ежедневно
переделывать все ценники, в зависимости от изменения
официального курса. Традиция сохранилась до сих пор, и только в
магазинах розничной продажи мы можем увидеть на ценниках
упоминание о российских рублях. Правда, делается все это за счет
приличного увеличения стоимости конечного продукта (компьютера), чтобы при резком изменении курса не продать компьютер
дешевле закупочной цены.
Стоит отметить, что во всех прайс-листах приводится только
общая информация, которая иногда позволяет получить лишь
поверхностные знания об устройстве, т. к. некоторые моменты,
например напряжение ядра процессора, обычно никогда не
указываются. Все данные, приводимые в прайс-листах,
предназначены в первую очередь для сравнения с другими
моделями в том же прайс-листе, т. к. обозначения могут отличаться
в зависимости от того, кто их составляет.
Материнская плата
Во всех прайс-листах широко применяется система
сокращений, которая позволяет при небольших затратах площади
листа бумаги дать пользователю всю необходимую информацию об
устройстве/компьютере. Например, обозначение материнской
платы может выглядеть следующим образом:
Gigabyte GA-6OXT Socket370 <i815EP B0> AGP ATX U100
3DIMM
где:
□ GigaByte — указывает на производителя материнской
- 440 -
платы; □ GA-6OXT — модель материнской платы;
□ Socket370 — процессорный разъем;
□ <i815EP B0> — название чипсета, используемого в
материнской плате;
□ AGP — указывает на наличие шины AGP;
□ АТХ — форм-фактор материнской платы;
□ U100 — интегрированный контроллер IDE поддерживает
Ultra DMA/100; □ 3DIMM — указывает на наличие трех слотов для
модулей DIMM.
Или ASUSTeK P4B-LX, i845, S-478, AGP, Audio, IEEE1394,
mATX
где:
□ ASUSTeK — указывает на производителя материнской
платы;
□ P4B-LX — модель материнской платы;
□ i845 — название чипсета, используемого в материнской
плате;
□ S-478 — процессорный разъем;
□ AGP — указывает на наличие шины AGP;
□ Audio — указывает на наличие интегрированного звука;
□ IEEE1394 — интегрированный контроллер шины FireWire;
□ mATX — форм-фактор материнской платы.
Как видите, используя знания, полученные из расшифровки
краткого описания, можно выбрать материнскую плату по своим
желаниям/потребностям. Иногда такое сокращение может
содержать информацию о количестве слотов PCI, наличии шины
USB, интегрированного видео и т. п.
Процессор
Обозначение центрального процессора может выглядеть
следующим образом:
Intel Pentium III 1000EB 256K, FC-PGA, 133MHz FSB, BOX
где:
□ Intel — производитель процессора;
□ Pentium III — модель процессора;
□ 1000 ЕВ — цифровое значение указывает на тактовую
частоту, буквы означают, что процессор имеет частоту системной
шины 133 МГц и ядро Coppermine;
□ 256К — объем кэш-памяти второго уровня;
□ FC-PGA — корпус процессора;
- 441 -
□ 133MHz FSB — еще одно упоминание о частоте
системной шины 133 МГц;
□ BOX — указание на то, что процессор имеет "коробочную"
поставку, т. е. в комплекте с кулером.
Или Intel Pentium 4 2000А / 400 MHz, 512K 478 PGA, BOX
где:
□ Intel — производитель процессора;
□ Pentium 4 — модель процессора;
□ 2000А — цифровое значение указывает на тактовую
частоту, буква означает, что процессор создан на базе ядра
Northwood;
□ 400 MHz — частота системной шины 400 МГц;
□ 512К — объем кэш-памяти второго уровня; □ 478 PGA —
корпус процессора;
D BOX — указание на то, что процессор поставляется в
комплекте с кулером.
Из краткого описания процессора можно узнать несколько
важных параметров: это то, какая материнская плата требуется для
данного процессора, тактовую частоту и частоту системной шины,
с которыми он работает.
Модули памяти
Обозначение модулей оперативной памяти может выглядеть
следующим образом:
DIMM DDR 512 (2100) Samsung
где:
□ DIMM — тип модуля;
□ DDR — тип памяти;
□ 512 — объем модуля 512 Мбайт;
□ 2100 — пропускная способность 2100 Мбит/с;
□ Samsung — производитель модуля.
Или RIMM 256
где:
□ RIMM — тип модуля;
□ 256 — объем модуля 256 Мбайт.
Жесткий диск
Обозначение жесткого диска может выглядеть следующим
образом: HDD 40,1 Seagate 7200rpm
где:
□ HDD — указывает на принадлежность накопителя к
- 442 -
жестким дискам;
□ 40,1 — емкость жесткого диска 40,1 Гбайт;
□ Seagate — производитель жесткого диска;
□ 7200rpm — частота вращения шпинделя 7200 об/мин.
Или HDD 20,4 Samsung SV2001H 5400
где:
□ HDD — указывает на принадлежность накопителя к
жестким дискам; □ 20,4 — емкость жесткого диска 20,4 Гбайт;
□ Samsung — производитель жесткого диска;
□ SV2001H — название модели жесткого диска;
□ 5400 — частота вращения шпинделя 5400 об/мин.
Приводы CD-ROM
Обозначение привода CD-ROM может выглядеть следующим
образом: CD-ROM 52x NEC CD-3002A
где:
□ CD-ROM — указывает на принадлежность накопителя к
компакт-дискам;
□ 52х — максимальная скорость вращения дисков;
□ NEC — производитель привода;
□ CD-3002A — модель привода.
Или CD-RW NEC NR-9100 40x10x40
где:
□ CD-RW — указывает на принадлежность к записывающим
приводам; □ NEC — производитель привода;
□ NR-9100 — модель привода;
□ 40x10x40 — скорость записи/перезаписи/чтения.
Видеоплата
Обозначение видеоплаты может выглядеть следующим
образом: 32 МБ DDR ASUS AGP-V7100PRO/ GeForce2
где:
□ 32 МБ — объем видеопамяти 32 Мбайт;
□ DDR — тип видеопамяти;
□ ASUS — производитель видеоплаты;
□ AGP — интерфейс видеоплаты;
□ V7100PRO — модель видеоплаты;
□ GeForce2 — модель видеопроцессора.
Или ASUS AGP-V8170 GeForce4 64 Mb DDR TV-Out
где:
□ ASUS — производитель видеоплаты;
- 443 -
□ AGP — интерфейс видеоплаты;
□ V8170 — модель видеоплаты;
□ GeForce4 — модель видеопроцессора;
□ 64 Mb — объем видеопамяти 64 Мбайт;
□ DDR — тип видеопамяти;
□ TV-Out — указывает на наличие видеовыхода на обычный
телевизор.
Звуковая плата
Обозначение звуковой платы может выглядеть следующим
образом: SB Creative Live! 5.1
где
□ SB — указывает на принадлежность к звуковым платам;
□ Creative — производитель звуковой платы;
□ Live! 5.1 — модель/семейство звуковых плат.
Или SB Creative AUDIGY (OEM) SB0090
где:
□ SB — указывает на принадлежность к звуковым платам; □
Creative — производитель звуковой платы;
□ AUDIGY — название звукового процессора;
□ OEM — звуковая плата продается без коробки и
дополнительных устройств;
□ SB0090 — модель звуковой платы.
Монитор
Обозначение монитора может выглядеть следующим образом:
17" (16") LG FLATRON 775FT 1280х1024@60Гц, 0.24,
ТСО'95, Hf 30-70кГц, Vf 50-160Гц
где:
□ 17" — размер диагонали экрана монитора;
□ 16" — видимый размер диагонали монитора;
□ LG — производитель монитора;
□ FLATRON 775 FT — модель монитора;
□ 1280х1924@60 Гц — максимальное поддерживаемое
монитором разрешение и частота регенерации экрана;
□ 0.24 — размер зерна;
□ ТСО'95 — поддерживаемый стандарт безопасности;
□ Hf 30—70 кГц — частота горизонтальной развертки;
□ Vf 50—160 Гц — частота вертикальной развертки.
Или 15" MONITOR RoverScan F-15 (В) Slim Black (LCD,
1024*768 TCO'95)
- 444 -
где:
□ 15" — размер диагонали экрана монитора;
□ MONITOR — указывает на отношение к мониторам;
□ RoverScan F-15 (В) Slim Black — модель монитора;
□ LCD — указывает на то, что монитор
жидкокристаллический;
□ 1024*768 — оптимальное разрешение экрана, на которое
рассчитан монитор;
□ ТСО'95 — поддерживаемый стандарт безопасности.
Как вести себя
в компьютерном магазине
Если вы пришли в магазин и поинтересовались, за какую
сумму можно приобрести компьютер, и у вас не спросили, для чего
вы будете его использовать, сразу же отправляйтесь на поиски
другого магазина. В этом магазине, скорее всего, продаются
компьютеры "средней конфигурации": не самые слабые, но и
недостаточно мощные, чтобы удовлетворить требовательного
пользователя (правда и недорогие).
Стоит отметить, что продавцы компьютерных магазинов не
всегда объективны в своих рекомендациях. Обычно они активно
предлагают покупателям устройства, которым сами отдают
предпочтение, лишая, таким образом, вас выбора, либо модели,
которые плохо раскупаются из-за своей непопулярности. В этом
случае их нельзя обвинить в обмане и т. п., потому что проданное
устройство в любом случае будет работать, а то, что оно не обладает некоторыми возможностями, виноваты те, кто его разработал и
производит. Поэтому будьте бдительны, чтобы вам не всучили
такую модель.
Не бойтесь задавать вопросы, и если продавец постоянно
затрудняется в ответе, постарайтесь найти другой магазин, где
продавцы смогут убедительно ответить на все ваши вопросы. Если продавец обсмеял вас
за глупый, по его мнению, вопрос, то обязательно попросите книгу
жалоб и внесите в нее соответствующую запись. При этом укажите,
что желаете видеть в продавце не суперхакера, презирающего всех
тех, кто знает меньше его, а доброжелательного специалиста,
готового при необходимости поправить вас. Ведь вы не обязаны
знать все тонкости устройства компьютера, тогда как продавец
должен сделать все, чтобы вы смогли преодолеть боязнь
- 445 -
компьютеров и проникнуться идеей его регулярной модернизации.
Возможно, руководство фирмы обратит должное внимание на ваше
пожелание и примет соответствующие меры.
Можно ли избежать модернизации?
В такой форме вопрос модернизации мало кто ставит. Дело в
том, что очень сильно распространено мнение, что модернизацию
обязательно следует проводить хотя бы один раз в год, иначе потом
компьютер безнадежно устареет. Это не совсем верно, т. к., даже
покупая самый современный компьютер на сегодняшний день, вы
никак не можете быть уверены, что завтра не появится еще более
мощная модификация. Во-вторых, компьютер, купленный год
назад, сможет удовлетворять практически любые ваши потребности, несмотря на свое моральное старение. Модернизации
избежать можно, главное, чтобы вы знали несколько очень важных
правил:
1. Центральный процессор имеет смысл менять только на
процессор с более новым ядром и тактовой частотой примерно в
1,5—2 раза больше старой. Считается, что при увеличении
тактовой частоты процессора в два раза, при неизменности других
условий, производительность компьютера увеличивается на 25%.
Как видите, заменять, например, процессор Celeron 1,2 ГГц на
Celeron 1,7 ГГц практически не имеет смысла, потому что
производительность увеличится максимум на 3—5%. Другое дело,
когда вы меняете "обрезанный" Celeron на полный процессор
Pentium 4, при этом увеличивая тактовую частоту с 1,2 до 2,4 ГГц.
В этом случае вложенные средства смогут быть оправданы резко
возросшей производительностью.
2. Видеоплату имеет смысл менять только при явной
нехватке видеопамяти или же скорости работы старой платы. При
этом новая видеоплата обязательно должна иметь поддержку более
скоростного стандарта, например, AGP 4х вместо AGP 2х. При
этом следует учитывать, что подобная поддержка должна быть и со
стороны материнской платы.
3. Оперативную память имеет смысл менять только при
явной нехватке ее объема для текущих задач (игр). Стоит отметить,
что объем оперативной памяти также стоит увеличить при
установке новой видеоплаты, которая может предъявлять более
высокие требования как к ее объему, так и
к скорости работы. Например, для офисного компьютера
- 446 -
вполне достаточно 128 Мбайт памяти, если компьютер работает
под управлением операционной системы Windows 98 или Me. Если
же вы используете более "тяжелые" операционные системы вроде
Windows 2000 или Windows XP, то минимальный объем памяти
возрастает до 256 Мбайт. Обратите также внимание на скорость
работы оперативной памяти, т. к. стандарты меняются регулярно, а
объем памяти это не самый важный параметр.
4. Жесткий диск имеет смысл менять только в том случае,
когда прежней емкости вам явно не хватает для размещения всех
необходимых файлов. Например, если вы установили достаточно
мощный процессор, чтобы просматривать фильмы, и теперь хотите
собрать целую коллекцию.
5. Все остальные компоненты ПК стоит менять только в том
случае, когда новые модели превзошли по основным
характеристикам в два и более раз. Например, если ваш старый
привод CD-ROM имеет максимальную скорость чтения 8х, то вам,
возможно, стоит купить новый 40-скорост-ной привод.
Наиболее оптимальным вариантом всегда считалась
комплексная модернизация, т. е. замена практически всех
компонентов ПК. Например, если вы желаете значительно
увеличить производительность своего компьютера, тогда в первую
очередь следует поменять материнскую плату, которая позволит
полноценно использовать все преимущества новых стандартов и
для жесткого диска, и для оперативной памяти, и т. д. Центральный
процессор, скорее всего, вы замените сразу с материнской платой,
т. к. уже стало традицией, что новые модели процессоров
обязательно используют для установки на плату совершенно
другой разъем, чем все предыдущие модели. При этом вам также
придется подумать о замене модулей оперативной памяти, которые,
скорее всего, уже не будут работать на новой плате из-за
отсутствия разъемов для их установки.
Гарантийное обслуживание
При приобретении нового компьютера обязательно обратите
внимание на наличие гарантийного талона, который в случае
возникновения конфликтных ситуаций послужит документом,
имеющим юридическую силу. В талоне обычно подробно
описывается комплектация проданного компьютера (какие
компоненты установлены на вашем компьютере), сроки и условия
гарантии на каждый компонент (или в целом на весь компьютер).
- 447 -
Продавцы, как правило, проверяют работоспособность
компьютера еще до момента его продажи, но это не исключает
возможность появления признаков нестабильной работы по
истечении, например, недели после установки большого количества
игр и других программ и т. п.
Встречаются два варианта гарантии:
□ На весь системный блок в целом — в этом случае его
обязательно опечатывают, чтобы предотвратить
самостоятельную замену компонентов компьютера. При
возникновении любой ситуации, требующей вмешательства во
внутреннее устройство компьютера, вам придется обращаться в
сервисный центр фирмы-продавца. Даже случайное
повреждение пломбы (иногда обычной бумажной полоски с
печатью фирмы) приводит к потере гарантии на весь компьютер. В
таком случае гарантия теряется, когда:
• имеются механические повреждения системного блока,
монитора;
• имеются следы вскрытия системного блока;
• имеются следы попадания внутрь системного блока
посторонних предметов и веществ (например, под
материнскую плату попала скрепка, либо вы пролили на корпус
кофе, который, просочившись сквозь щели, попал на какую-нибудь
плату);
• имеются признаки самостоятельного изменения
комплектации компьютера (т. е. комплектация, указанная в
гарантийном талоне, не соответствует фактически имеющейся);
• имеются признаки воздействия на компьютер вирусов и
других программ. Этот пункт относится к таким случаям, как порча
BIOS при попытке обновления, разгон компьютера при помощи
параметров BIOS и т. п.;
• имеются явные признаки неправильной эксплуатации
(например, погнуты контакты каких-нибудь разъемов).
□ На отдельные комплектующие — в этом случае не
запрещается самостоятельная установка дополнительных плат
расширения. Главное, чтобы были установлены те устройства,
которые описаны в гарантийном талоне. В таком случае гарантия
теряется, когда:
• имеются механические или тепловые повреждения
компонентов (трещины на материнской плате, изменение цвета
- 448 -
микросхем и т. п.);
• имеется неисправность устройства, не указанного в
гарантийном талоне;
• имеются следы попадания на компоненты ПК жидкостей и
других веществ (изменение цвета поверхности и т. п.)
Первичная диагностика неисправного компьютера
обязательно должна проводиться в вашем присутствии. Иначе к
отвалившемуся кабелю IDE может присовокупиться еще и
сгоревший жесткий диск.
Самостоятельный апгрейд компьютера требует как минимум
большой осторожности, в противном случае ни одна фирмапродавец не сможет гарантировать вам работоспособность как
всего компьютера, так и отдельных его компонентов.
В большинстве случаев при выходе из строя процессора,
модулей памяти и других компонентов из-за неправильной
установки/транспортировки внешние признаки не позволяют
определить причины поломки. Вот почему не слишком
добросовестные пользователи сразу идут в сервисный центр, чтобы
заменить не выдержавшее испытание устройство. Не стоит этого
делать, т. к. "находчивые" продавцы прекрасно знают все
распространенные причины появления неисправностей, поэтому,
выслушав ваши слезные рассказы: "мол, подключил, а оно не
работает", отправят вас обратно домой. При этом они вполне могут
настолько "загрузить" вас, что вы сами поверите во все
сверхъестественные чудеса планеты.
Где можно прочитать о тестировании устройств
Прежде чем предпочесть ту или иную модель устройства:
материнской платы с процессором, видео или звуковой платы,
обязательно посетите глобальную сеть Интернет, где вы сможете
найти большое количество отзывов об этой модели от таких же
пользователей, как и вы. Таким образом, можно избежать покупки
модели, которая обладает целым рядом недостатков по сравнению с
аналогичными моделями (имеется в виду сравнение по цене
устройства). Помимо этого вы можете получить большое
количество информации о функционировании того или иного
устройства, а также узнать обо всех новинках, вышедших за
последнее время. Большая часть таких сайтов имеет службу
рассылки новостей, т. е. вам не обязательно посещать каждый раз
сайт, когда хотите узнать новости компьютерного рынка, вполне
- 449 -
достаточно для этого регулярно получать почту и по ссылкам,
находящимся в каждом таком письме, открывать только те пункты,
которые интересны для вас.
Обращаться к подобным материалам следует еще до покупки
нового компьютера или модернизации старого, чтобы потом не
"кусать локти" безуспешно пытаясь заменить не очень удачную
звуковую плату на "супер" по той же цене.
Вот адреса некоторых новостных/обзорных сайтов:
□ http://comptain.chat.ru/
□ http://pcmag.ru/
□ http://esystems.atrus.ru/
□ http://protc.narod.ru/
□ http://fram95.com.ua/drivers/
□
http://protoplex.wallst.ru/ □ http://idei.by.ru/
□
http://slo.ru/
□ http://itc.uaAo/
□ http://sos.dax.ru/
□ http://mega.km.ru/pc/
□ http://tweak.tut.by/
□ http://modems.hop.ru/
□ http://www.3dnews.ru/
□ http://www.911.lt/
□
http://www.iullman.narod.ru/ □ http://www.acelab.ru/
□
http://www.iworld.ru/
□ http://www.chip.com.ua/
□ http://www.ixbt.com/
□ http://www.citforum.ru/
□ http://www.mail.ru/
□ http://www.colan.ru/
□
http://www.masterkit.ru/
□ http://www.compress.ru/
□
http://www.megaplus.ru/
□ http://www.computerra.ru/
□
http://www.nestor.minsk.by/kg/
□ http://www.computers.com/
□ http://www.osp.ru/cw/
□ http://www.computery.ru/upgrade/
□
http://www.overclocker.ru/
□ http://www.cooler.it/
□
http://www.pcdigest.net/
□ http://www.e-compass.by.ru/
□ http://www.pcweek.ru/
□ http://www.fcenter.ru/
□ http://www.planeta.ru/
□ http://www.ferra.ru/
□ http://www.potrebitel.ru/
□ http://www.hardvision.ru/
□ http://www.reactor.ru/
□ http://www.hardw.com.ua/
□ http://www.reviews.ru/
□ http://www.hardwareportal.ru/
□
http://www.shareware.volkov.ru/
- 450 -
□ http://www.homepc.ru/
□
http://www.submarine.ru/
□ http://www.i2r.ru/
□
http://www.sura.ru/shadow/
□ http://www.iceinet.ru/
□
http://www.ts.ru/products/ □ http://www.infocity.kiev.ua/
□
http://www.upgrade.ru/
□ http://www.iplabs.ru/
□ http://www.yandex.ru/
ГЛАВА 20
Определение конфигурации компьютера
Средства Windows
Встроенные средства операционной системы Windows имеют
очень мало функций, которые могут помочь вам узнать
подробности устройства вашего компьютера. Для того чтобы,
например, определить тактовую частоту процессора, вам в любом
случае придется перезагрузить компьютер и только после этого, в
момент старта, вы сможете увидеть значение его тактовой частоты.
Но давайте рассмотрим все по порядку.
Нажмите на кнопку Пуск, и вы увидите стандартное меню
Windows, где вам следует найти пункт Настройка. Наведите курсор
мыши на этот пункт, через пару секунд откроется вложенное меню,
где найдите пункт Панель управления (рис. 20.1) и нажмите на нем
один раз левой кнопкой мыши. В результате этого откроется окно
Панель управления, где отображены все основные пункты, при
помощи которых вы можете настроить свой компьютер. Это,
например, настройка работы клавиатуры, мыши или модема. Найдите значок с изображением компьютера и названием Система.
После его запуска при помощи двойного щелчка левой кнопки
мыши или клавишей <Enter> обязательно приготовьте чистый лист
бумаги и ручку (карандаш), потому что всех названий вы все равно
не сможете запомнить, а в компьютерном магазине сделанные
записи наверняка помогут вам быстрее сориентироваться.
Открытое в результате выполненных действий диалоговое
окно Свойства: Система (рис. 20.2) имеет четыре вкладки.
□ Общие — вкладка предназначена для предоставления
данных об установленной операционной системе, об активном
пользователе, серийном номере, торговой марки центрального
процессора и о количестве установленной оперативной памяти. Эта
вкладка также доступна при нажатии комбинации клавиш
- 451 -
<Windows>+<Pause>.
Рис. 20.1. Панель управления в любое время доступна при
нажатии кнопки Пуск
Рис. 20.2. Диалоговое окно Свойства: Система
□ Устройства — вкладка в основном предназначена для
предоставления данных обо всех установленных устройствах, таких
как используемые прерывания, адреса памяти, каналы DMA и т. д.
Эта вкладка поможет нам получить названия почти всех моделей
устройств, установленных на вашем компьютере (рис. 20.3).
□ Профили оборудования — вкладка для нас не представляет
никакого интереса, т. к. не несет в себе полезной информации о
компьютере.
□ Быстродействие — вкладка предназначена для
предоставления информации об установленной оперативной
памяти, а также о наличии в системе
гнезд для плат PC Card, широко используемых в ноутбуках, а
также об активизации различных режимов вроде 32-разрядной
поддержки со стороны файловой системы и т. п.
- 452 -
Рис. 20.3. Вкладка Устройства диалогового окна Свойства:
Система
Более подробно мы остановимся на второй вкладке, которая
несет наиболее полную информацию о конфигурации вашего
компьютера. Имеется 2 варианта отображения информации об
установленных устройствах. Эти 2 варианта режимов выбираются
двумя соответствующими переключателями, расположенными в
верхней части вкладки Устройства диалогового окна Свойства:
Система:
□ Устройства по типам — при указании этого режима
установленные устройства разделяются на типы, такие как:
• Видеоадаптеры — при нажатии на плюс, находящийся
рядом со словом, вы откроете папку и сможете увидеть название
модели видеоплаты, которая установлена в вашем компьютере (рис.
20.4). Запишите этот параметр, по названию можно найти описание
вашей модели видеоплаты для сравнения с другими моделями.
• Дисковые накопители — из этого пункта вы сможете
узнать количество установленных винчестеров с интерфейсом IDE,
а также дисководов для гибких дисков. Если вы используете
операционную систему Windows 98 или Me, то этим дело и
ограничится. Если же вы используете операционную систему
Windows 2000 или Windows XP из этого
пункта, можно будет узнать название модели установленного
жесткого диска. Дело в том, что в последних двух ОС традиционно
используется более полная база драйверов, чем в предыдущих двух
ОС. Это позволяет наиболее полно использовать возможности
каждой модели, тогда как в Windows 9x (таким образом
- 453 -
обозначаются все версии Windows 95/98 и Me) для всех жестких
дисков IDE используются так называемые стандартные драйверы,
общие для всех винчестеров (рис. 20.5).
Рис. 20.4. Вкладка Устройства диалогового окна Свойства:
Система с открытой папкой Видеоадаптеры
Рис. 20.5. Открытая папка Дисковые накопители вкладки
Устройства
• Звуковые, видео и игровые устройства — здесь отображены
устройства, принадлежащие к разряду мультимедиа, которые
позволяют выводить звук на колонки или же, наоборот, записывать
его в компьютер (рис. 20.6). Запишите название всех устройств, эти
записи помогут найти подробное описание установленной модели
звуковой платы.
Рис. 20.6. В этой папке содержатся все установленные
звуковые платы, голосовые модемы и джойстики
• Клавиатура — практически всегда в этом пункте написано
Стандартная клавиатура 101/102 или Microsoft Natural. Другое
название будет написано только в случае использования
клавиатуры с дополнительными функциями, вроде кнопок
быстрого запуска различных программ и т. п., и только после того,
как вы установите соответствующие драйверы (рис. 20.7).
Рис. 20.7. В этой папке практически всегда содержится
надпись, которую вы видите на рисунке
• Контроллеры SCSI — в этой папке отображены
контроллеры, используемые для подключения устройств SCSI (рис.
20.8): жестких дисков, сканеров и т. д. Иногда здесь оставляют
запись программы виртуальных дисков, например Paragon CD
- 454 -
Emulator, которые эмулируют настоящие устройства.
Рис. 20.8. В этой папке отображаются контроллеры сканеров,
SCSI-дисков и т. п.
• Контроллеры гибких дисков — здесь всегда имеется запись
Стандартный контроллер гибких дисков. Дело в том, что для
флоппи-дисковода совсем не требуется каких-то особенных
драйверов, т. к. существует один стандарт на все устройства чтения
дискет, и все они работают с одними и теми же драйверами (рис.
20.9).
Рис. 20.9. Для всех флоппи-дисководов всегда используется
стандартный драйвер
• Контроллеры жестких дисков — как правило, здесь
отображены все IDE-контроллеры, установленные в компьютере,
например, интегрированный контроллер или же контроллер,
выполненный в виде платы расширения для шины РС1. Обратите
внимание на наличие в названии контроллера фразы Bus Master,
которая обозначает поддержку захвата управления шиной, что
немного повышает производительность компьютера (рис. 20.10).
Рис. 20.10. Как видно из рисунка, в компьютере имеется
только один сдвоенный контроллер IDE
• Контроллеры шины USB — современный интерфейс для
подключения разнообразных внешних устройств: сканера,
принтера, клавиатуры, мыши и т. д. На многих материнских платах
форм-фактора AT очень часто имеется встроенная поддержка шины
USB (рис. 20.11), но разъемов ни на заднюю панель, ни на
внешнюю панель системного блока не выведено. Это можно
сделать самим, купив металлическую пластинку с разъемами,
которые подключаются при помощи соединительных кабелей к
разъемам на материнской плате.
- 455 -
Рис. 20.11. На некоторых старых материнских платах имеется
поддержка USB, хотя внешних разъемов нет
• Модем — необязательный пункт, который появляется только
после установки внутреннего или внешнего модема. Если он
имеется, запишите название установленного модема, это поможет
вам в дальнейшем найти его описание и сравнить с другими
моделями (рис. 20.12).
Рис. 20.12. В этом пункте отображаются все подключенные к
компьютеру модемы,
даже внешние
Рис. 20.13. Установка драйверов для монитора позволяет
полностью использовать его возможности
• Мониторы — название монитора в принципе мало о чем
может говорить, потому что большая часть моделей отличается
только внешним дизайном, а внутреннее устройство у них
практически идентично. Хотя иногда название модели может
"рассказать" вам о наличии некоторых нюансов в виде брака или же
наличия дополнительных возможностей вроде частоты регенерации
экрана с частотой более 100 Гц, т. е. того, о чем вы даже и не
догадывались. Дело в том, что время от времени на рынок
поступают модели устройств с некоторыми недоработками,
например, приходится регулярно повторно устанавливать размер
экрана, который постоянно возвращает в "девственное" состояние, поэтому стоит все-таки найти описание вашей
модели (рис. 20.13).
• Мышь — очень часто в этом пункте стоит надпись PS/2совместимый порт для мыши или же упоминается про мышь для
СОМ-порта. При этом мышь имеет все стандартные функции:
левую и правую кнопки, прокрутку колеса. В этом пункте может
быть указано название вашей модели, тогда, скорее всего, ваша
мышь обладает какими-нибудь дополнительными функциями вроде
колеса прокрутки, третьей кнопки и т.п. В таком случае
обязательно запишите название модели, это поможет вам выяснить
особенности вашей модели (рис. 20.14).
- 456 -
Рис. 20.14. Как видно на рисунке, в компьютере установлена
обычная мышь с интерфейсом PS/2
• Порты СОМ и LPT — здесь указаны последовательные и
параллельные порты, установленные в вашем компьютере. Если
быть более точным, то всегда установлено два СОМ-порта и один
LPT-порт, но некоторые из них могут быть отключены в BIOS
Setup материнской платы. Перед тем как подключать какое-нибудь
устройство к конкретному порту, например принтер, следует
уточнить, включен ли этот порт (рис. 20.15).
Рис. 20.15. Если вы подключили устройство к порту, который
здесь не указан, то оно работать не будет
• Сетевые платы — здесь указана модель сетевой платы,
которая имеется на вашем компьютере. Если вы пользуетесь сетью
Интернет, то здесь же будет указан Контроллер удаленного
доступа, который в принципе не является реальным устройством, а
эмулируется драйвером (рис. 20.16).
Рис. 20.16. Не удаляйте контроллер удаленного доступа, иначе
вы не сможете работать в сети Интернет
• Системные устройства — здесь указаны все устройства,
размещенные на материнской плате, такие как системный динамик,
BIOS, CMOS и т. д., ведь операционная система может работать
только с устройствами, для которых загружены соответствующие
драйверы. В этом пункте вы не найдете столь необходимую вам
информацию о модели материнской платы, поэтому вы можете
проигнорировать его. Хотя некоторую информацию о микросхемах,
используемых в чипсете, вы все-таки сможете выяснить (рис.
20.17).
- 457 -
Рис. 20.17. В этой папке вкладки Устройства подробно
описаны все компоненты материнской платы
• Устройства чтения компакт-дисков — здесь указаны все
устройства для чтения компакт-дисков, а также пишущие приводы
CD-RW (рис. 20.18). Обязательно запишите название модели
вашего CD-ROM, особенно если он рассчитан на запись
"болванок". Это поможет вам в дальнейшем оценить качество
имеющегося у вас дисковода и сравнить его с другими моделями
приводов.
Рис. 20.18. Как видно на рисунке, в компьютере установлен
один пишущий привод CD-RW
• Устройства для ввода изображения — в этом пункте могут
быть указаны сканер, цифровая фотокамера и другие устройства,
используемые для ввода изображения в компьютер.
□ Устройства по подключению — при указании этого режима
можно получить ту же информацию об установленных
устройствах, только последовательность ее отображения будет
изменена. В результате, например, без снятия крышки системного
блока можно узнать, какие устройства подключены к шине PCI
(рис. 20.19) или то, какие устройства подключены к контроллеру
IDE (рис. 20.20).
Таким образом, как видите, можно более наглядно
представить структуру вашего компьютера, т. к. при этом
последовательность подключения на рисунке совпадает с реальной
последовательностью подключения устройств.
- 458 -
Рис. 20.19. На рисунке наглядно показано, какие именно
устройства подключены к шине PCI
Рис. 20.20. На рисунке наглядно показано, какие устройства
IDE к какому каналу подключены
Название модели подключенного принтера можно найти в том
же пункте меню Пуск. Только для этого следует щелкнуть по
пункту, находящемуся немного ниже, он имеет название Принтеры
(рис. 20.21). При однократном нажатии левой кнопки мыши по
этому пункту откроется одноименное диалоговое окно, в котором
будут указаны все установленные драйверы принтеров.
Рис. 20.21. Информация об установленных принтерах всегда
доступна при нажатии кнопки Пуск
Некоторую информацию о подключенных джойстиках можно
получить в привычной Панели управления, но только в пункте
Игровые устройства.
Тактовую частоту центрального процессора, к сожалению,
средствами операционной системы никак не узнаешь. Остается
- 459 -
только один способ: во время перезагрузки ПК нажать на кнопку
Reset на системном блоке, что вызовет полную инициализацию
всех компонентов системы. При этом на экран монитора обычно
выводится надпись вроде Processor Clock: 433 MHz. Иногда рядом с
тактовой частотой указывается еще и торговая марка процессора,
например, Celeron или Duron.
Рис. 20.22. При нажатии правой кнопки мыши появляется
выпадающее контекстное меню
Рис. 20.23. В этой вкладке можно узнать самые важные
параметры жесткого диска
Объем жесткого диска вы можете узнать следующим образом:
запустите программу Проводник, которую вы можете найти в меню
Программы кнопки Пуск. Щелкните правой кнопкой по значку
диска, емкость которого вас интересует, и выберите в меню пункт
Свойства (рис. 20.22). В открывшемся одноименном диалоговом
окне вы сможете найти не только полную емкость жесткого диска,
установленного на вашем компьютере, но и степень его занятости и
некоторую другую служебную информацию (рис. 20.23).
Программы тестирования
Программы для тестирования компьютера в основном
предназначены для проверки стабильности работы как отдельных
- 460 -
его компонентов, так и всей системы в целом, а также для оценки
производительности и сравнения результатов тестирования с
другими компьютерами/компонентами. Помимо этой полезной
функции они имеют дополнительные возможности для того, чтобы
правильно оценить качество работы компьютера в целом или
отдельного конкретного его компонента. Например, для
материнской платы сначала требуется определить модель чипсета,
а также модель самой платы, иначе будет невозможно сравнить
данную материнскую плату с другими моделями. То есть, запустив
программу тестирования, вы можете получить подробную
информацию обо всех устройствах, включая такие, как микросхема
BIOS и т. п. Это избавит вас от необходимости изучения средств,
которые предоставляет Windows, а также позволит получить
намного более полный отчет о компьютере и его отдельных
компонентах.
Программы тестирования кроме параметров конфигурации
способны определить производительность вашего компьютера и
предложить вам для сравнения результаты тестирования других
компьютеров, процессоров, памяти и т. д. Наиболее удачными
можно назвать те программы, которые определяют
производительность компьютера в определенном направлении, например, при работе с мультимедийными файлами или офисными
программами. При этом выводится некая средняя величина,
которую можно сравнить с такой же средней величиной другого
компьютера. Очень часто в компьютерных магазинах пользуются
этим и показывают производительность нового компьютера,
например, в программе тестирования видеосистемы, которая может
показывать великолепные результаты, несмотря на низкую
скорость работы жесткого диска, CD-ROM и т. п. Единственным
преимуществом при этом будут быстрая видеоплата и, возможно,
оперативная память. В этом случае результаты теста иногда мало
зависят также и от тактовой частоты процессора, хотя этот факт
можно оспорить.
Большая часть существующих тестовых программ являются
синтетическими, при этом на реальных задачах (особенно,
архивирование данных) компьютер может показывать немного
худшие результаты. Иногда очень сложно найти компромисс между
реальной производительностью и показателями тестов, поэтому для
сравнения с другими результатами используют некоторый
- 461 -
усредненный показатель, который позволяет хотя бы относительно
судить о скорости работы конкретной системы.
Существует огромное количество разнообразных программ,
которые могут быть как универсальными, т. е. предназначенными
для тестирования всех систем ПК, так и для работы со строго
определенными типами устройств, например, жестким диском или
центральным процессором (рис. 20.24). Среди универсальных
программ особенно стоит выделить программу SiSoft Sandra,
которая предоставляет большое количество различных "услуг"
(рис. 20.25).
Программа SiSoft Sandra предоставляет возможность работы с
4 видами
модулей:
□ Information Modules — в этом окне имеются модули, при
помощи которых можно узнать море информации об
установленных устройствах. Например, при выборе
информационного модуля Mainboard Information
можно узнать не только модель материнской платы и тип
применяемого чипсета, но и такие тонкости, как частота системной
шины, тип установленных модулей памяти и многое другое.
□ Benchmarking Modules — в этом окне содержатся модули,
предназначенные для тщательной проверки производительности
каждого из установленных устройств, а также для сравнения
скорости их работы с эталонными показателями других моделей.
□ Listing Modules — в этом окне содержатся ссылки на все
файлы, которые представляют собой текстовые файлы, доступные
для чтения в обычном режиме, т. е. без дополнительной
дешифрации. Это позволяет убедиться в загрузке определенных
драйверов в память компьютера и т. п.
□ Testing Modules — в этом окне имеются модули,
позволяющие протестировать компьютер по основным параметрам,
таким как отсутствие конфликтов каналов DMA, прерываний и т. п.
- 462 -
Рис. 20.24. Внешний вид программы TestCPU
Рис. 20.25. Внешний вид программы SiSoft Sandra
Результаты тестирования (например, усредненный показатель
быстродействия) могут отличаться от эталонных показателей,
заявленных производителем. Дело в том, что, например, скорость
работы центрального процессора значительно зависит от того,
какая материнская плата используется в компьютере и т. п.
Поэтому в журнальных статьях, посвященных тестированию,
например, нового процессора обязательно описывается
конфигурация компьютера, на котором производилось
тестирование. Иногда один и тот же процессор испытывают на
разных материнских платах или параллельно приводят результаты
тестирования более старого процессора на той же модели
материнской платы. Стоит также отметить, что тестовые
программы выдают пиковые показатели скорости работы, которая
может быть достигнута при хорошей оптимизации программного
обеспечения. Таких программ (например, игр) почти не существует,
поэтому слепо верить тестам не рекомендуется.
Другой фактор, влияющий на конечный результат, —
- 463 -
оптимизация программного кода тестовой программы под один из
наборов SIMD. Например, если применяется набор инструкций
SSE2, то процессор Pentium 4 покажет значительно более высокие
показатели, чем процессор Athlon XP. И, наоборот, при
использовании набора инструкций 3DNow! Обязательно выиграет
процессор Athlon XP. Для того чтобы получить правдоподобный
результат, необходимо отключить все возможные параметры
оптимизации и использовать только основной вычислительный
центр процессора. В этом случае результаты тестирования будут
наиболее близкими к реальным показателям производительности.
При этом на различных материнских платах результаты могут быть
разными (хотя могут быть и одинаковыми) — в этом случае обычно
вычисляется некая максимальная цифра, которая и указывается в
рекламных проспектах и т. п.
При "честной" политике производитель процессоров
обязательно размещает на сайте (своем, разумеется) в сети
Интернет исходный код программ тестирования, которые ими
использовались для определения быстродействия новых
процессоров. Хотя, конечно, они могут ограничиться указанием названия и версии используемых программ.
Наилучшим вариантом является использование тестовых
программ независимых производителей, например, компании
Standard Performance Evaluation Corporation (SPEC), которая
предлагает пользователям программное обеспечение для оценки
производительности как профессиональных компьютеров, так и
компьютеров для домашнего использования. Некоторые версии
тестовых программ доступны для свободного "скачивания" на официальном сайте компании (http://www.spec.org/), а другие, более
"навороченные" требуют для своей работы расставания с
немаленькой суммой денег. Компания SPEC основана в 1988 году
несколькими крупными поставщиками вычислительной техники с
целью разработки и поддержки широкого спектра программ для измерения производительности
компьютерных систем. Сегодня членами этой компании является
более 60 производителей.
Как видите, программы тестирования способны дать вам
практически любые данные о вашем компьютере: от названия
моделей всех установленных в ПК устройств до их
производительности, которую сами программы сравнивают с
- 464 -
другими эталонными устройствами. В идеале, используя всего
лишь одну программу, например SiSoft Sandra, вы сможете
определить конфигурацию своего компьютера, а также выяснить,
какие устройства требуется заменить в первую очередь.
ГЛАВА 21
Разработка конфигурации нового компьютера
Основные правила разработки конфигурации ПК
Самое первое и самое главное правило модернизации:
определите, для каких целей будет использоваться новый
компьютер, какие программы на нем преимущественно будут
запускаться, в каком режиме будет работать компьютер (включен
постоянно или же будет включаться только время от времени) и т.
п. От этого будет зависеть и то, какие комплектующие вам стоит
предпочесть, и то, в какую сумму вам обойдется это удовольствие.
Перед тем как начать разработку конфигурации нового
компьютера, стоит объяснить сам термин "разработка
конфигурации". Персональный компьютер, как уже не раз
упоминалось, состоит из целого ряда отдельных блоков, которые
подключаются друг к другу при помощи различных разъемов. Каждый из этих компонентов может иметь разнообразные
характеристики в рамках, поддерживаемых другими устройствами,
например, процессор может иметь тактовую частоту в пределах,
определяемых установленной материнской платой, точнее
чипсетом. Из этого следует, что любой покупатель стоит перед
серьезным выбором, ведь ему предлагается приобрести не столько
компьютер, сколько набор различных компонентов, подключенных
друг к другу. От того, как хорошо сочетаются эти компоненты,
будет зависеть стабильность и скорость работы компьютера. Тем
более что можно собрать компьютер, например, хорошо
"переваривающий" офисные программы, а мультимедийные
приложения он будет "недолюбливать" и т. д.
Чаще всего компьютер разделяют на следующий ряд
компонентов: центральный процессор, материнскую плату,
оперативную память, жесткий диск, видеоплату, звуковую плату,
монитор, CD-ROM и другие устройства (принтер, сканер, Webкамера). Для некоторых целей, например, для домашнего
использования предъявляются одни требования к производительности компьютера, тогда как, например, для офисного
компьютера эти показатели будут "слишком хорошими", т. е. здесь
- 465 -
появляется возможность немало сэкономить.
Еще раз отметим, что при разработке новой конфигурации
следует учитывать целых три фактора:
1. Для каких целей будет использоваться компьютер.
2. Совместимость отдельных компонентов.
3. Ваша платежеспособность.
Еще раз отметим, что собранный самостоятельно компьютер
по своим качествам не только может сравниться с так называемыми
"фирменными" ПК, которые обычно предлагают все солидные
фирмы, но и даже превзойти его, например, по цене, т. к. вы при
этом не платите за сборку, настройку и за рекламу фирмы.
•
Домашний компьютер
Несмотря на убедительные заверения многих родителей, что
компьютер необходим дома для организации более эффективного
обучения и т. п., домашний компьютер в первую очередь
используется для игр, которые, кстати, представляют собой самый
лучший тест как производительности, так и стабильности работы
компьютера. От этого зависит выбор конфигурации домашнего
компьютера: все компоненты должны предоставлять возможности
для запуска любых программ и игр, правда, традиционно
ограниченный домашний бюджет в свою очередь накладывает
отпечаток на выбор, поэтому потребуется найти компромисс между
производительностью и стоимостью.
Центральный процессор
Самое главное для домашнего процессора — это тактовая
частота, никакая кэш-память не сможет дать ту производительность
в играх, которой можно добиться, установив достаточно быстрый
процессор. Дело в том, что при просчете трехмерной графики через
процессор проходят настолько большие массивы данных, что они
физически не способны поместиться в весьма ограниченном объеме
кэш-памяти. Поэтому для их хранения используется пусть более
медленная, зато более емкая оперативная память. В настоящее
время оптимальным вариантом является тактовая частота в
пределах от 1,4 до 1,8 ГГц. За более высокие значения тактовой
частоты придется переплатить из-за того, что "топовые" модели
процессоров продаются по завышенным ценам, в то же время более
низкие частоты уже неперспективны.
Если говорить о кэш-памяти, то, как уже говорилось, ее объем
- 466 -
не играет большой роли в домашнем компьютере, поэтому сами
выбирайте: покупать
ли вам "полный" процессор или "обрезанный". Например,
если вы любите похвастаться, тогда стоит предпочесть первый
вариант, только следует учитывать, что у разных процессоров этот
объем может быть различным (Athlon XP — 256 Кбайт, Pentium 4
Northwood — 512 Кбайт).
Необходимо отметить, что процессоры от AMD (Athlon и
Duron всех моделей) требуют очень качественного охлаждения, что
вынуждает использовать мощные вентиляторы, издающие большое
количество шума. Если вы не готовы ежедневно выслушивать
подобную "какофонию", то вам следует обратить внимание на
выбор бесшумного кулера. Существуют модели вентиляторов, чью
работу слышно только при поднесении вплотную к уху, правда,
стоят они намного больше своих "шумных собратьев".
Материнская плата
В большой степени (по сравнению со всеми другими
компонентами) материнская плата влияет на такие параметры, как
производительность, возможность последующей модернизации и т.
п. Выбирать вам придется только из моделей, которые
поддерживают уже выбранный центральный процессор. Стоит
отметить, что для каждой модели процессора от Intel или AMD
существует более десятка материнских плат, отличающихся
многими параметрами, например поддерживаемой памятью
(SDRAM, DDR SDRAM, RDRAM), спецификацией интерфейса
(Ultra DMA/33, Ultra DMA/66, Ultra DMA/100) и т. п.
Форм-фактор современной материнской платы должен
обязательно соответствовать стандарту АТХ, который позволит вам
полноценно использовать все возможные функции
энергосбережения и управления электропитанием. Например, вы
сможете настроить свой компьютер на включение ночью в такое
время, когда цена на услуги Интернет минимальная. При этом
можно автоматически запускать программу вроде NetAns, которая
самостоятельно может соединиться с провайдером, "скачать"
файлы, помеченные для "закачки", а по окончании этого процесса
выключить компьютер. Вам только что и остается, как утром
включить компьютер и проверить, все ли файлы были получены.
Материнская плата для домашнего компьютера должна
обязательно поддерживать шину USB (не менее двух каналов),
- 467 -
потому что сегодня практически вся периферия (принтеры,
сканеры, Web-камеры и т. д.) выпускаются в расчете на работу с
USB, что делает ее все более распространенной. Тем более что
встроенная поддержка позволит отказаться от одного слота расширения, которых итак на дешевых платах немного.
От других интегрированных устройств, таких как звуковая
плата, видеоплата, самых разнообразных контроллеров: от SCSI до
Ethernet, лучше всего отказаться, потому что все они используют
ресурсы центрального процессора, тогда как эти ресурсы нужны
для игр. Например, при запуске игровых
программ с большим разрешением графики звук на некоторых
интегрированных звуковых платах может сильно искажаться, т. к.
ресурсов процессора не хватает на обработку и графики, и звука.
Оперативная память
Сразу же стоит отметить, что для домашнего компьютера
необходимо установить как минимум 128 Мбайт оперативной
памяти. Этого объема вполне достаточно для запуска практически
всех программ и игр, а также не очень сильно ударит по вашему
домашнему бюджету. Установка большего объема иногда может
привести к самым непредсказуемым последствиям, например, при
использовании Windows 98 и памяти объемом более 512 Мбайт
скорость работы компьютера может оказаться намного меньше, чем
при 128 Мбайт. Дело в том, что данная операционная система
способна нормально работать только с 512 Мбайт оперативной
памяти. Проблема решается установкой более продвинутой
Windows XP, но она имеет массу других нюансов, например,
несмотря на заявления производителей о полной совместимости со
всеми старыми версиями Windows и DOS, некоторые игры все-таки
отказываются работать.
Жесткий диск
Самый быстрый, самый большой, самый бесшумный, какой
только вы сможете себе позволить. Так можно выразить требования
к жесткому диску для домашнего ПК.
Винчестер должен поддерживать стандарт не менее Ultra
DMA/66, а лучше Ultra DMA/100 или даже Ultra DMA/133 (что,
кстати, не дает большого выигрыша в скорости работы по
сравнению с предпоследним вариантом). Обратите внимание на то,
что такой диск необходимо подключать к материнской плате
специальным 80-жильным кабелем, который используется для всех
- 468 -
дисков со скоростью работы выше, чем при стандарте Ultra
DMA/33.
Объем диска должен быть не менее 20 Гбайт, а лучше не
менее 40 Гбайт, т. к. домашний компьютер часто используется для
просмотра видеофильмов, которые хранятся на жестком диске. А
если учесть* возможность создания виртуальных компакт-дисков,
то требования к объему увеличиваются еще больше.
Для выбора винчестера можно выделить еще несколько
критериев:
□ высокая скорость работы — однозначно следует выбирать
винчестеры со скоростью шпинделя 7200 об/мин, потому что
только они отвечают требованиям современных игровых программ.
Лидерами в области производства скоростных винчестеров всегда
была компания Seagate, по пятам за ней идет IBM;
□ низкий уровень тепловыделения — игровые программы
оказывают большую нагрузку на механизм жесткого диска,
поэтому стоит выбрать модель с наиболее низкими показателями
выделения тепла. В противном случае ваш компьютер будет
работать вместо обогревателя, изливая все свое тепло внутрь
системного блока и мешая нормальному охлаждению центрального
процессора, видеоплаты и т. п. Уровень тепловыделения, к
сожалению, обратно пропорционален скорости вращения
шпинделя, но здесь приходится идти на компромисс. Но новые
технологии позволяют надеяться на скорое появление достаточно
бесшумных и быстрых винчестеров. Самым ярким нововведением
можно считать применение вместо обычных подшипников
жидкостных, что положительно сказывается как на уровне
тепловыделения, так и на уровне шума, издаваемого винчестером
при работе;
□ низкий уровень шума — домашний компьютер зачастую
включен практически весь день, так что постоянное "жужжание"
винчестера со временем начинает раздражать, особенно ночью,
когда все остальные бытовые приборы (телевизор, радиоприемник
и т. п.) выключены. С другой стороны, если вы используете
компьютер только для активных игр и любите, когда из колонок
издаются громогласные вопли убиенных вами монстров, то можно
побиться об заклад, что вы при этом не услышите работы даже
самого "громкого" жесткого диска;
□ невысокая стоимость — для домашнего компьютера уже до
- 469 -
нас был принят стандарт — интерфейс ATA/IDE, так что не будем
менять традиций, и выберем именно этот интерфейс. Единственный
момент, который требует внимания, — это тип интерфейса.
Сегодня можно остановить свой выбор на стандарте Ultra DMA/100
(UltraATA/100), который вполне удовлетворяет требованиям самых
"навороченных" игровых программ (лишь бы материнская плата
поддерживала этот интерфейс).
Видеоплата
Видеоплата для домашнего компьютера обязательно должна
иметь интерфейс AGP и поддерживать режим 4х, в противном
случае вам не видать многих игрушек, которые используют
сложную трехмерную графику. И никаких интегрированных
видеоплат!
Несмотря на заявления производителей и, кстати, из моего
личного опыта, уверен, что интегрированные видеоплаты не могут
предоставить самого главного преимущества "полных" плат: так
называемого запаса прочности. То есть вы можете купить
материнскую плату со встроенным видео, мощности которого
достаточно для большинства современных игр, но при появлении
следующего поколения игр, которые, как правило, постепенно приближаются к телевизионному качеству, ваше встроенное видео
начнет "страдать" продергиванием картинки и другими "недугами"
"слабого" видео.
Видеокарты, выполненные в виде платы расширения, имеют,
как правило, большой "запас прочности", но если вы можете
позволить себе регулярно (раз в год) менять весь компьютер
полностью, то вполне можно позволить сэкономить приобретением
полностью интегрированной материнской платы (видео + звук).
Правда, такой подход требует приобретения самой современной
материнской платы с наиболее мощным на сегодняшний день процессором. Решайте сами: либо плата расширения, либо видео на
материнской плате.
Если вы увлекаетесь коллекционированием и просмотром
видеофильмов на ПК, то вам стоит приобрести видеоплату с
видеовыходом (TV-Out), что позволит выводить изображение на
обычный телевизор или, например, записывать фильм на обычный
видеомагнитофон.
Звуковая плата
Ситуация с интегрированным звуком примерно такая же, как
- 470 -
и с видео: лучше всего, конечно, отдельная плата расширения с
собственным звуковым процессором. Дело в том, что современные
звуковые процессоры, такие как Vortex, Audigy, способны
создавать огромное количество великолепных звуковых эффектов,
которые обычно недоступны даже для самых "навороченных"
встроенных звуковых кодеков.
Если собираетесь использовать свой компьютер для записи
звука, тогда вам лучше приобрести звуковую плату, т. к.
интегрированный звуковой кодек имеет слишком упрощенный
АЦП, который вносит в записываемый звук слишком много шумов,
исходящих от всех компонентов материнской платы.
Монитор
Для домашнего компьютера вполне достаточно монитора с
размером диагонали 15 или 17", все, что больше, стоит слишком
дорого, да и пользы приносит немного. Для просмотра тех же
видеофильмов предпочтительнее приобрести видеоплату с TV-Out.
Если выбирать между двумя технологиями (LCD и CRT), то
лучше всего предпочесть второй вариант. Как упоминалось в
первой части книги, ЖК-мониторы не способны нормально
работать с несколькими разрешениями экрана, что вносит целый
ряд неудобств при просмотре, например, видеофильмов или игре в
старые игры с низким разрешением. Тем более что высокая
инертность матрицы LCD-монитора не позволит в полной мере насладиться игрой в Quake3, Arena и т. п.
Хотя если для вас важны небольшие размеры и
энергопотребление ЖК-мониторов и вы в основном используете
компьютер для набора текстов и посещения Интернета, то тогда,
конечно, стоит заплатить в три раза больше и купить ЖК-монитор.
Мышь
Самое главное — мышь должна быть удобной формы с
практично расположенными кнопками. Наилучший вариант для
дома пятикнопочная проводная оптическая мышь. Единственное
условие: выбирать надо из разряда дорогих моделей, иначе
возникнет множество нюансов, которые ставят под сомнение
правильность выбора.
Рассмотрим следующие основные характеристики игровой
мыши:
□ точное позиционирование курсора — от этого может
зависеть жизнь компьютерного героя, а то и целой цивилизации.
- 471 -
Скорость наведения на конкретную точку экрана зависит в
основном от частоты опроса состояния мыши. Наиболее высокой
частотой опроса обладают оптические мыши, подключаемые к
порту USB. И еще один момент в пользу оптических мышей: у
оптико-механических мышей имеется одно неприятное свойство —
инерция. При попытке наведения курсор практически всегда
немного как бы "перелетает" через точку назначения. Обычно мы
этого не замечаем, т. к. привыкли неосознанно компенсировать этот
эффект. Оптические мыши этого недостатка лишены;
□ наличие дополнительных кнопок — многие современные
игры поддерживают пять кнопок на манипуляторе. Сделано это для
того, чтобы пользователю не было необходимости отвлекаться во
время игры на клавиатуру — все основные функции реализованы
на пяти кнопках мыши;
□ отсутствие помех активному передвижению мыши — вопервых, это говорит о необходимости приобретения достаточно
легкого и удобного в обращении манипулятора, который легко
перемещается на имеющемся покрытии, а во-вторых, о
необходимости приобретения качественного коврика, на котором
ваша мышь будет хорошо себя вести.
Если говорить о пригодности беспроводных мышей, то они
являются неплохой альтернативой "хвостатым домашним
зверькам". Беспроводная мышь отлично подойдет для тех, кто
любит смотреть фильмы на компьютере лежа на диване. Можно
запросто положить мышь на журнальный столик и лениво листать
содержимое своей коллекции. Правда, если коллекция фильмов у
вас находится на компакт-дисках, то понадобится еще и длинная
палка со щипцами на конце, чтобы можно было менять диски, не
вставая с дивана.
Идеальная мышь в этом случае должна обладать следующими
характеристиками:
□ возможностью дистанционного управления компьютером —
с этой задачей справится только один вид мышей: беспроводный.
Огромное преимущество беспроводных мышей — возможность,
лежа на диване (или сидя в кресле), управлять запуском программ.
Таким образом, очень удобно смотреть фильмы формата MPEG4,
слушать музыку и т. п.;
□ возможностью работы без специального коврика — этому
требованию соответствуют практически все современные модели
- 472 -
мышей, но наиболее хорошо для этих целей подходят оптикомеханические манипуляторы. С ними можно работать даже на
коленке, а для оптических мышей все-таки желательно иметь рядом
с диваном еще и журнальный столик.
CD-ROM
Для домашнего компьютера лучше всего приобрести два
привода CD-ROM: один для чтения дисков со скоростью 40—52х, а
второй для записи болванок, т. е. CD-RW, тут уже рекомендации
дать сложно, потому что все зависит от вашего бюджета. Стоит
отметить, что даже самые дешевые "писалки" прекрасно работают
практически с любыми "болванками". Наличие двух приводов
позволит вам свободно копировать любые диски, например, с любимой игрой, которую вы "достали на денек-другой, а поиграть не
успели".
Другие устройства
Для домашнего компьютера вполне актуально приобретение
струйного принтера, который, несмотря на высокую стоимость
расходных материалов, позволяет печатать цветные фотографии.
Также стоит приобрести сканер, который пригодится для таких
целей, как сканирования фотографий для последующего
редактирования и печати, а также для распознавания текста.
Интересен тот факт, что традиционно ограниченный
домашний бюджет, как правило, выдерживает относительно
высокие нагрузки из-за приобретения большого числа самых
разнообразных дополнительных устройств: цифровой камеры и т.
п. Подобный подход предъявляет к компьютеру следующие
требования: по возможности "железо", установленное сегодня,
должно позволять регулярную модернизацию, добавление и
удаление отдельных устройств, т. е. все должно быть выполнено в
виде отдельных плат расширения или внешних устройств, чтобы не
приходилось, например, заменяя материнскую плату, отказываться
от понравившегося вам интегрированного звука.
Практически стандартным устройством для домашнего
компьютера является модем, который позволяет организовать
доступ в глобальную сеть Интернет.
Офисный компьютер
Офисный компьютер — это самая неприхотливая категория
компьютеров, потому что на нем в основном запускаются
программы не сложнее Microsoft Word, а игры вроде Пасьянс,
- 473 -
Сапер и т. п.
Центральный процессор
Для офисного процессора наиболее важен объем кэш-памяти,
но никак не тактовая частота, потому что даже самая сложная
офисная программа не загружает полностью вычислительные
возможности современных процессоров, а вот объем кэш-памяти,
как правило, использует в полной мере. Это говорит о том, что
лучше всего купить "полный" процессор, например, Pentium III 600
МГц — его цена достаточно мала по сравнению с "топовыми"
моделями Pentium 4, а производительность довольно высока, чтобы
справиться со всеми поставленными задачами. Единственное
исключение, когда помимо кэш-памяти стоит "приобрести" еще и
частоту побольше, — это бухгалтерский компьютер, на котором
работает ресурсоемкая программа вроде 1С-Бухгалтерия.
Материнская плата
Материнская плата для офисного компьютера может
представлять собой полностью интегрированное устройство, т. е.
вполне подойдет конфигурация интегрированный звук + видео.
Естественно, что она должна поддерживать все современные
стандарты для работы с жесткими дисками, памятью и т. п.
Оперативная память
Требования к объему оперативной памяти для офисного
компьютера не очень высокие, вполне достаточно приобрести 128
Мбайт, к тому же вовсе не обязательно гонятся за самыми
современными стандартами: достаточно SDRAM PC133.
Жесткий диск
Для офисного компьютера наиболее важны следующие
характеристики жестких дисков:
□ высокая надежность хранения данных — стоит отметить,
что надежность жесткого диска увеличивается пропорционально
уменьшению тепловыделения, что говорит о необходимости
выбора самых "холодных" моделей. Вполне приемлемым выбором
можно считать низкоскоростные модели, имеющие скорость
вращения шпинделя 5400 об/мин;
□ низкий уровень шума — в офисах очень часто в одном
помещении располагается несколько компьютеров, поэтому шум
каждого из них делает свой вклад в общий шумовой фон. В
принципе большинство из нас не слышит, как работает жесткий
диск, но такова уж сущность человека — он может привыкнуть к
- 474 -
любым негативным факторам, которые все-таки продолжают
действовать на психику, вызывая повышенную утомляемость и апатию к рабочему месту. В последнее время стало
традиционным использование негромкой музыки для снижения
воздействия монотонного шума компьютеров, но это не панацея от
всех бед;
□ низкая стоимость — здесь выбор падает на привычный для
нас интерфейс ATA/IDE, который удовлетворяет абсолютно
всем требованиям офисных программ.
Видеоплата
Требования к видеоплате для офисного компьютера сведены к
минимуму, т. к. он не предназначен для запуска сложных программ
и игр, поэтому вполне можно купить материнскую плату с
интегрированным видео или выбрать самую дешевую модель из
предлагаемых в магазине.
Монитор
Для офисного компьютера лучше всего приобрести
жидкокристаллический монитор, т. к. он обладает несколькими
очень важными преимуществами перед традиционной электроннолучевой технологией: малые размеры корпуса, малое
энергопотребление, отсутствие электромагнитных излучений. Все
это позволяет организовать безопасное рабочее место.
Мышь
*
Офисные программы выдвигают наиболее скромные
требования к манипуляторам "мышь". Для этой категории вполне
достаточно оптико-механической мыши с двумя кнопками. Хотя
если в процессе работы вам часто приходится просматривать
большие тексты (например, в Интернете), не лишним будет
наличие колеса прокрутки.
Идеальная офисная мышь должна обладать следующими
качествами:
□ низкой стоимостью — офисные системы, как правило,
собираются из соображений экономии, поэтому шариковая мышь
будет наиболее удачным вариантом. Не исключено, что ваш выбор
все-таки падет на оптическую мышь. Последняя разновидность
хоть и стоит значительно больше, зато не требует регулярного
ухода. Да и секретарша меньше будет списывать низкую
производительность труда на плохую мышь, которая вечно
- 475 -
"проскальзывает" и "запускает" не то, что нужно;
□ четкое срабатывание кнопок — для офиса не обязательно
выбирать "бесшумную" модель, работа в программах выполняется
в основном при помощи клавиатуры, а мышь играет роль
вспомогательного инструмента;
□ отсутствие лишних "наворотов"— этот пункт тесно связан с
первым: чем меньше функций, тем дешевле продукция. Для
офисной системы вовсе
не обязательно приобретать пятикнопочную беспроводную
оптическую мышь. Все равно большая часть функций останется
невостребованной;
□ плавность движения курсора — здесь опять-таки лидером
является оптико-механическая мышь. Тяжелый металлический
шарик, который является неотъемлемой частью этой разновидности
манипуляторов, хорошо катается практически по любой
поверхности: на ковриках любых видов, поверхности стола,
картонке, газете и т. д.
Интерфейс подключения роли не играет, хотя из соображений
удобства можно было бы выбрать вариант подключения к шине
USB. Возможность горячего подключения позволяет в любое время
отключить манипулятор, чтобы отнести кому надо для
профилактической очистки. С другой стороны, к офисному
компьютеру обычно подключаются такие устройства, как сканер и
принтер, а они в последнее время комплектуются преимущественно
USB-портами (особенно сканеры). В этой ситуации более удачным
вариантом будет подключение к портам PS/2 или СОМ. Следует
также учитывать, что один из СОМ-портов может быть занят
модемом, а как будут уживаться мышь и модем неизвестно (бывают
случаи, когда модем нормально может функционировать только
при установленной мыши с интерфейсом PS/2).
.
CD-ROM
Для офисного компьютера достаточно самого дешевого
привода CD-ROM, который обладает скоростью 16—24х, т. к.
подобное устройство в основном требуется в период установки
всех рабочих программ, а впоследствии используется крайне редко.
Даже можно отказаться от привода, установив один дисковод на
сервер сети, к которому в процессе работы будут обращаться все
компьютеры, подключенные к этой сети.
Другие устройства
- 476 -
Практически в любом офисном компьютере должна быть
установлена сетевая плата, которая позволила бы подключить его в
локальную сеть. При небольшой нагрузке, например, при
копировании нескольких документов в течение рабочего дня можно
выбрать материнскую плату с интегрированной сетевой платой,
хотя это ограничит вас в выборе типа локальной сети, например,
использованием только витой пары для соединения компьютеров,
тогда как в офисе может применяться устаревший коаксиальный
кабель.
ГЛАВА 22
Подготовка
к модернизации
Техника безопасности
Перед началом работы обязательно обеспечьте хорошее
заземление для компьютера. Если розетка, к которой подключен
компьютер, имеет заземление, ни в коем случае не отключайте
сетевой кабель от нее. При этом для большей безопасности
отключите разъем питания от материнской платы.
Совет
Ни в коем случае не вынимайте вилку блока питания ПК из
розетки с заземленным выводом, когда работаете внутри
системного блока. Заземление играет большую роль в защите
компьютера от статического напряжения. Если вы используете
корпус типа АТХ, отключите материнскую плату от блока питания,
т. к. при программном отключении таких компьютеров напряжение
питания отключается не полностью (это сделано для полноценной
реализации функций управления электропитанием).
Если у вас нет возможности использовать заземление, то
можно обойтись и без него, т. к. все-таки наиболее опасна разница
потенциалов между корпусом и вашим телом, а не само
статическое электричество, которое имеется практически на любых
вещах.
Если вы не будете снимать крышку с блока питания, то можно
приступать к работе сразу же после отключения, но если вы
собираетесь, например, поменять вентилятор, то стоит сначала
подождать хотя бы полчаса, прежде чем начинать работу. Главное
отличие компьютера от бытовых приборов — это возможность
работы со снятой крышкой. Иногда даже рекомендуют (например,
при регулярном зависании) работать именно с открытым сис- 477 -
темным блоком, что позволяет немного лучше охлаждать
внутренние компоненты компьютера, чем при обычной
вентиляционной системе.
Самое интересное, что напряжение, исходящее из
электросети, представляет собой не самую большую опасность
(здесь говорится о компонентах компьютера). Намного больше
неприятностей может предоставить "привычное" статическое
электричество. Мало того, что сам удар электричества не очень
приятен, так он еще может привести в негодность компоненты
компьютера. Например, могут появиться bad-кластеры на жестком
диске или испортиться модуль оперативной памяти.
Статическое электричество лучше всего проявляет себя, если
в комнате сухой воздух, а одежда или, например, тот же ковер
сделан из синтетического материала. Старые пылесосы при работе
способны создавать довольно большой потенциал статического
электричества, поэтому будьте очень осторожны при удалении
пыли из системного блока. При использовании современных
пылесосов лучше всего применять функцию "выдув воздуха", т. к.
приличная мощность этих агрегатов может привести к отрыву
некоторых деталей.
При разряде статического электричества на корпус системного
блока можно ощутить довольно неприятный электрический удар.
Чтобы уменьшить болезненные ощущения при снятии статического
электричества с вашего тела, можно предпринять
нижеприведенные действия.
□ Подберите сопротивление в 1 МОм. В принципе точная
величина не имеет значения — подойдет любое от нескольких
сотен килоом до нескольких мегаом. Также не важно, на какую
мощность рассчитано это сопротивление. Возьмитесь за один конец
сопротивления, а другим коснитесь корпуса компьютера, прежде
чем прикасаться к нему непосредственно пальцами. Это позволит
медленно сбросить заряд электричества, и вы не почувствуете
удара током. Процесс может занять несколько секунд. После чего
следует прикоснуться кончиками пальцев к корпусу, чтобы
убедиться, что вы полностью разрядились.
О Купите специальный предохранительный браслет. Самые
простые из них делаются одноразовыми (из бумаги с
прикрепленным проводом). Один конец проводника прикрепляется
к корпусу компьютера, а второй — надевается на запястье. В этом
- 478 -
случае все накапливающееся во время работы статическое
электричество сразу же стекает по проводу на корпус компьютера.
□ Снимите с себя всю синтетическую или шерстяную одежду,
которая при движении имеет свойство довольно сильно
накапливать статическое электричество.
Если вы отходите от компьютера, то разряжаться следует
каждый раз, когда вы вновь собираетесь прикасаться к
электронным компонентам компьютера. Например, если вы
принесли для последующей установки плату расширения, держа ее
в руках, снимите с себя заряд статического электричества. После
этого можете смело начать установку.
Очень важно, чтобы рабочее место было свободно от всякого
"хлама": дисков, книг, а также всевозможных предметов домашнего
быта вроде чашки из-под кофе, бутылки пива и т. п.
Инструменты и приборы
Инструменты и приспособления, которые могут понадобиться
вам при модернизации или ремонте:
□ крестообразная отвертка, хотя может подойти отвертка с
плоским шлицем, которая подходит к винтам, используемым при
сборке компьютера;
□ плоская коробка для временного хранения винтов, кабелей
и плат расширения;
□ незахламленное рабочее место, свободное от всяких
мелочей вроде чашечки из-под кофе, бутылочки из-под пива и т. п.;
□ омметр, при помощи которого вы сможете проверить
целостность проводников, а также отсутствие короткого
замыкания.
Загрузочная дискета
Перед тем как начинать любую серьезную работу с
компьютером, обязательно следует побеспокоиться об обеспечении
средств быстрого восстановления его работы, например, если после
замены видеоплаты операционная система не загружается даже
после возвращения старой платы. Дело в том, что иногда система
перестает загружаться с жесткого диска, из-за чего все данные,
расположенные на нем, оказываются недоступными. В таком случае используют возможность загрузки с другого носителя, что
позволяет исправить очень большое количество ошибок диска, а
также спасти на первый взгляд безнадежно утерянную
информацию. Может также встретиться иная ситуация, например,
- 479 -
заражение компьютера вирусом.
При заражении компьютера вирусом обычно операционная
система загружается с жесткого диска, но делать этого не следует,
т. к. при этом, скорее всего, будет запущен вирус, который в любой
момент может что-то испортить и при наличии которого в памяти
компьютера всякое антивирусное лечение бесполезно, т. к. все
вылеченные файлы будут заново заражены. Любая антивирусная
проверка наиболее эффективна только при загрузке с другого
заведомо незараженного носителя.
Загрузочная дискета представляет собой отформатированную
дискету, на которую скопированы системные файлы, такие как
MSDOS.SYS, IO.SYS, C0MMAND.COM, что позволяет загрузить с
нее операционную систему MS-DOS. Это, например, может
позволить запустить программу проверки жесткого диска или
тестовую программу, которая поможет определить причину зависаний. В простейшем случае для создания
загрузочной дискеты достаточно вставить в дисковод
отформатированную дискету и, запустив любую программу вроде
Norton Commander, выполнить команду sys с: а:, которая
самостоятельно скопирует все необходимые файлы. Этот способ
имеет один большой недостаток: "нормальная" загрузочная дискета
получится только тогда, если вы используете операционную
систему Windows 95 или Windows 98. В других версиях Windows
понятие загрузочной дискеты совершенно иное, поэтому
потребуется использование программ независимых
производителей, например, Emergency Rescue Disk. Эта программа
поставляется в форме "AS IS", в соответствии с общепринятым
принципом международной компьютерной практики. Это значит,
что за проблемы, возникающие в процессе эксплуатации этой
программы, ее разработчик и распространитель никакой
ответственности не несут. Зато программа является бесплатной
(FreeWare), т. е. вы можете свободно использовать ее на любых
компьютерах, раздавать друзьям.
Загрузочной дискетой обычно пользуются, когда:
□ компьютер заражен вирусом;
□ информация на жестких дисках внезапно пропала;
□ компьютер перестал загружаться с винчестера;
□ вы решили отформатировать жесткий диск и решили
установить операционную систему на "чистый" диск;
- 480 -
□ вы решили установить другую операционную систему,
которая "младше" предыдущей, например, Windows 98 вместо
Windows XP;
□ необходимо получить доступ к томам NTFS, которые
используются в семействе операционных систем Windows NT
(2000, XP).
Примечание
Помните, что загрузочную дискету следует создать
заблаговременно, т. е. когда компьютер еще работает нормально.
Это необходимо сделать сразу же после приобретения нового
компьютера, только так вы сможете полностью обезопасить себя и
свой компьютер и получить возможность быстрого восстановления
его работоспособности.
Порядок создания загрузочной дискеты может выглядеть
следующим образом:
1. Установите программу Emergency Rescue Disk.
2. Вставьте в дисковод чистую дискету и запустите
программу.
3. Программа попросит вас проверить установку дискеты
(рис. 22.1), после чего вы можете нажать кнопку ОК для начала
создания дискеты.
4. Если на дискете содержится какая-нибудь информация,
например документы, то программа предупредит вас об этом,
выведя сообщение
(рис. 22.2): "Disk is not empty, all data on your disk will be lost.
Do you want to continue?" (Диск содержит информацию, все данные
на вашем диске будут потеряны. Вы хотите продолжить?).
Рис. 22.1. При запуске программы Emergency Rescue Disk на
экран монитора будет выведено такое окно
Рис. 22.2. Если на дискете содержится какая-нибудь
информация, программа предупредит вас об этом
5. Стоит обратить внимание на то, что программа не только
- 481 -
самостоятельно этот диск отформатирует и запишет, но и проверит
поверхность на наличие кластеров с нечитаемым содержимым.
Дискета, которую вы решили использовать для того, чтобы спасать
свой компьютер, естественно, не должна содержат "bad''-секторов,
из-за которых в ответственный момент шансы спасти информацию
окажутся близкими к нулю. Если на диске содержится ошибка, то
программа предупредит вас об этом (рис. 22.3).
Рис. 22.3. Как видно на рисунке, дискета имеет повреждение
24 дорожки на 1 поверхности
6. После создания дискеты рекомендуется проверить ее какойнибудь программой проверки дисков, например Norton Disk Doctor.
Результаты теста должна быть положительными, т. е. везде должно
быть выведено сообщение "ОК" (рис. 22.4).
Если вам недоступна программа, которую, кстати, можно
быстро найти по адресу: http://www.emergency.f2s.com/rus/, то
можно воспользоваться встроенным средством операционной
системы, но, как уже говорилось, полноценная дискета получится
только при условии использования Windows 95
или Windows 98. Остальные версии создают дискеты, которые
выполняют несколько другие функции, нежели загрузка в режиме
MS-DOS.
Рис. 22.4. Результаты тестирования загрузочной дискеты
должны быть такими, как на рисунке
Для создания дискеты средствами Windows запустите Панель
управления, найдите системную папку Установка и удаление
программ и откройте ее двойным щелчком левой кнопки мыши. В
открывшемся диалоговом окне Свойства: Установка и удаление
- 482 -
программ найдите вкладку Загрузочный диск
(рис. 22.5), где имеется одна-единственная кнопка Создать
диск, при нажатии на которую вам предложат указать путь, где
расположен дистрибутив Windows, а также вставить в дисковод
чистую дискету.
Для загрузки компьютера с загрузочной дискеты следует
произвести следующий набор операций:
1. При включении компьютера запустите программу
CMOS Setup, что можно сделать, нажимая клавишу <Del>.
2. В соответствующем разделе программы установите
приоритетную (первоочередную) загрузку с дисковода А:, после
чего вставьте загрузочную дискету в дисковод и выйдите из
программы CMOS Setup с сохранением изменений.
3. Следуйте инструкциям, появляющимся на экране
компьютера (это действительно только для дискет, созданных при
помощи программы Emergency Rescue Disk).
4. В конце загрузки запустится оболочка Volkov Commander,
которая представляет собой полный аналог традиционной
оболочки Norton Commander. При этом вам будет доступен
привод CD-ROM, все жесткие диски, а также набор программ,
которые обычно используют для восстановления работоспособности ПК. Другие программы, которые
отсутствуют на дискете, вы можете запустить с компакт-диска.
Рис. 22.5. Для создания загрузочной дискеты от вас
потребуется только установить
чистую дискету в дисковод
В последнее время стали популярны загрузочные компакт- 483 -
диски, которые по своей сути исполняют роль обычной дискеты,
только их не требуется готовить заранее, т. е. вся необходимая
информация на них записана на стадии производства. Для загрузки
с такого диска достаточно запустить программу CMOS Setup во
время запуска ПК и установить в соответствующем разделе
программы приоритетную загрузку с CD-ROM. После выхода из
программы CMOS Setup с сохранением изменений вы получите
возможность не только загрузки с компакт-диска, но и установки
операционной системы прямо с диска, что нельзя не назвать
удобным. Стоит отметить, что после загрузки компакт-диск будет
внешне разделен на две области: загрузочная область определяется
как дисковод А:, информационная область — как привод CD-ROM
с буквой, которая будет располагаться сразу же за самым
"последним" жестким диском.
Резервирование информации
Даже если вы уверены в своих действиях, никто не сможет
дать вам гарантию того, что при замене одного из компонентов ПК
не возникнет сбой, приводящий к потере всей информации на
жестком диске. Такое может
произойти даже в случае полной исправности всех
компонентов компьютера, например, при конфликте прерываний и
т. п. Поэтому, перед тем как начинать серьезные работы по
изменению конфигурации вашего компьютера, следует
позаботиться о резервном копировании всей особенно важной
информации: документов, бланков, сохраненных игр и т. п.
Для резервного копирования вы можете использовать
приведенные ниже методы.
□ Копирование информации на второй жесткий диск,
который в процессе замены компонентов не будет участвовать, т. е.
он будет отключен от компьютера, чем вы обезопасите
сохраненные на нем данные. Преимущество такого способа
довольно сомнительно. Дело в том, что мало у кого может
оказаться под рукой еще один винчестер, да еще такой, чтобы ему
можно было "доверять". Обычно в домашних условиях встречаются
старые жесткие диски малого объема, которые назвать надежными
никак нельзя в виду большого срока их эксплуатации. Тем более,
что сбой может возникнуть как раз при подключении второго
винчестера, например, может испортиться FAT-таблица (такое
иногда бывает со старыми устройствами).
- 484 -
□ Копирование информации на компакт-диск, правда, для
этого требуется привод CD-RW, но относительно умеренные цены
на пишущие приводы позволяют приобрести его в домашнее
пользование. Преимущество налицо: для того чтоб скопировать
информацию обратно на жесткий диск (в случае аварии),
достаточно вставить этот компакт-диск в накопитель CD-ROM. При
этом вся информация не подвергается опасности пропадания, как в
случае со вторым жестким диском.
□ Копирование информации на гибкие диски, правда, следует
учитывать низкую надежность любых видов дискеты да и
небольшую их емкость за исключением, наверное, только Iomega
Zip, которые по качеству намного превзошли своих
предшественников.
При хранении информации на стандартных дискетах объемом
1,44 Мбайт следует пользоваться различными архиваторами,
например, программой WinRAR, которая позволяет создавать
архивы с расширением rar или zip (рис. 22.6). Лучше всего
использовать архивы RAR, которые имеют очень полезную
функцию Добавление информации для восстановления, которая
может быть использована для восстановления данных из
поврежденных архивов (например, в результате сбоя при чтении с
дискеты). Еще одна полезная функция Блокирование архива,
которая запрещает любое изменение созданного архива, т. е.
удалить или добавить файл в него вы уже не сможете, как не смогут
этого сделать и разнообразные вредоносные программы (вирусы).
Полезной можно назвать функцию Разбиение на тома размером,
например, с дискету. Такое разбиение полезно, когда все
документы, запакованные в один архив, по размеру не входят на
один диск. При этом вовсе не обязательно "измерять" каждый
документ, т. к. вполне достаточно скопировать все важные документы в одну папку и запаковать эту
папку с разбиением на тома размером с дискету. При создании
архива обратите внимание на то, что его следует сначала сохранить
на жестком диске и только после этого копировать на дискеты. Вопервых, такой подход обезопасит вас от сбойных дискет, из-за
которых, возможно, пришлось бы начинать все сначала. Во-вторых,
вы сможете скопировать один и тот же файл на две-три дискеты,
что добавит шансов сохранения информации в целости и сохранности.
- 485 -
Рис. 22.6. Внешний вид программы WinRAR
ГЛАВА 23
Замена
компонентов компьютера
Для того чтобы успешно подключить внешнее устройство:
монитор, клавиатуру или мышь, следует обеспечить свободный
доступ к задней панели системного блока, а главное — хорошее
освещение всех разъемов, для чего можно использовать
настольную лампу или фонарик. Часто системный блок
компьютера установлен в специальной нише компьютерного стола,
поэтому добраться до разъемов на задней панели бывает очень
затруднительно, имейте это в виду.
Каждый раз, когда вам необходимо что-то сделать внутри
системного блока, не забудьте обязательно выполнить
нижеприведенные операции, соблюдая определенные правила при
работе.
□ Освободить доступ к задней панели системного блока, для
чего, возможно, потребуется аккуратно отодвинуть компьютерный
стол от стены. Это необходимо потому, что обычно к компьютеру
подключено значительное количество кабелей, некоторые из
которых закрепляются специальными винтами. В таком случае,
если вы потянете системный блок на себя, то легко можете
уронить, например, принтер или даже монитор.
□ Отключить абсолютно все кабели от разъемов на задней
панели, предварительно тщательно записав на лист бумаги, куда их
потом следует подключать. Хотя это, возможно, излишняя мера
предосторожности, т. к. практически почти все разъемы имеют
отличную друг от друга форму и количество контактов. Если
существуют похожие друг на друга разъемы, например порты PS/2
- 486 -
имеют сходные разъемы, то их раскрашивают в разные цвета. При
этом ответные разъемы на устройствах (клавиатуре и мыши)
раскрашиваются в цвет, соответствующий цвету разъема на
системном блоке.
□ Поместить системный блок на стол, временно очищенный
от различных книжек и прочих атрибутов любого письменного
стола. Перед тем как начать работу внутри системного блока,
следует найти и подготовить
весь необходимый инструмент, который может понадобиться:
это крестообразную отвертку, небольшие плоскогубцы, пинцет,
плоскую коробку для винтов и т. д. Очень важно обеспечить
хорошее освещение, для чего можно использовать настольную
лампу или, в крайнем случае, фонарик, который поможет,
например, рассмотреть маркировку на микросхеме BIOS и т. п.
□ Развернув системный блок задней панелью к себе, открутите
все винты, которые расположены по краям корпуса. Обратите
внимание, что в последнее время стали использовать системные
блоки с раздельными боковыми стенками. При этом для замены,
например, плат расширения или жесткого диска вполне достаточно
снять ту часть крышки, которая закрывает доступ к внутренним
элементам. Определить эту "половинку" несложно: она находится
по левую сторону, когда смотришь на системный блок со стороны
лицевой панели. Для замены материнской платы все-таки придется
снять обе крышки. Стоит отметить, что такой проблемы не
существует для крышек в виде буквы "П", т. к. при их снятии доступ открывается ко всем внутренним компонентам ПК. Для снятия
крышки системного блока нужно после откручивания всех
удерживающих винтов потянуть крышку на себя (иногда
приходится прилагать значительные усилия). И еще один момент:
ни в коем случае не откручивайте винты, которые размещены
вокруг вентилятора, расположенного внутри блока питания. В
противном случае блок питания может упасть на платы и повредить
их. Иногда встречаются системные блоки, у которых крышка
крепится четырьмя винтами, расположенными под лицевой
панелью. Для получения доступа к крепежным винтам необходимо
поддеть лицевую панель каким-нибудь узким плоским предметом
(можно отверткой).
□ Все винты, полученные в результате разборки системного
блока и удаления плат, обязательно соберите в одной коробке,
- 487 -
которую лучше всего убрать на другой стол ("от греха подальше").
То же самое стоит проделать и с крышкой системного блока,
которая не нужна вам до тех пор, пока вы не убедитесь в
нормальной работоспособности компьютера. Как уже не раз
упоминалось, компьютер может работать со снятой крышкой, что
позволит вам достаточно оперативно исправлять все недочеты в
подключении устройств, а также предоставит возможность быстро
удалять или устанавливать дополнительные компоненты.
□ При работе внутри системного блока следует помнить, что
для подключения разъемов и установки перемычек (плат
расширения) не требуется прикладывать больших усилий. В
большинстве случаев достаточно силы нажатия, сравнимой с
нажатием на клавишу клавиатуры. Если вы чувствуете какое-то
сопротивление, сначала выньте разъем (перемычку, плату),
проверьте, совпадают ли все ключи, выводы и отверстия, и только
после этого повторите попытку с большим усилием.
Все остальные ваши действия могут быть различными в
зависимости оттого, что вам требуется сделать.
Внимание!
Помните, что абсолютно все действия по отключению старых
или подключению новых устройств можно производить только при
отключенном напряжении питания. Если вы "случайно" забыли его
отключить, то у вас имеются все шансы вывести из строя один, а то
и сразу несколько компонентов ПК.
Замена компьютерного корпуса
Это наиболее сложная процедура, во время которой вы
можете столкнуться с большим количеством нюансов. Самый
главный из них — соответствие компьютерного корпуса формфактору AT или АТХ. В последнее время выпускают в основном
материнские платы АТХ, которые позволяют наиболее полно
реализовать современные технологии как энергосбережения, так и
системы автоматического управления электропитанием. В
принципе, если компьютерный корпус новый, то, скорее всего, он
принадлежит новейшему форм-фактору, но, если вы приобретаете
корпус бывший в употреблении, то обратите внимание на
поддержку материнских плат. Во-первых, в корпусах АТХ
устанавливаются гораздо более мощные блоки питания, во-вторых,
разъемы для подключения питания к материнской плате у блока
питания АТХ совершенно иные, чем у блока питания AT. Это
- 488 -
говорит о том, что совершенно недостаточно оценить внешний вид
компьютерного корпуса.
Описание всех ваших следующих действий будет
производиться из расчета того, что новый корпус полностью
подходит к вашей материнской плате.
Сразу стоит отметить, что при замене корпуса вам придется
разобрать практически весь компьютер, а затем заново его собрать.
Это необходимо, чтобы перенести в новый корпус все компоненты
старого, кроме блока питания и встроенных индикаторов.
Отдельных рекомендаций по замене компьютерного корпуса
дать достаточно сложно, т. к. для этого пришлось бы описать
удаление и установку всех компонентов ПК, поэтому ограничимся
указанием последовательности удаления и установки.
□ В первую очередь, следует удалить все платы расширения,
потому что именно они в основном мешают удалению всех
остальных компонентов: соединительных кабелей, жестких дисков
и т. д. Предварительно запишите порядок расположения всех плат,
что поможет при необходимости быстро восстановить ваш
компьютер в прежнем виде, например, при обнаружении досадной
несовместимости нового системного блока с вашей материнской
платой.
□ Следующий шаг — удаление всех соединительных кабелей,
к которым относятся такие, как кабель IDE, FDD, а также разъемы
на задней панели корпуса, которые подключаются к материнской плате при
помощи плоских шлейфов, как это делается во всех компьютерах
форм-фактора AT. Если компьютер относится к форм-фактору
АТХ, то проблем у вас будет меньше из-за значительно меньшего
количества проводников. Обязательно запишите на бумаге место
подключения каждого кабеля, т. к. на любой материнской плате
имеется большое количество одинаковых с виду контактов, что
может вас в дальнейшем запутать. Например, оба канала IDE
имеют абсолютно одинаковые разъемы, а если в материнской плате
интегрировано два контроллера (один с поддержкой стандарта Ultra
DMA/100, а второй нет), тогда таких разъемов будет целых четыре
штуки.
Примечание
Чтобы избежать досадных недоразумений при выполнении
любых действий, связанных с материнской платой, подключением
- 489 -
или отключением чего-либо, не забудьте воспользоваться
описанием на материнскую плату.
□ После тщательного удаления всех соединительных кабелей
следует отключить все кабели питания от внутренних устройств:
жесткого диска, флоппи-дисковода, а также от материнской платы.
Соберите все провода питания в один жгут, чтобы можно было их
временно закрепить резинкой. Сразу обратите внимание на кулер
центрального процессора, если он будет, на ваш взгляд, мешать
удалению дисков из внутренних отсеков, то лучше всего его сразу
же снять с процессора или с процессором вместе.
□ По очереди удалите все внутренние накопители: жесткие
диски и т. д., после чего наступит очередь материнской платы. При
отключении накопителей не забудьте придерживать откручиваемое
устройство, чтобы оно не упало вниз внутри отсека, что может
негативно сказаться на работоспособности некоторых устройств.
□ Материнскую плату лучше всего вынимать с металлической
панелью, на которой она закреплена.
□ При установке всех устройств в новый корпус следует
придерживаться того же плана с точностью до наоборот, т. е.
сначала установить материнскую плату, затем все внутренние
накопители, потом все соединительные кабели и в самую
последнюю очередь платы расширения. Особенности подключения
устройств вы сможете найти в соответствующем разделе данной
главы.
Замена (подключение) клавиатуры
Замена клавиатуры, которая относится к внешним
устройствам, вряд ли покажется вам сложной, потому что после ее
подключения не надо производить абсолютно никакой настройки:
"включил и работай".
Последовательность действий при замене клавиатуры.
□ Освободите доступ к задней панели системного блока,
чтобы можно было легко отсоединить старую клавиатуру и затем
подключить новую. При возможности организуйте хорошее
освещение, для чего можно использовать настольную лампу или
даже фонарик. Это позволит без проблем правильно
позиционировать разъем клавиатуры. Если вы решитесь подключать разъем "вслепую", то можете погнуть некоторые штырьки,
что приведет в негодность данный разъем.
□ Перед подключением новой клавиатуры сравните разъемы
- 490 -
обеих клавиатур. Если они вдруг не соответствуют друг другу, то
имейте в виду, что существуют переходники практически на
любой разъем. Например, большой 5-штырьковый разъем можно
подключить к разъему PS/2 и наоборот. Для шины USВ существует
переходник под разъем PS/2, которым, кстати, комплектуются все
клавиатуры с разъемом USB. Это делается из-за того, что шина
USB только в последнее время получила достаточное
распространение.
□ При подключении клавиатуры PS/2 особое внимание
обратите на цвет разъема, его следует подключать к разъему на
системном блоке с таким же цветом. После подключения новой
клавиатуры включите компьютер и проверьте ее работу. Как
правило, никаких дополнительных драйверов для клавиатуры
устанавливать не требуется. Если вы случайно все-таки перепутали
разъемы, ничего страшного не произойдет — просто выключите
компьютер и подключите клавиатуру к другому разъему.
Замена (подключение) мыши
Замена мыши, которая относится к внешним устройствам, так
же вряд ли покажется вам сложной, потому что после ее
подключения не надо производить абсолютно никакой настройки:
"включил и работай", хотя иногда требуется установка
дополнительных драйверов, которые, как правило, записаны на
дискете, входящей в комплект вместе с приобретенной мышью.
Последовательность ваших действий при замене мыши.
□ Освободите доступ к задней панели системного блока,
чтобы можно было легко отсоединить старую клавиатуру и затем
подключить новую. При возможности организуйте хорошее
освещение, для чего можно использовать настольную лампу или
даже фонарик. Это позволит без проблем правильно
позиционировать разъем клавиатуры. Если вы решитесь подключать разъем "вслепую", то можете погнуть некоторые штырьки,
что приведет в негодность данный разъем.
□ Перед подключением новой мыши сравните разъемы обеих
мышей. Если они не соответствуют друг другу, то имейте в виду,
что существуют переходники практически на любой разъем.
Например, мышь PS/2 можно
подключить к СОМ-порту, в то же время как обратное может
быть недействительным, т. к. для работы мыши, имеющей
интерфейс СОМ с портом PS/2, внутренний контроллер должен
- 491 -
поддерживать соответствующую систему команд.
□ При подключении клавиатуры PS/2 особое внимание
обратите на цвет разъема, его следует подключать к разъему на
системном блоке с таким же цветом. После подключения новой
мыши включите компьютер и проверьте качество ее работы. При
необходимости, например, при наличии дополнительных функций
вроде колеса прокрутки и т. п., установите драйверы, которые
обычно идут в комплекте с такой мышью. Установите диск в
дисковод и запустите с него файл SETUP.EXE, который должен
находиться в корневом каталоге дискеты. Следуя инструкциям
программы установки, доведите ее до завершения, после чего
перезагрузите ПК. После этого можно использовать все имеющиеся
функции мыши.
□ Следует отметить, что при включенном компьютере можно
подключать только СОМ- или USB-мыши, в том время как мыши
PS/2 при "горячем" подключении могут запросто "спалить" порт
компьютера. Для активизации работы мыши PS/2 необходимо
включить соответствующую опцию в программе BIOS Setup. Для
работы мыши USB в среде MS-DOS следует включить
соответствующую опцию в программе BIOS Setup. Для
активизации работы мыши с интерфейсом СОМ нужно включить
соответствующий последовательный порт, к которому она
подключена (С0М1 или COM2). При этом ни в коем случае не
подключайте к этому порту другие устройства, например модем.
Мышь для СОМ-порта Можно подключить в момент запроса
операционной системы, когда на экран монитора выводится окно
предупреждения об отсутствии мыши. Мышь с интерфейсом PS/2
или USB в этот момент не определится. В последнем случае (с
USB-мышью) следует сначала полностью загрузить операционную
систему, после чего уже и подключать мышь.
□ Если вы все-таки перепутали разъемы, ничего
страшного не произойдет — просто выключите компьютер и
подключите мышь к другому разъему.
□ Для начала работы беспроводной мыши лучше всего
обратиться к руководству по эксплуатации, входящему в комплект
такой мыши.
Замена (подключение) монитора
Последовательность действий при замене и подключении
монитора.
- 492 -
□ Освободите доступ к задней панели системного блока,
чтобы можно было легко отсоединить старый монитор и затем
подключить новый. При возможности организуйте хорошее
освещение, для чего можно использовать настольную лампу или
даже фонарик. Это позволит без проблем
правильно позиционировать разъем монитора. Если вы
решитесь подключать разъем "вслепую", то можете погнуть
некоторые штырьки, что приведет в негодность данный разъем.
□ Сравнивать разъемы старого и нового мониторов обычно
нет необходимости, за исключением применения в новом
жидкокристаллическом мониторе цифрового входа без наличия
аналогового. При отключении монитора обратите внимание на то,
что разъем закреплен при помощи специальных винтов с длинными
ручками, которые можно откручивать и прикручивать без помощи
отвертки.
□ Подключив монитор к системному блоку, не забудьте также
подключить его и к электросети, например, при помощи
специального кабеля, идущего от разъема на системном блоке к
монитору или напрямую к розетке.
□ По умолчанию операционная система устанавливает
стандартные драйверы так называемого монитора Plug-and-Play,
что позволяет использовать большую часть возможностей
монитора. Но чтобы можно было установить нестандартные
параметры, например частоту регенерации экрана более чем 60 Гц,
придется установить драйверы для данной модели монитора.
□ При подключении мониторов к видеоплате с двумя
выходами следует иметь в виду, что второй монитор, несмотря на
большие потенциальные возможности, не сможет работать более
чем в стандартных разрешениях (скорее всего, не более 1024x768),
глубине цвета (High Color) и частотой регенерации экрана (не более
60 Гц).
Замена (подключение) материнской платы
Сразу необходимо отметить, что замена материнской платы
будет стоить вам большего количества нервов, чем, например,
замена/установка видеоплаты или жесткого диска. Дело в том, что
для удаления этой платы из системного блока придется
отсоединить практически все имеющиеся провода.
Последовательность действий при удалении старой
материнской платы.
- 493 -
□ Аккуратно удалите все платы расширения, при
необходимости предварительно на листе бумаги записав их
расположение. Если к плате подключены какие-нибудь внутренние
соединительные кабели, например, к звуковой плате может быть
подключен провод, идущий от привода CD-ROM, то их следует
отсоединить еще до того, как вы открутите винт, удерживающий
плату в разъеме.
□ Отключите все кабели, подключенные к разъемам на плате,
например, такие как кабель для подключения жесткого диска,
флоппи-дисковода, внешних разъемов USB и т. п. Перед их
отключением обязательно запишите порядок подключения, это
поможет впоследствии правильно подключить все устройства.
□ Отключите от материнской платы разъемы питания.
Обратите особое внимание на подключение разъемов к плате формфактора AT, которые имеют одинаковую форму, а вот разводка у
них отличается. При этом существует обязательное правило
подключения: разъемы устанавливают на плату так, чтобы черные
проводники, подсоединенные к разъемам, оказались рядом друг с
другом.
□ Отключите от материнской платы системный динамик и
кнопки, расположенные на лицевой панели системного блока.
Несмотря на то, что практически на всех платах существуют метки,
позволяющие быстро определить, к какому разъему следует
подключать тот или иной контакт, стоит все-таки записать их
правильное расположение, это позволит быстро восстановить
систему в прежнем состоянии.
□ Теперь у вас имеется два варианты удаления материнской
платы из системного блока. Первый состоит в обыкновенном
откручивании удерживающих винтов, что позволит, например, не
снимать крышку системного блока, находящуюся справа, если
смотреть с лицевой панели. Недостаток этого способа очевиден:
дальнейшая установка новой материнской платы будет очень
затруднена из-за мелких винтов, удерживающих ее, а также из-за
мешающих проводов питания и т. п. Тем более что при этом вам
придется снимать блок питания, который в обычных блоках АТХ
закрывает доступ к части материнской платы. Это говорит о том,
что лучше всего прибегнуть ко второму способу, который
характеризуется полным удалением из системного блока не только
материнской платы, но также и металлической панели, на которой
- 494 -
она закреплена. В некоторых моделях корпуса встречается
откидывающаяся панель, позволяющая при замене платы обойтись
откручиванием только одного винта, после чего панель просто
открывается как дверка шкафчика, предоставляя доступ к
материнской плате.
□ Обратите внимание на наличие на новой материнской плате
соответствующих отверстий, которые должны совпадать с
аналогичными отверстиями на панели. Дело в том, что иногда
встречаются несовместимые корпуса и платы, происходит все
почти как со старой советской мебелью: отверстия вроде бы есть,
но не там где надо. В таком случае обычно применяют
пластмассовые стойки, не требующие никаких отверстий, они
просто поддерживают плату, не допуская физического контакта с
металлической панелью. Такой способ подключения имеет
большой недостаток: малое количество стоек с жесткой фиксацией
платы приводит к определенному люфту относительно жестко
закрепленных плат расширения, что может привести, например, к
выпадению какой-нибудь платы при подключении жесткого диска.
□ Стоит отметить, что, несмотря на заявления всех
производителей компьютерного "железа", совместимость
некоторых компонентов можно взять
под сомнение. Так, например, существуют кулеры, которые
физически не способны поместиться под блоком питания. В этом
случае вам придется выбрать другой радиатор, имеющий не такой
высокий корпус.
Последовательность действий при установке новой
материнской платы.
□ Начальные условия: компьютер представляет собой
конструктор, т. е. все платы, винты, провода аккуратно разложены
на письменном столе. Панель для установки материнской платы
отделена от системного блока, что позволит беспрепятственно
установить модули памяти и т. д.
□ Поместите материнскую плату на металлическую панель,
совместив отверстия на плате с соответствующими отверстиями на
панели. Для установки используются металлические вертикальные
стойки с отверстиями под винты по обеим сторонам, а также
пластиковые стойки, которые со стороны платы имеют защелку, по
форме напоминающую гарпун. При этом металлические стойки,
как правило, ставятся со стороны задней панели системного блока,
- 495 -
а пластмассовые — со стороны отсеков для внутренних
накопителей.
□ После того как вы закрепите плату при помощи винтов,
установите на нее модули оперативной памяти, центральный
процессор, а также кулер, т. к. впоследствии это будет весьма
затруднительно. Дело в том, что подавляющее большинство
современных процессоров выделяют большое количество тепла,
что предъявляет серьезные требования к качеству охлаждения. А
это означает, что кулер (радиатор плюс вентилятор) должен иметь
достаточный размер, а также хороший контакт с ядром процессора.
Следствие: для хорошего контакта с процессором применяется
очень мощная пружина, выполненная в виде коромысла. Если
материнская плата уже будет установлена в системный блок, то
значительные усилия, прилагаемые к кулеру при его установке,
могут вызвать появление трещин на плате, т. к. она установлена
всего лишь на нескольких стойках в подвешенном состоянии.
□ Закрепите металлическую панель с установленной
материнской платой обратно в системный блок, закрепив ее всеми
винтами, которые вы до этого открутили. Не стоит действовать по
принципу "хорошо, когда остаются лишние винты".
□ Следующий шаг: установка видеоплаты, подключение
жесткого диска и флоппи-дисковода, можно также подключить
привод CD-ROM, если вы собираетесь его использовать для
загрузки операционной системы. Остальные платы расширения и
накопители вроде Iomega Zip и стримера лучше всего пока не
устанавливать, т. к. это облегчит дальнейшую настройку
операционной системы. Не забудьте сразу же подключить все
кнопки, расположенные на лицевой панели системного блока,
особое внимание следует обратить на кнопку Reset, что позволит
вызывать перезагрузку компьютера при серьезных зависаниях. Также
подключите динамик, который будет служить вам для звуковой
диагностики возможных неисправностей.
□ После того как вы убедитесь в правильном подключении
основных устройств, подключите разъем питания. Следует
запомнить, что для материнских плат AT существует очень важное
правило подключения: черные провода обоих разъемов должны
находиться рядом. При сборке компьютера на базе процессора
Pentium 4 обратите внимание на наличие разъемов на материнской
- 496 -
плате и на выводах блока питания для подключения
дополнительного напряжения.
□ Подключите к системному блоку монитор, клавиатуру и
мышь, а все остальные устройства лучше всего оставить "на
потом". Еще раз убедитесь в правильности подключения всех
разъемов, для этого до окончательной настройки компьютер
должен находиться на поверхности стола, чтобы оставалась
возможность быстрой замены/подключения любого устройства.
При этом стоит отметить, что вовсе не обязательно закрывать системный блок крышкой, что еще больше облегчит вашу работу.
□ Включите компьютер, и сразу же после этого нажмите на
клавиатуре клавишу <Delete>, чтобы запустить программу BIOS
Setup. Как правило, первый запуск материнской платы происходит
удачно, т. к. в магазине ее предварительно тестируют, а также
проводят предварительную настройку. Но не стоит исключать
возможность халатного отношения продавцов, что может привести
к покупке такой платы, которая еще ни разу не включалась. Если
вы опасаетесь этого, тогда перед первым включением внимательно
изучите руководство по эксплуатации, при этом ваша задача
сводится к проверке правильности включения перемычек и
переключателей на плате, а также к первичному "обнулению"
содержимого CMOS-памяти, что приведет все настройки к средним
значениям, безопасным для вас и вашего компьютера. Для
проведения предварительной настройки можно использовать
материалы книги А. В. Трасковского "Секреты BIOS", вышедшей в
издательстве "БХВ-Петербург" в 2002 году.
□ Первый запуск компьютера после замены материнской
платы приводит к замене всех привычных для вас параметров, т. к.
старые драйверы уже недействительны и вам придется установить
новые драйверы, которые обычно находятся на компакт-диске,
входящем в комплект любой платы. Но перед этим требуется
установить операционную систему, которая при помощи системы
Plug-and-Play практически самостоятельно найдет все необходимые
драйверы на компакт-диске и установит их в оптимальном режиме.
Если операционная система на вашем жестком диске уже установлена, то последовательность действий может быть следующей:
• Запустите операционную систему в безопасном режиме.
Для этого нажмите клавишу <F8> при появлении на экране
монитора надписи
- 497 -
Starting..., после чего выберите пункт Safe Mode. После
загрузки операционной системы нажмите кнопку Пуск на рабочем
столе и выберите пункт Настройка, в котором вы найдете Панель
управления. Вы должны одинарным щелчком мыши запустить ее и
активизировать пункт Система, в котором есть несколько вкладок.
Нас интересует вкладка Устройства, т. к. именно в ней можно
увидеть все драйверы, которые при обычной работе компьютера
загружаются в память.
• Выберите самое верхнее устройство и нажмите кнопку
Удалить, при этом драйвер соответствующего устройства будет
удален из служебного списка операционной системы, т. е. после
перезагрузки система Plug-and-Play заново переустановит этот
драйвер. То же самое следует сделать с другими устройствами.
• Можно, конечно, сразу же загрузить операционную
систему в нормальном режиме, после чего установить драйверы
новой материнской платы, но в этом случае возможно появление
конфликтов со старыми драйверами, чьи метки продолжают
оставаться в системных файлах. Стоит отметить, что для
удаления устройств удобнее использовать специальные
программы, например RegCleaner. Эта программа не требует
инсталляции, поэтому ее можно запустить с компакт-диска.
• При установке драйверов обратите внимание на то, что:
□ поддержку шины AGP лучше всего включить в режим
Turbo, т. к. при этом будут автоматически включены все
поддерживаемые режимы, что, скорее всего, ощутимо увеличит
скорость работы видеоплаты. Режим Normal стоит выбирать только
в том случае, если видеоплата работает со сбоями, например,
иногда зависает или выдает "мусор" на экран монитора;
□ если предлагают включить режим DMA для устройств
ATA/1DE, то лучше с этим согласиться, т. к. этот режим
существенно увеличивает скорость работы как жестких дисков, так
и других устройств IDE, повышая тем самым общую
производительность ПК.
При замене материнской платы стоит обратить внимание на
нижеприведенные моменты.
□ При извлечении микросхем в конструктиве DIP, если такая
операция вам потребуется (например, микросхемы BIOS), следует
быть очень внимательным. Когда один край чипа вылезет из
разъема, все усилия сразу идут на то, чтобы поднять этот край как
- 498 -
можно выше, в то время как последние контакты еще остаются
вставленными в разъем. В итоге некоторые ножки микросхемы
могут либо погнуться, либо отломиться. Учитывая достаточно
высокую хрупкость материала, из которого сделаны ножки
микросхемы, можно считать результат однозначным — микросхема
лишается одной или нескольких ножек. Лучше данную операцию
осуществлять при помощи тонкой плоской отвертки, поочередно
подцепляя края микросхемы с двух сторон.
□ При установке микросхемы BIOS или похожей на нее
обратите внимание, что на корпусе микросхемы имеется ключ
(выемка, желобок), который показывает, где находится вывод № 1.
Если посмотреть на микросхему так, чтобы этот ключ (выемка)
находился на противоположной от вас стороне, то вывод № 1 будет
располагаться слева от ключа. Выводы нумеруются, как правило, в
направлении против часовой стрелки, начиная с вывода № 1, так
что вывод с наибольшим номером (8, 14, 16, 18, 20, 24, 28 или 40)
будет с правой стороны от ключа.
□ На всех микросхем, включая центральный процессор,
нанесена маркировка, которая предназначена для быстрой
идентификации внутренней схемы данной микросхемы. Благодаря
этому вы можете найти необходимую информацию об этой
микросхеме, а иногда даже найти аналог среди микросхем,
выпускаемых в России. Последняя информация относится только к
так называемой простой логике, т. е. небольшим микросхемам,
выполняющим простейшие обслуживающие функции. Помимо
этого на всех микросхемах наносится товарный знак компании,
которая произвела данную микросхему, что далеко не обязательно
говорит о том, что именно эта компания ее разработала. Часто
микросхема, разработанная однажды какой-нибудь известной
фирмой, впоследствии выпускается большим количеством
тайваньских, китайских и т. д. производителей. Все эти компании
очень любят ставить свой товарный знак (логотип).
Маркировка на все микросхемы наносится согласно однажды
принятым соглашениям, например, DM74LS125AN, где DM —
изготовитель микросхемы, в данном случае National Semiconductor.
Код в центре может содержать от трех до шести цифр и иметь
букву или несколько букв посередине. Он указывает на логическую
серию, к которой принадлежит данная микросхема. Большинство
- 499 -
микросхем (имеется в виду простая логика), применяемых в IBM
PC, относятся к серии 74хх. Например, 74LS125 означает, что
данная микросхема содержит четыре буферных элемента,
способных принимать три состояния. Буквы в середине кода дают
сведения о быстродействии или мощности внутренней схемы данной микросхемы. Суффикс в конце обозначения (в нашем случае
AN) обозначает тип корпуса или температурный режим. Например,
суффикс AN обозначает корпус DIP. Помимо основной маркировки
на корпусе микросхемы может быть информация о производителе,
дате изготовления и т. п. Обычно она наносится в виде:
производитель, номер недели года выпуска, число изготовления. О
маркировке центральных процессоров читайте в гл. 8, которая
посвящена их описанию.
Замена (подключение) процессора
Сначала определите, какой разъем используется для установки
процессора на вашей материнской плате, для этого можно
обратиться к документации на плату. Отличие процессоров
различных моделей и производителей настолько велико, что при
покупке процессора другой фирмы практически всегда приходится
менять и материнскую плату, а при установке другой модели
процессора менять такие параметры, как напряжение питания и коэффициент умножения. Правда, современные платы все чаще
предоставляют "услуги" по автоматическому определению нужного
напряжения питания, что возможно при условии совместимости
разъема для обоих процессоров (старого и нового экземпляра)
(табл. 23.1).
Таблица 23.1. Технические особенности современных
процессоров
- 500 -
Указанные в таблице значения напряжений питания могут
изменяться в зависимости от конкретной реализации материнской
платы (например, плата для процессора Pentium III может просто не
поддерживать напряжения питания ниже 2,1 В). При установке
нового процессора на старую материнскую плату, если, разумеется,
такая установка возможна, обязательно обновите версию BIOS.
При удалении старого процессора выполните
нижеприведенные действия.
□ Освободите доступ к процессору, убрав в сторону все
мешающие кабели, при необходимости временно отключите их от
разъемов.
□ Снимите с процессора кулер, предварительно отключив
кабель питания от платы или разъемов питания накопителей.
□ Поднимите рычаг, удерживающий процессор в разъеме, а
если используется Slot-подобный разъем, то отщелкните в
стороны крепящие элементы.
□ Выньте процессор из разъема, не прилагая при этом
больших усилий. Процесс установки нового процессора выглядит
следующим образом.
□ Если процессор имеет разъем типа Socket, независимо от
его разновидности, то последовательность установки может быть
следующей:
• Освободите доступ к процессорному разъему, который
легко найти на материнской плате по белому цвету пластмассы.
Для этого отведите в сторону все неиспользуемые провода
питания, при необходимости временно отключите мешающие
соединительные шлейфы.
- 501 -
• Переведите фиксирующий рычаг разъема, обычно
выполненный в виде металлического стержня, в положение,
перпендикулярное материнской плате. Для этого следует немного
отклонить рычаг от корпуса разъема, а затем потянуть вверх. При
поднятом фиксирующем рычаге процессор свободно вынимается
из разъема и устанавливается обратно.
• Вставьте процессор в разъем в соответствии с ключами
(срезы по краям процессора). Для этого нет необходимости
прилагать большого усилия, процессор должен сам "упасть" в
разъем. Если этого не происходит, проверьте, не погнуты ли
некоторые ножки.
• Опустите рычаг до полной фиксации процессора.
• Аккуратно установите кулер.
• Подключите кабель питания вентилятора к
соответствующему разъему.
• При необходимости установите уровень напряжения
питания и тактовую частоту процессора с помощью перемычек на
материнской плате.
• Убедитесь в правильности установки процессора.
О Если процессор имеет ножевой разъем типа Slot,
независимо от разновидности, то последовательность его установки
можно описать так:
• Освободите доступ к процессорному разъему. Для этого
отведите в сторону все неиспользуемые провода питания, при
необходимости временно отключите мешающие соединительные
шлейфы.
• Если радиатор с вентилятором на процессор еще не
установлен, сделайте это. Для чего аккуратно приложите процессор
к радиатору так, чтобы пружинные держатели радиатора попали в
предназначенные для них отверстия на процессорном блоке.
• Установите процессор в разъем, расположенный на
материнской плате, так, чтобы ключ на процессорной плате
(прорезь) совпал с ключом на разъеме Slot 1. Признаком
правильной установки процессора является характерный щелчок
пластмассовых пружинных зажимов.
• Подключите кабель питания вентилятора к
соответствующему разъему.
• При необходимости установите уровень напряжения
питания и тактовую частоту процессора с помощью перемычек на
- 502 -
материнской плате.
• Убедитесь в правильности установки процессора.
□ Если на материнской плате установлен разъем типа Slot, а
купленный процессор имеет разъем типа Socket, вам придется
воспользоваться переходником, который можно купить в любом
компьютерном магазине. Тогда последовательность ваших
действий будет несколько иная.
• Переведите фиксирующий рычаг на разъеме переходника в
положение, перпендикулярное плате.
• Вставьте процессор в разъем переходника в соответствии с
ключами (срезы по краям процессора).
• Опустите рычаг до полной фиксации процессора.
• Аккуратно установите вентилятор, предназначенный для
охлаждения процессора.
• Освободите доступ к процессорному разъему. Для этого
отведите в сторону все неиспользуемые провода питания, при
необходимости временно отключите мешающие соединительные
шлейфы.
• Установите переходник в разъем, расположенный на
материнской плате, так, чтобы ключ на плате переходника
(прорезь) совпал с ключом на разъеме Slot 1. Признаком
правильной установки процессора является характерный щелчок
пластмассовых пружинных зажимов.
• Подключите кабель питания вентилятора к
соответствующему разъему.
• При необходимости установите уровень напряжения
питания и тактовую частоту процессора с помощью перемычек на
материнской плате.
• Убедитесь в правильности установки процессора.
□ Если материнская плата принадлежит к форм-фактору
АТХ, процессор следует устанавливать только после отключения
разъема питания от материнской платы, т. к. спецификация АТХ
предполагает постоянную подачу "дежурного" питания на
компоненты ПК. Кулер (охлаждающую систему) необходимо
устанавливать очень аккуратно, не создавая чрезмерного усилия.
При этом нельзя его раскачивать, т. к. можно серьезно повредить
кристалл процессора (особенно если он не закрыт сверху металлической крышкой).
Замена (подключение) модулей памяти
- 503 -
При подключении модулей оперативной памяти следует
учитывать массу нюансов, которые зависят от материнской платы,
а также от самих модулей. Так, например, если ваша материнская
плата поддерживает два типа модулей — DIMM и DDR DIMM,
тогда знайте, что одновременная работа модулей, принадлежащих к
разным типам памяти, невозможна.
Процесс подключения модулей памяти может быть
следующим.
□ Если модули принадлежат к разновидности SIMM, то
придерживайтесь такой последовательности действий:
• 30- и 72-контактные модули SIMM имеют вырез в углу со
стороны 1-го контакта, второй тип, кроме этого — вырез
посередине.
• Если взять в руки 72-контактный модуль SIMM, можно
увидеть, что он имеет по 72 контакта с каждой стороны. Как же
так? Объясняется это просто — смежные контакты с разных сторон
в действительности являются одним и тем же контактом. Это было
сделано для того, чтобы улучшить качество электрического
соединения при установке модуля в разъемы.
• Освободите доступ к разъемам SIMM на материнской
плате. Для этого отведите в сторону все неиспользуемые провода
питания, при необходимости временно отключите мешающие
соединительные шлейфы.
• Аккуратно, под углом примерно 45° поместите основание
модуля в нижнюю часть разъема. Проверьте, совпадают ли ключи
(вырез в нижней части модуля) и совпадают ли первые контакты
модуля и разъема. Осторожно поверните модуль вверх до фиксации
(обычно слышен отчетливый щелчок).
• Убедитесь в правильности установки модуля.
О Если модули принадлежат к разновидности DIMM, то
придерживайтесь такой последовательности действий:
• Модули памяти DIMM внешне очень похожи на модули
SIMM, но, в отличие от них, имеют раздельные контакты (обычно
по 84 контакта с каждой стороны модуля), за счет чего появилась
возможность увеличения числа банков памяти в каждом модуле.
Фактически, у модулей DIMM "единица длины" используется более
эффективно, чем у SIMM.
• Если имеется несколько модулей памяти, рассчитанных на
работу с разной частотой системной шины, рекомендуется их
- 504 -
устанавливать последовательно с повышением рабочей частоты,
начиная со слота DIMM1 (например, DIMM1 - 66 Мгц, DIMM2 100 МГц).
• Освободите доступ к разъемам DIMM на материнской
плате. Для этого отведите в сторону все неиспользуемые провода
питания, при необходимости временно отключите мешающие
соединительные шлейфы.
• Аккуратно установите модуль в разъем, проверьте,
совпадают ли ключи на модуле и разъеме. Осторожно нажмите на
него до полного защелкивания фиксаторов.
• Убедитесь в правильности установки модуля.
□ При установке модулей RIMM следует иметь в виду, что
распространенные 16-битные "пластинки" следует устанавливать
попарно, заполняя все оставшиеся свободными разъемы
специальными "пустыми" модулями.
Замена (подключение) жесткого диска
При замене винчестера следует помнить, что если он был
единственным в системе, то наверняка является загрузочным,
поэтому, перед тем как его использовать, вам придется установить
на него операционную систему, хотя при большом желании ее
можно скопировать со старого жесткого диска, сохранив все
установленные до этого программы. Если старый жесткий диск
применялся только для хранения данных и не использовался для загрузки операционной системы, тогда достаточно подключить
новый жесткий диск и отформатировать его. Мы не будем
рассматривать процесс установки операционной системы, т. к. это
тема для отдельной книги, ограничимся только упоминанием о
необходимости ее установки.
Для подключения жестких дисков с интерфейсом IDE
используется плоский 40-жильный кабель с максимальной длиной
60 см либо плоский 80-жильный кабель с максимальной длиной 45
см. Первый применяется для подключения винчестеров с
поддержкой стандарта Ultra DMA/33 и младше, т. е. все режимы
PIO. Второй используется для подключения винчестеров с
поддержкой Ultra DMA/66 и выше, т. к. для этих быстрых
стандартов недостаточно обычного кабеля, который подвержен
паразитным сигналам, поэтому применяют специальный кабель, в
котором рядом с каждой жилой с данными проходит заземленный
проводник. Более длинные кабели использовать крайне
- 505 -
нежелательно, т. к. в этом случае повышается возможность
появления разных искажений сигнала, что в конечном итоге ведет к
потере данных.
В любом случае при подключении жесткого диска следует
соблюдать правило: кабель не должен быть натянутым или
изогнутым, он должен подходить к жесткому диску свободно.
Механическая деформация соединительного кабеля может
привести к тому, что в одном из разъемов получится слабый
контакт и/или повреждение самих проводов, что в свою очередь
может привести к потере данных. Наиболее наглядно при этом
выглядит обыкновенное выпадение разъема на кабеле из ответного разъема на
материнской плате или жестком диске.
Последовательность отключения жесткого диска.
□ Освободите доступ к разъемам жесткого диска, чтобы
беспрепятственно можно было отсоединить кабель для данных и
кабель питания. Если есть необходимость, можно временно
отключить кабель от установленного рядом жесткого диска или
дисковода, а также снять с процессора кулер, который иногда
может мешать вытаскиванию винчестера из отсека.
□ Открутите сначала винты с правой стороны, где доступ
ограничен, а затем уже с левой стороны, со стороны открытого
доступа к материнской плате. Обязательно придерживайте корпус
жесткого диска при откручивании последних винтов, т. к. падение
внутри отсека может вызвать, например, поломку некоторых
элементов электроники винчестера, ведь она, как правило, ничем
не защищена.
□ Аккуратно вытащите диск из отсека, при этом обратите
особое внимание на все мешающие элементы, например, кулер
процессора, модули оперативной памяти и т. п., которые при
необходимости лучше всего временно удалить из системы.
□ Обратите внимание на то, что жесткий диск ни в коем
случае нельзя помещать на стол электронными компонентами
вверх, т. к. случайное падение, например, винта или отвертки могут
повредить некоторые из них.
Последовательность действий при установке жесткого диска.
□ Освободите доступ к будущему посадочному месту
жесткого диска. Для этого при необходимости временно отключите
кабели от соседствующих дисководов, а также уберите все
- 506 -
свободные кабели немного в сторону, чтобы они не мешали
установке.
□ Обязательно проверьте конфигурацию жесткого диска,
которая устанавливается при помощи перемычек, расположенных
на корпусе. Для подключения к одному каналу IDE нескольких
устройств (если говорить точнее, то двух), каждое из них должно
быть установлено либо как устройство master, либо как slave.
Установка режимов осуществляется, как уже говорилось, при
помощи перемычек. Все современные устройства IDE, как
правило, имеют на одной из своих плоскостей таблицу установки
перемычек, она, как правило, находится на верхней плоскости
корпуса рядом с остальной служебной информацией. Например,
если на одном канале установлено два винчестера, система будет
пытаться загрузиться в первую очередь с master-устройства
(определяемого как диск С:). Для осуществления загрузки со
второго винчестера необходимо, запустив программу BIOS Setup, в
соответствующем разделе указать загрузку с диска D:. К
сожалению, эта возможность имеется только в достаточно новых версиях BIOS. На старых материнских платах
работа slave-устройства при отсутствии master-устройства может
быть недопустимой.
Существует еще один режим работы IDE-устройств — Cable
Select. В этом случае определение master- и slave-устройства
производится автоматически, исходя из очередности подключения
разъемов устройств к интерфейсному кабелю. Для использования
этого режима необходимо соблюдать следующее:
• оба устройства должны быть установлены в режим Cable
Select;
• контакт номер 28 на соединительном шлейфе со стороны
контроллера должен быть заземлен;
• на одном из разъемов кабеля проводник номер 28 должен
быть отключен от разъема (удобнее это сделать на крайнем
разъеме).
В этом случае устройство с заземленным контактом номер 28
автоматически настраивается как master-устройство, а устройство
со свободным контактом — как slave-устройство.
□ Следующий шаг: установка устройства в отсек. При этом
имейте в виду, что не стоит прилагать больших усилий, что может
привести к повреждению' либо самого винчестера, либо других
- 507 -
компонентов, например, между корпусом диска и краем отсека
могут попасть провода. Закрепите устройство четырьмя винтами
соответствующего диаметра и длиной жала не более 4 мм. Для
фиксации жестких дисков обычно используются винты с крупной
резьбой.
□ Убедитесь в правильности установки накопителя. Имейте в
виду, что некоторые жесткие диски требуют обязательного
электрического контакта своего корпуса с системным блоком,
другие, наоборот, плохо его переносят.
□ Перед подключением соединительного кабеля найдите на
нем контакт номер один (обычно этот проводник выкрашен в
отличный от остальных проводников цвет). В первую очередь
следует подключить шлейф к разъему на материнской плате.
Будьте осторожны, материнская плата установлена на специальных
стойках, и слишком сильное нажатие может вызвать ее прогибание
и появление трещин. После этого совместите шлейф с разъемом
дисковода так, чтобы первые контакты совпадали (как правило,
окрашенный проводник должен быть направлен в сторону разъема
питания).
□ При подключении разъема питания обратите внимание на
срезанные углы вилки и соответствующие срезы в разъеме питания
на винчестере, они препятствуют неправильному подключению.
□ Убедитесь в правильности установки устройства IDE и
подключения соединительного шлейфа и разъема питания.
□ Включите компьютер и сразу же нажмите клавишу
<Delete>, которая используется для запуска программы BIOS Setup.
После ее запуска при помощи раздела HDD Auto Detection
попробуйте определить вновь подключенный диск и, если все
проходит нормально, т. е. все определенные параметры
соответствуют истине, тогда можно выйти из этой программы,
сохранив результаты определения, и начать установку
операционной системы. Если ОС была до этого скопирована на
диск, то можно загрузить ее.
Если жесткий диск имеет интерфейс SCSI, то вам придется
учитывать некоторое количество нюансов. Каждое устройство на
SCSI-шине имеет свой идентификационный номер, который
называется SCSI ID. Обычно сам контроллер имеет номер ID 7.
Зачастую, в случае необходимости, его можно поменять с помощью
соответствующей опции SCSI BIOS. Также при подключении ряда
- 508 -
устройств SCSI к одной шине следует учитывать, что на крайних
устройствах должны быть включены терминаторы. Обычно у
новых жестких дисков номер установлен в значение 6 или 2, а
терминаторы включены, так что при установке одногоединственного диска об этом можно не беспокоиться. Зато когда
приходит время к подключению еще одного устройства, придется
обратить на это внимание.
Терминаторы бывают пассивными и активными. Определить
тип используемого терминатора не так уж и сложно: активные
терминаторы включаются переключением или установкой
перемычек, а пассивные — установкой или удалением резисторных
сборок. Активные терминаторы обеспечивают большую
помехоустойчивость и надежность на высоких скоростях. Пассивные терминаторы чаще всего используют в таких устройствах, как
привод CD-ROM, а активные — в жестких дисках. Применение
пассивного терминатора на высокоскоростной шине может
привести к падению реальной скорости работы этой шины, поэтому
лучше всего разделять устройства по скорости работы на быстрые и
медленные и подключать их к различным каналам или
контроллерам.
□ Терминаторы устанавливаются на концах цепочки
устройств, т. е. если к контроллеру подключено одно устройство, то
и на контроллере, и на устройстве должен быть включен свой
терминатор.
□ Если в цепочке несколько устройств, то терминатор
включается на крайних устройствах. Здесь возможно несколько
вариантов:
• существует одна цепочка устройств, т. е. к контроллеру
подключен только один шлейф SCSI. В этом случае терминаторы
включаются на контроллере и последнем устройстве на кабеле;
• существует две цепочки устройств, т. е. к контроллеру
подключены два кабеля (например, внутренний и внешний), при
этом все подключенные устройства имеют одинаковую разрядность
шины данных —
8 или 16 бит. В этом случае терминаторы включаются на
крайних устройствах каждого кабеля, на контроллере терминатор
отключен;
• существует две цепочки устройств, т. е. к контроллеру
подключены два кабеля (например, внутренний и внешний, либо
- 509 -
два внутренних — один к 50-контактному разъему, другой — к 68контактному), при этом на одном кабеле "подвешены" 8-битные
устройства, на другом 16-битные. В этом случае терминаторы
включаются на крайних устройствах каждого кабеля, а на
контроллере терминатор включается только для старших 8 бит.
□ Если на контроллере один 68-контактный разъем, то он
обычно допускает подключение и LVD- и SE-устройств, однако
если контроллер двухканальный Ultral60, его разъемы обычно
промаркированы, то к одному подключаются устройства обоих
типов, к другому только LVD.
□ Если совместно с LVD-контроллером используются SEустройства, то особенностей подключения никаких нет.
□ В случае когда LVD-устройство подключается к
контроллеру SE, то надо помнить, что не на всех LVD-устройствах
можно включить терминатор, и если его включение необходимо, то
надо перевести устройство в SE-режим, а если это невозможно, то
использовать внешний терминатор.
□ Если на шине присутствуют различные устройства (и LVD
и SE, причем неважно, контроллер это или жесткий диск), то надо
помнить, что все LVD-устройства при этом будут работать в
режиме SE, при этом максимальная пропускная способность
интерфейса будет ограничена 40 Мбит/с.
□ В случае использования устройств с LVD-интерфейсом,
все отличие заключается в том, что в самих устройствах (кроме
контроллеров) при работе в режиме LVD внутренний терминатор
выключен (а в некоторых устройствах он вовсе отсутствует).
Поэтому на последнем разъеме кабеля присутствует активный
терминатор, обеспечивающий согласование цепи.
Интерфейс SCSI допускает использование соединительных
шлейфов до 12 метров (что значительно больше, чем для
интерфейса IDE). Для подключения устройств SCSI применяются
специальные платы — контроллеры SCSI, которые
устанавливаются в любой слот расширения либо на шине ISA, либо
на шине PCI. К одному такому контроллеру обычно может быть
подключено до 16 устройств (с точки зрения шины SCSI внешние и
внутренние устройства равноправны).
Очень важным моментом считается форматирование вновь
установленного жесткого диска SCSI. Перед использованием диска
на новом контроллере отформатировать его следует именно на нем.
- 510 -
Это связано с тем, что у разных производителей SCSI-контроллеров
используются различные схемы трансляции секторов и при
переносе диск может работать крайне плохо или вообще может
"отказаться" от работы. На практике такие случаи можно сосчитать на пальцах, но ради "светлого будущего" в виде
бесперебойно работающего диска лучше всего предохраниться и
отформатировать его.
Чаще всего рекомендуется загрузочный винчестер подключать
к первому каналу IDE как master-устройство. Если загрузка
осуществляется с SCSI-или IDE-диска, который подключен через
контроллер, выполненный в виде платы расширения, тогда вам
следует запустить программу BIOS Setup и установить загрузку с
SCSI-контроллера, причем, даже если плата является IDEконтроллером, все равно должно стоять это значение параметра.
Дело в том, что таким образом вы активизируете все BIOS,
находящиеся на платах расширения, а они уже самостоятельно
определяют и инициализируют то, что нужно — SCSI- или IDEвинчестеры.
При подключении двух устройств IDE на один канал следует
иметь в виду, что оба устройства будут работать со скоростью,
доступной самому медленному из них. Например, если подключен
жесткий диск Ultra DMA/100 и привод CD-ROM, с поддержкой
режима РЮ4, то и жесткий диск тоже будет работать со скоростью,
доступной стандарту РЮ4. Также происходит при подключении,
например, двух жестких дисков, когда один поддерживает стандарт
Ultra DMA/100, а второй только Ultra DMA/66 — первый будет
работать со скоростью второго, но не выше.
Замена (подключение) флоппи-дисковода
Для подключения флоппи-дисковода к материнской плате
используется 34-проводный плоский кабель. Если в компьютере
установлены два дисковода, оба они подключаются к этому кабелю
через отдельные разъемы. Один вид разъемов имеет меньший
размер и предназначен для подключения дисководов, рассчитанных
на работу с дискетами 3,5". Разъемы второго вида больше по
размерам, они предназначены для подключения дисководов,
рассчитанных на работу с дискетами 5,25", хотя скорее всего вам
такие устройства не встретятся, т. к. они уже устарели.
Обратите внимание, что несколько проводов, на середине
кабеля перекручены. Если подключить дисковод к разъему,
- 511 -
расположенному после этого перекрута (считая от разъема,
подключенного к материнской плате), то он будет определяться как
дисковод А:. Если дисковод подключить к разъему до перекрута, он
будет определяться как дисковод В:. Так что если вам нужно
поменять местами дисководы (А: поменять на В: и наоборот), то
просто поменяйте местами разъемы. Естественно, не забудьте
указать все изменения в параметрах BIOS. На современных
компьютерах, как правило, установлен только один дисковод для
дискет 3,5".
Последовательность действий при удалении флоппидисковода.
□ Освободите доступ к посадочному месту, в котором
установлен дисковод. Для этого можно временно отключить все
соединительные кабели, идущие к жестким дискам и т. п. и ограничивающие доступ к
дисководу. Обязательно отсоедините от дисковода питание и
соединительный кабель, который используется для передачи
данных.
□ Открутите все крепящие дисковод винты, аккуратно
придерживая его от падения внутрь отсека.
□ Обратите внимание, что в компьютерах форм-фактора AT
удалению внутренних устройств, в частности дисковода 3,5" или
жесткого диска, часто сильно мешает кулер, установленный на
центральном процессоре. Возможно придется его снять, пока вы не
установили дисковод, после чего кулер следует вернуть на место.
Последовательность действий при установке флоппидисковода.
□ Освободите доступ к посадочному месту дисковода, убрав
немного в сторону все провода, мешающие его установке. Как уже
отмечалось, в компьютерах форм-фактора AT, возможно,
придется снять кулер с центрального процессора. Временно
отключите все кабели от жестких дисков, находящихся в том же
отсеке.
□ Установите дисковод в отсек и сразу же закрепите его хотя
бы двумя винтами не более 4 мм длиной и с соответствующей
резьбой (как правило, мелкой). А вообще стоит все внутренние
устройства закреплять при помощи четырех винтов: два с левой
стороны и два с правой. Для установки второй пары винтов, скорее
всего, потребуется отвертка с намагниченным лезвием или кусочек
- 512 -
пластилина, который поможет без помощи пальцев подвести винт к
нужному отверстию. Дело в том, что с правой стороны (если
смотреть с лицевой стороны системного блока), как правило,
доступ к винтам ограничен рядом узких отверстий, которые
слишком малы для пальцев взрослого человека.
□ Если для установки дисковода в вашем компьютере
используется специальное отверстие на лицевой панели системного
блока, то обязательно сразу проверьте правильность его установки,
несколько раз вставив и вытащив дискету. Дисковод должен
принимать дискету при небольшом нажатии на нее, в противном
случае слегка открутите все четыре винта и аккуратно поправьте
дисковод.
□ Перед подключением соединительного шлейфа найдите на
нем контакт номер один (обычно этот проводник выкрашен в
отличный от остальных проводников цвет, как правило, в красный).
В первую очередь следует подключить кабель к разъему,
расположенному на материнской плате. Будьте осторожны,
материнская плата установлена на специальных стойках, и
слишком сильное нажатие может вызвать ее прогибание и появление трещин. После этого совместите шлейф с разъемом дисковода
так, чтобы первые контакты совпадали (как правило, окрашенный
проводник должен быть направлен в сторону разъема питания).
Если соединительный кабель подключить к дисководу неправильно (развернув
его на 180°), то при включении питания индикатор обращения к
дисководу будет непрерывно гореть. При длительной работе в
таком режиме могут выйти из строя микросхемы выходного
буфера.
□ При подключении разъема питания обратите внимание на
то, чтобы полозья направляющих на вилке провода питания
совпадали с салазками на разъеме дисковода.
□ Для того чтобы окончательно проверить правильность
подключения дисковода, включите компьютер и отформатируйте
одну или несколько дискет, после чего запишите на них любую
информацию и попробуйте считать обратно.
Замена (подключение) привода CD-ROM
Последовательность подключения нового привода CD-ROM
аналогична действиям с жестким диском, тем более что эти
устройства также могут поддерживать два типа интерфейса — IDE
- 513 -
и SCSI. Единственное отличие: все приводы устанавливаются в
отсек размером 5,25", который, кроме этого, используется только
дисководами с таким же размером или устройств Mobile Rack и т.
п.
Замена (подключение) звуковой платы
Последовательность действий при замене или подключении
звуковой платы.
□ Для подключения звуковой платы лучше всего
воспользоваться тем свободным слотом, который расположен
подальше от других занятых слотов расширения, т. к. это
предоставит более простой доступ к разъемам на задней панели
системного блока. При установке платы следует также учитывать
длину кабеля, при помощи которого к ней подключается привод
CD-ROM.
□ Освободите доступ к одному из свободных разъемов на
материнской плате. Для этого отведите в сторону все мешающие
провода питания, временно отключите соединительные кабели.
□ Совместите плату с разъемом расширения, и осторожно
вставьте ее, не допуская даже малейшего прогиба материнской
платы. Хотя иногда для установки платы в разъем требуется
приложить значительное усилие, что никак не оправдывает
наваливание на нее всем своим весом и т. п. При установке платы
ни в коем случае не раскачивайте ее из стороны в сторону, т. к. это
может повредить разъем.
□ Подтверждением правильной установки платы может стать
визуальная оценка достаточности проникновения контактов платы
в разъем.
□ Включите компьютер и установите драйверы для звуковой
платы, которые могут содержаться на компакт-диске, входящем в
комплект поставки. Для этого вам достаточно вставить диск или
дискету в привод CD-ROM, подождать пока автоматически
запустится программа установки, а затем следовать инструкции
этой программы.
□ Подтверждением правильной установки драйверов обычно
является появление в правом нижнем углу экрана значка в виде
желтого динамика, при однократном нажатии левой кнопки мыши
на нем запускается окно регулятора громкости. Остальные
настройки осуществляются при помощи драйверов.
Замена (подключение) видеоплаты
- 514 -
Последовательность действий при замене или подключении
видеоплаты.
□ Многие производители современных видеоплат
рекомендуют оставлять разъем, соседствующий с видеоплатой, не
занятым, чтобы обеспечить свободный доступ к вентилятору
охлаждения. Тем более что кулеры на некоторых платах все равно
не позволят установить плату расширения в соседний PCI-слот изза своих размеров.
□ Освободите доступ к одному из свободных разъемов на
материнской плате. Для этого отведите в сторону все мешающие
провода питания, временно отключите соединительные кабели.
□ Совместите плату с разъемом расширения, и осторожно
вставьте ее, не допуская даже малейшего прогиба материнской
платы. Хотя иногда для установки платы в разъем требуется
приложить достаточно значительное усилие, что никак не
оправдывает наваливание на нее всем своим весом. При установке
платы ни в коем случае не раскачивайте ее из стороны в сторону, т.
к. это может повредить разъем на материнской плате.
□ Подтверждением правильной установки платы может стать
визуальная оценка достаточности проникновения контактов платы
в разъем. Обратите внимание на то, что слот AGP использует
двухрядный контакт, который требуется подключать особенно
внимательно.
□ Включите компьютер. При запуске операционной системы
автоматически будут установлены стандартные драйверы VGA,
которые позволяют работать с любым монитором с разрешением
640x480 и 16 цветами.
□ Вставьте компакт-диск, на котором содержатся драйверы
для вашей видеоплаты, подождите пока автоматически запустится
программа установки, и следуйте ее инструкциям.
Замена (подключение) модема
Последовательность действий при замене или подключении
модема.
□ Освободите доступ к одному из свободных разъемов на
материнской плате. Для этого отведите в сторону все мешающие
провода питания, временно отключите соединительные кабели.
□ Совместите плату с разъемом расширения, и осторожно
вставьте ее, не допуская даже малейшего прогиба материнской
платы. Хотя иногда для установки платы в разъем требуется
- 515 -
приложить значительное усилие, что никак не оправдывает
чрезмерное "усердие". При установке платы ни в коем случае не
раскачивайте ее из стороны в сторону, т. к. это может повредить
разъем.
□ Подтверждением правильной установки платы может стать
визуальная оценка достаточности проникновения контактов платы
в разъем.
□ Внешний модем, как правило, подключают к
последовательному порту COM2, но это не более чем традиция,
оставшаяся с тех времен, когда первый порт (С0М1) обязательно
занимала мышь. Сегодня большее распространение получили
мыши для PS/2 или USB-портов, поэтому модем можно подключать
к любому из последовательных портов.
□ Включите компьютер и установите драйверы для вашей
модели модема. Самой интересной особенностью является то, что
для остальных устройств вы можете найти столь необходимый
драйвер в Интернете, тогда как в случае с модемом вам придется
искать драйвер на компакт-дисках.
□ Если модем устанавливается в разъем CNR или AMR, то
будьте готовы к плохой связи с провайдером, т. к. такие модемы
крайне редко адаптируют к российским телефонным линиям.
Замена (подключение) тюнера
Последовательность действий при замене или подключении
тюнера.
□ Освободите доступ к одному из свободных разъемов на
материнской плате. Для этого отведите в сторону все мешающие
провода питания, временно отключите соединительные кабели.
□ Совместите плату с разъемом расширения, и осторожно
вставьте ее, не допуская даже малейшего прогиба материнской
платы. Хотя иногда для установки платы в разъем требуется
приложить значительное усилие. При установке платы ни в коем
случае не раскачивайте ее из стороны в сторону, т. к. это может
повредить разъем.
□ Подтверждением правильной установки платы может стать
визуальная оценка достаточности проникновения контактов платы
в разъем.
□ Включите компьютер и установите драйверы для вашей
модели тюнера. Также обратите внимание, что:
• во-первых, к установленной плате тюнера подключается
- 516 -
телевизионная антенна, которая может использоваться также и для
приема радиопередач. Разъем для ее подключения такой же, как на
любом телевизоре. Можно использовать общую с телевизором, для
чего антенну подсоединяют к специальному "крабу", после чего
уже к разъемам разветвителя подключают телевизор и тюнер;
• во-вторых, при помощи короткого проводника
подсоединяете тюнер к линейному входу звуковой платы, чтобы
можно было слушать текст телепередач в колонках, подключенных
к звуковой плате. На обоих концах такого кабеля обычно имеются
стандартные разъемы Stereo Audio;
• в-третьих, практически каждый тюнер оснащается пультом
дистанционного управления, который имеет два варианта
подключения: сзади, где вы подсоединяли антенну, или же изнутри
на самой плате расширения. Во втором случае обычно имеется
возможность вывода приемника на лицевую панель системного
блока. Внешний вид разъема, предназначенного для подключения
пульта дистанционного управления (ПДУ), похож на разъем порта
PS/2;
Обратите внимание на то, что иногда комбинированные FM +
TV-тюнеры оснащаются отдельной антенной для приема
радиостанций, которая выглядит как тоненький провод,
подключаемый к небольшому разъему, похожему на
телевизионный.
Замена (подключение) принтера
Последовательность действий при замене или подключении
принтера.
□ Освободите доступ к задней панели системного блока,
чтобы можно было легко отсоединить прежний принтер и затем
подключить новый. При возможности организуйте хорошее
освещение, для чего можно использовать настольную лампу или
даже фонарик. Это позволит вам без проблем правильно
позиционировать разъем принтера. Если вы решитесь подключать
разъем "вслепую", то можете погнуть некоторые штырьки, что
соответственно выведет из строя данный разъем.
□ При подключении нового принтера при помощи старого
кабеля помните, что он при этом может некорректно работать. Дело
в том, что все старые принтеры не нуждались в активном
"общении" с компьютером, они подавали всего два-три простейших
сигнала, таких как "Готов к работе" и "Кончилась бумага". Почти
- 517 -
все современные принтеры передают компьютеру большое
количество разной информации, поэтому для них
нужен кабель, поддерживающий двунаправленную передачу
данных. Сегодня других просто не продается, поэтому вам
достаточно сходить в магазин и купить стандартный принтерный
кабель.
□ После подключения соединительного кабеля к разъему LPT
на системном блоке обязательно закрутите страховочные винты.
□ Включите компьютер и установите драйверы для вашей
модели принтера. Сразу же после установки всех необходимых
драйверов и обслуживающих программ дайте команду выдать на
печать тестовую страницу, что позволит убедиться в том, что
принтер подключен правильно.
Замена (подключение) сканера
Для подключения сканера могут использоваться три типа
интерфейса — USB, LPT и SCSI, что может внести некоторую
путаницу.
□ Проще всего, если сканер имеет интерфейс USB, который
поддерживает "горячее подключение". При этом достаточно
воткнуть разъем сканера в соответствующий разъем системного
блока, после чего система Plug-and-Play автоматически сразу же
предложит вам установить драйверы для вашего сканера. В
большинстве случаев вам стоит отменить установку драйверов и
сделать этого немного по-другому. Например, можно установить
компакт-диск, на котором содержатся драйверы сканера, в привод
CD-ROM, после чего автоматически запустится программа установки, которая сама скопирует все необходимые файлы (помимо
драйверов еще и программы для работы со сканером). Стоит
отметить, что полноценная поддержка шины USB со стороны
Windows появилась только в версии Windows 98, причем
действительно нормальная поддержка имеется только в
операционных системах Windows 98 SE и старше.
□ Если сканер подключается к параллельному порту LPT, то
следует иметь в виду, что такой сканер ни в коем случае нельзя
подключать или отключать при включенном питании компьютера,
особенно во время работы сканера. Именно поэтому разъем
крепится с помощью специальных крепежных винтов с длинными
пластмассовыми ручками, которые препятствуют случайному
отключению. После того как сканер подключен, и операционная
- 518 -
система загружена, установите в привод компакт-диск, на котором
содержатся драйверы сканера. Программа установки, которая
автоматически запустится при этом, самостоятельно установит все
необходимые драйверы, а также служебные программы для работы
со сканером.
□ При подключении сканера к SCSI-контроллеру обратите
внимание на то, что сначала следует установить саму плату
контроллера и драйвера к ней, а уже затем подключать сканер и
устанавливать драйверы для него.
ГЛАВА 24
Настройка компьютера
Настройка BIOS
Начинать настройку компьютера после установки нового
оборудования следует с запуска программы BIOS Setup, которая
позволяет настроить большое количество разных параметров,
влияющих на функционирование всего компьютера. При помощи
этих параметров можно устранить большую часть проблем,
вызывающих зависания или неправильную работу устройств, хотя
можно сделать и наоборот: привести ПК в полностью нерабочее
состояние.
Программа BIOS Setup физически находится в микросхеме
BIOS, которая установлена на материнской плате и помимо этого
содержит в себе программы для тестирования всех устройств после
каждого включения компьютера. Это позволяет обезопасить
пользователя от потери данных из-за неправильной работы памяти
или же винчестера. Таким образом, наличие программного
обеспечения, которое нормально работает независимо от
операционной системы и даже при полном отсутствии дисков в
системе, позволяет очень просто восстановить верные установки
при некорректной работе некоторых устройств.
В различных версиях BIOS программа BIOS Setup может
внешне отличаться, но она всегда представляет собой систему
меню, которые сгруппированы по своему предназначению.
Например, параметры для работы с жестким диском находятся в
отдельном разделе, так же как и параметры для работы с
периферией (например, принтер или мышь). Единственное, что
может ограничить пользователя в настройке, так это наличие или
отсутствие каких-либо параметров. Например, BIOS с торговой
маркой AWARD сегодня предоставляет наибольшее количество
- 519 -
опций, чем AMI. Дело в том, что новые версии AWARD BIOS 6.x
включили в себя все хорошие черты как от старых версий AWARD
BIOS, так и все хорошие черты Phoenix BIOS (компания Phoenix приобрела компанию Award и теперь
использует ее торговую марку как более "раскрученную").
Программа установки параметров BIOS Setup недоступна
пользователю во время работы компьютера. Это сделано
специально для того, чтобы уберечь компьютер от "шаловливых"
рук начинающих пользователей, которые не слишком еще
понимают, что делают. Практика показывает, что почти все, кто
решился на покупку домашнего компьютера, имеют поверхностные
знания о том, как нужно на нем работать. И, тем более, как можно
настроить операционную систему или какую-нибудь программу. В
лучшем случае на дом будет вызван "дядя-мастер", который все и
настроит. В большинстве же случаев начинается блуждание по
различным меню, заканчивающееся включением всех возможных
режимов (энергосбережения, паролей и пр.), удалением всех
"лишних" разделов в реестре Windows и в результате полной
неспособностью компьютера к загрузке, хотя бы в безопасном
режиме. Представляете, что будет с компьютером после
вмешательства такого "специалиста" в установки BIOS Setup? В
лучшем случае компьютер зависнет в начале загрузки с
предупреждением об ошибках в памяти. Современные программы
BIOS Setup предоставляют возможность изменения частоты системной шины в широких пределах. А как привлекает возможность
увеличения частоты процессора, например, 833 МГц вместо 366
МГц! Тем более это становится привлекательным с появлением на
рынке процессоров с тактовой частотой более 1 ГГц. Начинающий
пользователь, скорее всего, не обратит внимания на то, что с
частотой процессора возрастает и частота работы системной шины,
а значит, и работы всех плат расширения. Во-первых, сам
процессор может не выдержать такой нагрузки, он просто откажется запускаться и придется аппаратно "обнулять" содержимое
CMOS-памяти. Во-вторых, если установленная повышенная
частота позволяет процессору запуститься, то недостаток системы
охлаждения может привести к тому, что процессор после работы в
течение некоторого времени в нештатном режиме будет "виснуть",
потом даже при стандартной рабочей частоте, и хуже того, может
"неожиданно" выйти из строя.
- 520 -
По этой причине вход в программу установки параметров
возможен только при включении или перезагрузке компьютера (с
помощью нажатия комбинации клавиш <Ctrl>+<Alt>+<Del> или
кнопки Reset на системном блоке) и после инициализации всех
устройств и прохождения загрузочных тестов. В наиболее
распространенном варианте для удобства пользователя в момент,
когда возможен вход в программу, внизу экрана на некоторое время
появляется надпись "Press Del to enter Setup" (Нажмите клавишу
<Del> для входа в программу Setup). При нажатии клавиши
<Delete> (или <Del> на дополнительной, цифровой клавиатуре)
происходит запуск оболочки программы BIOS Setup, с помощью
которой в дальнейшем вы будете устанавливать параметры. При
нажатии клавиши <Del> на цифровой клавиатуре
проследите за индикатором Num Lock — он должен быть
выключен. Если нет, то предварительно нажмите клавишу <Num
Lock>.
Что делать, если при загрузке компьютера не появляется
надпись, подсказывающая способ входа в программу установки?
Возможно несколько вариантов:
□ Некоторые версии BIOS позволяют отключить подсказку
внизу экрана, такой способ применяется для защиты программы
установки от несанкционированного доступа, правда,
срабатывает такая защита довольно редко, т. к. начинающий
пользователь крайне любопытен. В этом случае необходимо нажать
и удерживать клавишу <Delete> после прохождения теста памяти
(на быстрых машинах — с частотой процессора выше 600— 700
МГц — клавишу лучше нажимать сразу после включения
компьютера). Возможно, системный динамик начнет издавать
звуки в такт нажатию клавиши, что говорит о переполнении буфера
клавиатуры. Не стоит этого пугаться — ничего страшного не
случится. После того, как будет запушена программа установки,
проблема исчезнет, т. к. буфер клавиатуры будет очищен.
□ Способ входа в программу установки может отличаться от
вышеописанного. Например, компьютеры фирмы Compaq и
некоторые ноутбуки запускают программу установки BIOS Setup
после кратковременного нажатия комбинации клавиш
<Ctrl>+<Alt>+<Del> в момент окончания тестирования системы.
Это крайне неудобно, т. к. довольно сложно уловить момент
нажатия, и приходится несколько раз перезагружаться, прежде чем
- 521 -
вы достигнете успеха в своем "нелегком" мероприятии. Можно попробовать также и другие комбинации клавиш: <Ctrl>+<Esc>,
<Ctrl>+ +<Alt>+<Esc>, <Ctrl>+<Alt>+<S>, просто клавиша
<Esc>. Некоторые производители выбирают и вовсе оригинальный
способ входа — например, клавишу <F1>, <F2> или <F10>.
В случае, когда вышеуказанные способы не помогают
определить способ входа в программу установки, придется
прибегать к "хитростям". Для начала перед включением
компьютера нажмите какую-нибудь клавишу, например, пробел и
после включения продолжайте ее удерживать. Программа тестирования определит неполадку с клавиатурой и, скорее всего,
предложит войти в программу установки (с выводом на экран
монитора подсказки, как это сделать). Если попытка закончилась
неудачей, придется вскрывать системный блок и временно
отключать какой-нибудь из дисководов (можно даже отключить
жесткий диск). При попытке обратиться к этому диску BIOS выдаст
сообщение об ошибке с предложением войти в программу
установки и определить верные параметры подключенных
дисководов (жестких дисков). Этот вариант применим лишь в
случае, когда на компьютер не установлена гарантия фирмыпродавца, и пользователь имеет навыки подключения соединительных шлейфов.
Основные разделы программы BIOS Setup
Производители BIOS, как правило, придерживаются единой
структуры разделов программы установки. Но время от времени
вносятся значительные изменения, что несколько смущает
неопытного пользователя. В основном же различия наблюдаются в
добавлении новых параметров, позволяющих максимально
использовать появившиеся возможности материнской платы, и
исчезновении старых, которые исчерпали свою необходимость. Для
начала вам будет достаточно изучить руководство для пользователя
используемой материнской платы, где весьма подробно
описываются все пункты программы.
Наиболее распространены сегодня версии AWARD BIOS 6.x,
которые представляют собой смесь привычной для всех AWARD
BIOS 5.x с менее известной Phoenix BIOS. В первую очередь, это
заметно по наличию вложенных меню, которые позволяют еще
лучше разделить все параметры по отдельным группам. Так,
например, при входе в раздел настройки материнской платы можно
- 522 -
увидеть несколько отдельных меню, содержащих параметры для
настройки контроллера оперативной памяти, IDE-контроллера и
других интегрированных в плату устройств.
Сегодня наиболее распространена AWARD BIOS v6.0. Чаще
всего встречаются вот такие разделы и пункты программы BIOS
Setup.
□ Standard CMOS Setup
Так называемые стандартные настройки компьютера.
Параметры этого раздела позволяют задавать базовую системную
информацию для некоторых аппаратных средств (таких как
жесткие диски, дисководы), а также устанавливать системные дату
и время. Здесь же находится информационное окно, отражающее
количество установленной в компьютере памяти. Если BIOS стоит
в работавшей ранее системе, то параметры этого раздела, скорее
всего, больше вам не понадобятся. Однако при разрядке
аккумулятора, питающего микросхему CMOS-памяти, или при
ином сбое, который привел к потере информации, наверняка
придется повторно установить все нужные конфигурационные
значения. Необходимость этого может также возникнуть при
изменении аппаратной конфигурации. В более поздних версиях
этот раздел переименован. Он получил название Main и содержит
еще несколько дополнительных параметров. Например, пункты
установки пароля на вход в программу установки и на загрузку
системы.
□ BIOS Features Setup
Параметры раздела позволяют определить режимы работы
системы. В них входят: процесс первоначального тестирования,
порядок загрузки системы (порядок опроса устройств на наличие
загрузочной записи), режимы
работы клавиатуры и манипулятора "мышь", работа кэшпамяти и многое другое. В более поздних версиях получил
название Boot.
□ Chipset Features Setup
Опции данного раздела позволяют настраивать работу чипсета
материнской платы. Используя эти параметры, можно значительно
повлиять на производительность компьютера. Большинство
значений раздела устанавливают скорость работы компонентов
конфигурации относительно частоты работы материнской платы
(для процессора это внешняя частота). Может иметь название
- 523 -
Advanced Chipset Setup или просто Advanced.
D Power Management Setup
Параметры, определяющие режимы управления
электропитанием и режимы энергосбережения. Позволяют
определить условия переключения компьютера в "спящий" режим и
условия для выхода из него. Может иметь название Power.
□ PnP/PCI Configuration
Раздел содержит установки, позволяющие настроить тонкости
распределения ресурсов компьютера между платами расширения
(прерывания, каналы DMA, порты ввода/вывода).
□ Load BIOS Defaults
Можно перевести как "загрузка параметров BIOS по
умолчанию". Выбор этого пункта программы установки позволяет
загрузить самые безопасные значения всех параметров BIOS в
случае появления признаков нестабильной работы компьютера.
Например, вследствие изменения некоторых настроек,
управляющих работой памяти или чипсета. В этом случае не всегда
однозначно можно определить настоящую причину нестабильной
работы. Такой вариант предпочтителен, когда "блуждание" по
разделам программы установки привело к зависанию компьютера
при последующей загрузке. Параметры "по умолчанию"
записываются в специальную неперезаписываемую область BIOS
на заводе-изготовителе материнской платы и имеют значения,
наиболее безопасные для конкретной модели платы. Это
максимальные значения задержки, отключение кэширования и
"затенения" памяти, перевод частоты системной шины в штатный
режим и т. п. Может иметь название Restore BIOS Defaults, Load
Fail Safe.
□ Load Setup Defaults
Установка значений указанного раздела в принятые заводомизготовителем как наиболее оптимальные. Для выбора раздела
достаточно установить на него курсор и нажать клавишу <Enter>.
Загружаемые установки переводят значения параметров BIOS в
наиболее стабильный режим работы, но далеко не самый
оптимальный. Однако в этом случае увеличивается вероятность нормального запуска компьютера и
возможность его дальнейшей настройки. Пункт может иметь и
другие названия: Original, Auto Configuration With Power-On
Default, Load Performance Defaults.
- 524 -
□ Load Turbo Defaults
Пункт позволяет загрузить оптимизированные значения для
большинства параметров BIOS, т. е. значения, позволяющие
максимально полно использовать возможности имеющегося
аппаратного обеспечения. Например, устанавливается максимально
поддерживаемая частота системной шины, минимальные значения
задержки при работе с оперативной памятью и т. д.
□ Integrated Peripherals
Раздел содержит параметры, определяющие режимы работы
встроенных контроллеров. В некоторых версиях BIOS этот раздел
отсутствует, но имеющиеся в нем параметры обязательно есть в
каком-нибудь другом разделе.
□ Password Setting
Пункт позволяет установить пароль как на вход в программу
установки, так и на загрузку компьютера. Может иметь название
User Password, Supervisor Password, Change Password.
□ Hard Disk Utility
Из названия понятно, что раздел содержит программы для
работы с жесткими дисками. Как правило, это программы для
низкоуровневого форматирования дисков, не относящихся к
интерфейсу SCSI. В дальнейших версиях BIOS этот пункт был
переименован в HDD Low Format. Используется, когда другие
средства восстановления работоспособности не дают эффекта. Для
современных дисков эту процедуру лучше всего не применять, т. к.
есть вероятность повреждения так называемых сервисных меток,
которые необходимы для правильной работы диска, поэтому в
современных версиях BIOS этот пункт, как правило, отсутствует.
О HDD Auto Detection
Пункт предназначен для автоматического определения
физических характеристик установленных в компьютере жестких
дисков стандарта IDE. Не рекомендуется использовать его для
жестких дисков меньше 500 Мбайт, т. к. автоматическое
определение для них иногда работает некорректно. Для установки
параметров лучше ввести их вручную (все необходимые цифры вы
наверняка найдете где-нибудь на наклейке в верхней части диска).
Наиболее современные версии BIOS, хотя и содержат этот пункт,
при каждой загрузке компьютера автоматически обновляют
информацию о подключенных устройствах, что вполне позволяет
отказаться от использования этой функции.
- 525 -
□ Save And Exit Setup
Нажатие клавиши <Enter> на этом пункте позволяет
сохранить все внесенные изменения и выйти из программы. Для
принятия всех установок производится полная перезагрузка
системы. Пункт может иметь название Write To CMOS And Exit.
□ Exit Without Saving
Выход из программы установки без сохранения внесенных
изменений. Применяется, когда после изменения значений
некоторых параметров вы решили оставить их начальные значения
и не хотите вручную их восстанавливать. Того же эффекта можно
добиться перезагрузкой компьютера комбинацией клавиш
<Ctrl>+<Alt>+<Del>. Пункт может иметь название Do Not Write To
CMOS And Exit.
□ Save EEPROM Defaults
Сохранение содержимого CMOS-памяти в микросхеме
электрически перепрограммируемой постоянной памяти, которая
представляет собой дубликат основной микросхемы BIOS, скорее
всего, выполненной по технологии Flash-памяти. Позволяет создать
резервную копию, с помощью которой впоследствии можно быстро
восстановить значения всех параметров. Пункт содержится в BIOS
тех компьютеров, в которых имеется две микросхемы с кодом
BIOS: одна из них используется как основная (рабочая), а вторая
как резервная. Фактически эта одна из разновидностей технологии
Dual BIOS.
□ Load EEPROM Defaults
Загрузка содержимого CMOS из микросхемы постоянной
памяти, дублирующей основную микросхему BIOS в случае ее
повреждения при неудачной модернизации или других аварийных
ситуациях. Предварительно необходимо создать резервную копию
с помощью команды, описанной выше.
Универсальные пароли BIOS
Практически все версии BIOS позволяют установить
парольную защиту на программу настройки параметров BIOS
Setup. В большинстве случаев это может распространяться и на
загрузку всей системы. Это удобно, когда возникает необходимость
в защите компьютера от несанкционированного доступа, но
остается проблема забывчивости пользователя. Типичная ситуация:
приходит человек в понедельник на работу, включает компьютер
и... вспоминает, что в пятницу установил на загрузку системы
- 526 -
пароль (от любопытных коллег). Что делать?
Знатоки компьютерного дела скажут: "Нет ничего проще!
Вскрываем системный блок, переставляем специальную перемычку
и все. Все установки
приняли значения по умолчанию". А что делать, если
компьютер новый, и на него установлена гарантия фирмыпродавца? Ведь при вскрытии системного блока можно забыть о
гарантийных обязательствах. Так как же быть? В первую очередь
необходимо изучить документацию к вашей материнской плате, где
наверняка можно найти подробную информацию о сбросе установок в изначальные, принятые по умолчанию заводомизготовителем платы. В более новых версиях BIOS (для AWARD
BIOS версии 4.5 и выше) возможны варианты "обнуления"
параметров с помощью удерживания определенной клавиши при
включении компьютера. Наиболее часто встречается вариант с
клавишей <Ins>. Эту клавишу нужно нажать до включения питания
и продолжать удерживать ее до начала загрузки компьютера. В
результате, параметры примут начальные значения (такие же
значения параметров будут загружены при выборе пункта Load
BIOS Defaults программы установки BIOS Setup).
Вам помогут имеющиеся в каждой из версий "лазейки" в виде
универсальных паролей, действующих независимо от установок
пользователя. Зачем это нужно производителям? Для различных
служб, частью профессии которых является доступ к чужой
информации, разработчики BIOS создают специальные
универсальные пароли. Достаточно знать производителя и версию
BIOS, чтобы можно было войти в программу установки и изменить
параметры по своему усмотрению. Но есть одна проблема:
отсутствие монополии на производство BIOS и значительное
количество используемых версий приводит к появлению для
каждой из версий универсальных паролей, отличных друг от друга.
Ниже приведен набор универсальных паролей для наиболее
распространенных версий BIOS (при наборе пароля необходимо
соблюдать нужный регистр). Наличие большого количества
различных паролей объясняется тем, что в микросхеме BIOS
хранится не сам пароль, а два самых младших бита контрольной
суммы. Поэтому достаточно подобрать буквосочетание с такими же
битами в контрольной сумме.
AWARD BIOS
- 527 -
□ Версия 2.50:
AWARD_SW, j262, TTPTHA, 01322222, KDD, ZBAAACA,
aPAf, lkwpeter, t0ch88, t0ch20x, h6BB, j09F, TzqF.
□ Версия 2.51:
AWARD_WG, j256, BIOSTAR, HLT, ZAAADA, Syxz, ?award,
256256, alfarome, SWITCHES_SW, Sxyz, SZYX, t0ch20x.
□ Версия 2.51G:
g6PJ, j322, ZJAAADC, Wodj, bios*, biosstar, h6BB, HELGA-S,
HEWITT RAND, HLT, t0ch88, zjaaadc.
□ Версия 2.51U:
lEAAh, condo, biostar, CONDO, CONCAT, djonet, efmukl, g6PJ,
j09F, j64, zbaaaca.
□ Версия 4.5х (для всех подверсий пароли одинаковы):
AWARD_SW, AWARD_PW, 589589, PASSWORD, SKYFOX,
AWARD SW, award.sw, AWARD?SW, award_?, award_pc,
ZAAADA.
□ Версия 6.0:
AWARD_SW, lkwpeter, Wodj, aPAf, j262, Syxz, ZJAADC, J322,
?award, TTPTHA, KDD, HLT, шесть пробелов, девять пробелов,
01322222, ZAAADA.
К сожалению, для версий выше 4.51PG указанные
универсальные пароли уже не подходят, и вам придется
воспользоваться другими методами.
AMI BIOS
AMI, SER, A.M.I., AMI!SW, AMIPSWD, BIOSPASS, aammii,
AMI.KEY, amipswd, CMOSPWD, ami.kez, AMI?SW, helgaЯs,
HEWITT RAND, ami, AMISETUP, bios310, KILLCMOS, amiami,
AMI~, amidecod.
При включении можно удерживать комбинацию клавиш
<Ctrl>+<Alt>+ +<Del>+<Ins> или просто клавишу <Ins>, в
результате чего после аппаратного сброса и установок значений по
умолчанию функции универсального пароля будет нести пароль
AMI_SW.
Настройка операционной системы
Перед тем как начинать модернизацию, вспомните, как
функционирует компьютер. Для его работы требуется два вида
обеспечения: аппаратное и программное. Установив новую плату,
вы снабдите компьютер аппаратным обеспечением. Следующим
шагом должна быть установка программного обеспечения —
- 528 -
драйверов. Без них операционная система, которая управляет всеми
процессами, не только не сможет работать с новым "железом", но и
вообще определить, к какому типу оно принадлежит. Система Plugand-Play, конечно, определит, что конфигурация системы
изменилась, но лучшее, что она вам предложит, так это найти
каталог на диске, в котором расположены драйверы для этого
устройства. Все это говорит о том, что вы должны четко
представлять себе, какое же устройство было подключено и к какой
серии или модели оно принадлежит. Дело упрощается, если в комплекте с устройством имеется компакт-диск с набором драйверов,
но иногда этот диск оказывается сборником драйверов, например,
для модемов Rockwell всех моделей. В этом случае вам придется
потрудиться...
Настройка операционной системы, как мы уже выяснили,
сводится к установке всех необходимых драйверов тех устройств,
которые вы подключили.
Драйвер нужен для того, чтобы операционная система могла
учитывать особенности установленного компонента, например,
какие-нибудь дополнительные функции, которые в стандартном
аналоге этого устройства не поставляются. Яркий пример —
голосовой факс-модем, который для реализации речевых функций,
а также функций по отправке или приемке факсов требует
установки соответствующих драйверов. Если для такого модема установить стандартные драйверы, тогда все эти функции будут
недоступны, тогда как основные функции (соединение с другим
компьютером, доступ в сеть Интернет) будут нормально работать.
Практически все современные компоненты ПК поддерживают
систему Plug-and-Play, которая, как известно, самостоятельно
может установить необходимые драйверы. Но это, к сожалению, не
совсем так. Действительным является лишь то, что автоматика на
самом деле самостоятельно обнаруживает любое новое устройство,
но установить драйвер вам придется самим. Для этого обязательно
потребуется знать, где этот драйвер располагается, что иногда
бывает весьма затруднительно. Дело упрощается, если в комплекте
с устройством имеется компакт-диск, на котором обычно есть все
необходимые программы. Вам достаточно установить такой диск в
привод CD-ROM и подождать, когда запустится программа,
которая почти самостоятельно установит все необходимые
драйверы, а также служебные программы.
- 529 -
На практике может встретиться несколько вариантов
установки драйверов.
□ После установки нового устройства и запуска Windows
система Plug-and-Play предлагает вам указать путь к драйверу
устройства. Нажмите кнопку Отмена, что вызовет продолжение
загрузки операционной системы. Вставьте компакт-диск в
подключенный привод CD-ROM и дождитесь запуска программы
установки. Если программа не запускается, то откройте Проводник
и найдите в корне компакт-диска файл AUTORUN.INF. Двойным
щелчком левой кнопки мыши запустите его и прочитайте в открывшемся окне имя запускаемой программы. Закройте окно и тем
же способом запустите программу установки (чаще всего она имеет
название SETUP.EXE). Следуйте инструкции программы
установки, она последовательно предложит вам выбрать
программные компоненты, путь для установки и т. п. Если вы не
уверены в том, что следует устанавливать, а что нет, помечайте все
файлы. Ничего страшного при этом не произойдет, т. к. все они
могут потребоваться вам при работе с устройством. Впоследствии
любую из программ можно удалить за ненадобностью.
□ После установки нового устройства и запуска Windows
система Plug-and-Play предлагает вам указать путь к драйверу
устройства. При этом компакт-диска у вас нет, и вы не знаете,
откуда взять драйверы для него. Нажмите кнопку Отмена, что
вызовет продолжение загрузки операционной системы. Запустите
Проводник и внимательно осмотрите содержимое всех жестких
дисков. Иногда на одном из них может содержаться
папка с названием INS или Distrib (или что-то похожее), в них
обычно хранятся дистрибутивы некоторых программ, а также
драйверы для всех устройств. Недостаток такого способа: при
указании папки на винчестере, как правило, устанавливается
минимум программного обеспечения, чего может быть
недостаточно для полноценной работы с устройством. Так делают
опытные пользователи, которые для работы с устройством
используют не те программы, которые устанавливаются с компактдиска производителя, а совершенно другие, более удобные
(например, с поддержкой русского языка).
Как только вы нашли папку, например, с названием, похожим
на название вашего устройства, или же с названием, похожим на
Win9x, Win2000 и т. д. (в зависимости от используемой версии
- 530 -
Windows), перезагрузите компьютер. При запросе расположения
драйвера укажите эту папку. Если там на самом деле содержатся
необходимые драйверы, то Windows установит их и устройство
будет доступно для использования. Если в указанной папке
содержатся драйверы, например, для другого устройства или же
для другой модели аналогичного устройства, тогда ничего не получится, придется заниматься поисками драйвера. В этом вам
поможет документация на устройство или, например, коробка, на
которой может быть написано название модели. Найти практически
любые драйверы можно в Интернете.
□ После установки нового устройства и запуска Windows
ничего не происходит, т. е. система Plug-and-Play не "увидела"
никаких изменений в конфигурации. Не надо паниковать, такое
бывает сплошь и рядом. Запустите Панель управления, после чего
дважды щелкните левой кнопкой мыши на системной папке
Установка оборудования. В результате чего откроется одноименное
диалоговое окно Установка оборудования (рис. 24.1). Нажатием
кнопки Далее вы вручную активизируете систему Plug-and-Play,
которая предложит вам провести автоматический поиск установленных устройств, которые не поддерживают этот стандарт, или
выбрать устройство из списка.
Если вы не уверены, что знаете название модели
установленного устройства (модем, звуковая плата и т. п.), тогда
вам стоит согласиться на автоматический поиск, при котором,
скорее всего, будет определено название модели установленного
устройства, что поможет вам при поиске драйвера.
Если вы знаете, какая модель устройства установлена и где
расположены драйверы, тогда стоит предпочесть самостоятельный
выбор из списка (рис. 24.2). После выбора типа устройства
(например, принтера) вам будет предложено выбрать драйвер из
базы операционной системы или установить драйвер с любого
другого диска. При этом будет доступна кнопка Обзор, при помощи
которой вы можете, например, выбрать папку на винчестере или на
компакт-диске.
Второй вариант (самостоятельный выбор модели устройства)
может пригодиться в том случае, когда система Plug-and-Play
неправильно определяет название модели или вообще не может
определить устройство.
- 531 -
Рис. 24.1. Диалоговое окно Установка оборудования мастера
оборудования
Рис. 24.2. В списке Типы устройств вы можете выбрать
соответствующий тип для установленного устройства
Переустановка операционной системы
Переустановка операционной системы может потребоваться в
тех случаях, когда системные файлы оказались безнадежно
повреждены в результате, например, воздействия вирусов или
некорректно работающей программы
проверки диска, что, к сожалению, встречается довольно
часто, особенно при сбоях в оперативной памяти.
Переустановка Windows отличается от обычной установки
тем, что новые системные файлы копируются в папку с
поврежденной операционной системой. При этом все программы,
установленные до этого, сохраняются.
Последовательность переустановки Windows может быть
следующей:
1. Загрузитесь с загрузочной дискеты или компакт-диска.
2. Запустите программу SETUPCOR.EXE из дистрибутива
операционной системы. Обратите внимание, что при установке
- 532 -
Windows поверх старой копии лучше всего пользоваться именно
этим файлом, а не SETUP.EXE.
3. Если вы хотите, таким образом, избавиться от ошибок в
системном реестре, то вам лучше всего установить операционную
систему в новую папку ("начисто"), причем все установленные до
этого драйверы и программы придется установить заново. Дело в
том, что при переустановке Windows можно восстановить только
исполняемые файлы и файлы инициализации устройств (драйверы),
а системный реестр останется практически нетронутым, т. е. все
неправильные ключи реестра останутся на прежнем месте.
4. При установке операционной системы в новую папку
можно предварительно переименовать старые папки Windows и
Program Files, например, в W и Р, т. к. это поможет впоследствии
вернуть некоторые настройки программ и "сохраненки" в играх.
Стоит отметить, что на жестком диске при этом должно быть
достаточно места не только для размещения новых системных
файлов, но и место для любых временных файлов, постоянно
создаваемых во время установки.
Программы настройки операционной системы
Операционная система Windows независимо от версии может
быть установлена на любом современном компьютере, несмотря на
все их различия в конфигурации, а также в работе отдельных
компонентов. Для того чтобы операционная система работала без
сбоев на любом ПК, все настройки (для работы с памятью, жестким
диском и т. п.) устанавливаются в некоторое среднее значение,
безопасное для стабильности работы в любой ситуации. А
безопасные установки, как всем известно, никак нельзя назвать
самыми быстрыми, из-за чего даже достаточно быстрые
компьютеры работают не на полную мощность. Например,
полноэкранные видеофильмы прекрасно работают на компьютере
конфигурации Celeron 433/Video 8Мбайт /RAM 128Мбайт, тогда
как они же не хотят плавно воспроизводиться на компьютере
конфигурации Pentium III 600/Video 32 Мбайт, RAM 256 Мбайт.
Дело в том, что операционная система первого ПК специально
оптимизирована, в то время как для второго сохранены
стандартные настройки для Windows.
Частично настройку операционной системы можно
произвести при помощи пунктов Панели управления, но они
предоставляют слишком мало возможностей по тонкой настройке,
- 533 -
например, работы с жестким диском.
Существует великое множество разнообразных программ для
настройки или, как еще говорят, для "твикинга" (от англ. Tweak).
Некоторые версии этих программ работают только с
определенными версиями Windows, например, только Windows 9x
или только Windows NT, а некоторые являются универсальными,
правда, обычно последние предоставляют меньше возможностей по
тонкой настройке, чем первые.
Рассмотрим только одну программу, которая предлагает
достаточно большое количество настроек, но в то же время
практически не дает шансов для того, чтобы система пришла "в
упадок", что иногда возможно при неосмотрительном
использовании некоторых опций. Называется эта программа Редактор настроек Windows (WinService) (рис. 24.3).
Рис. 24.3. Внешний вид программы Редактор настроек
Windows
Все настройки, которые способны изменять эта программа,
разделены на отдельные разделы (папки), в которых в свою очередь
также осуществлено разделение на пункты. Все подобные
программы имеют один принцип работы: они вносят изменения в
реестр операционной системы, пользователю вполне достаточно
установить или сбросить тот или иной флажок (галочку
возле необходимой ему опции) или поменять число в окне, а
программа уже сама запишет новые результаты в системные
файлы.
Рассмотрим основные возможности программы.
□ Параметры раздела Старт Windows позволяют:
- 534 -
• изменить заставку при старте и завершении работы
компьютера;
• внести изменения в файл MSDOS.SYS;
• изменить имя пользователя;
• удалить из автозагрузки ненужные программы;
• запускать при каждом старте Windows окно с любым
сообщением. □ Параметры раздела Графическая среда позволяют:
• настроить отображение ярлыков, рабочего стола;
• скрыть или добавить отдельные пункты меню Пуск;
• настроить параметры отображения информации в
Проводнике и т. п.
□ Параметры раздела Система имеет три раздела: Настройка,
Оптимизация работы и Устранение ошибок, которые позволяют:
• настроить параметры файла подкачки, работу с памятью,
мышью, модемом, сетью;
• оптимизировать работу файловой системы, кэширования и
работу в Интернете;
• настроить параметры системы обхода ошибок
операционной системы.
□ Параметры раздела Файлы и каталоги позволяют:
• изменить каталог размещения системных файлов;
• настроить ассоциации файлов и расширения;
• изменить используемые ярлыками пиктограммы.
□ Параметры раздела Программы позволяют:
• указать месторасположение дистрибутива операционной
системы;
• удалить любую программу, включая те из них, которые не
отображаются в Панели управления.
□ Параметры раздела Настройки Windows позволяют:
• настроить звуковое сопровождение происходящих
событий;
• изменить регистрационные данные.
□ Стоящий отдельно пункт Безопасность позволяет
установить такие параметры, как отключение сохранения настроек
рабочего стола, запрет запуска указанных программ или, наоборот,
разрешение на запуск указанных программ с запретом на все
остальные и т. п. В общем все то, что требуется системному
администратору в учебном заведении, интернет-клубе и т. п.
Ремонт и обслуживание компьютера
- 535 -
Глава 25. Неужели поломался?
Глава 26. Поиск неисправностей
Глава 27. Ремонт компонентов ПК
Глава 28. Внутренние устройства
Глава 29. Периферийные устройства
Глава 30. Соединительные кабели
Глава 31. Профилактика неисправностей
ч
ГЛАВА 25
Неужели поломался?
Классификация неисправностей
Если вы начинающий пользователь, то наверняка знаете
только одну неисправность: "не работает и все тут". Но, к счастью
(или, к сожалению), встречаются несколько видов неисправностей,
которые могут иметь совершенно разные последствия для
пользователя: например, потеря очень важных данных плюс расход
некоторой суммы денег на приобретение нового "железа". Как
правило, выходит из строя только один из компонентов ПК,
например, жесткий диск или оперативная память.
Перечислим следующие типичные разновидности
неисправностей:
□ при включении питания ничего не происходит, экран
монитора остается черным, системный динамик не издает ни
одного звука;
□ при включении питания системный динамик издает
непонятные звуки, экран монитора остается черным;
□ при включении питания на экране монитора появляются
разные сообщения об ошибках;
□ компьютер запускается, но зависает при загрузке
операционной системы;
□ компьютер запускается, тестирование BIOS не выявляет
никаких ошибок, операционная система загружается, но при работе
постоянно появляется "синий экран" или сообщения о том, что
программа выполнила недопустимую операцию;
□ компьютер нормально запускается и какое-то время
работает без проблем. Через некоторое время начинают портиться
файлы, перестают запускаться программы. Утилиты вроде Norton
Disk Doctor постоянно находят ошибки файловой системы, при
исправлении которых теряются файлы и папки.
- 536 -
Вышеописанные неисправности, как правило, имеют
совершенно разные причины своего появления, но большая часть
из них решается либо программными методами, либо
восстановлением контакта между некоторыми разъемами и т. п.
Наиболее быстро устраняются неисправности, приведенные
ниже.
□ Частичное или полное выпадение платы расширения. При
этом устройство время от времени как будто пропадает:
операционная система то определяет наличие, например, звуковой
платы, то нет. Наиболее частая причина неисправности —
неправильная установка материнской платы, когда она находится
под острым или тупым (не прямым) углом по отношению к задней
панели системного блока. Для устранения данной неисправности
достаточно снять крышку с системного блока и нормально установить плату расширения в разъеме, при большой
необходимости можно переставить плату в другой свободный
разъем.
□ Плохой контакт в соединительном кабеле — может быть
вызван частичным или полным выпадением разъема
соединительного кабеля из разъема на плате. Дело в том, что не
всегда длина соединительного кабеля, особенно внешнего,
позволяет подключать устройство так, чтобы этот кабель не был
натянут.
□ Перегрев компонентов системного блока — обычно связан
с поломкой одного или сразу нескольких вентиляторов,
охлаждающих, например, процессор, блок питания и т. п.
Если компьютер не включается или постоянно зависает при
работе, то это не значит, что в нем что-то сгорело. В большинстве
случаев неисправность можно устранить в течение получаса.
Иногда неисправности компьютера подразделяют на
фатальные и не фатальные. Первая категория вообще не позволяет
запустить компьютер, из-за чего приходится пользоваться только
аппаратными методами восстановления, вторая категория самая
неприятная, т. к. иногда довольно сложно определить истинную
причину поломки — программу или "железку".
Характерные ошибки пользователя
Практически все современные комплектующие компьютера
создаются из расчета их установки в домашних условиях, т. е. все
они рассчитаны на определенные нагрузки статического
- 537 -
напряжения, механического воздействия и т. п. Ни для кого не
является секретом тот факт, что большая часть пользователей
обладает лишь поверхностными знаниями об устройстве ПК и
мерах безопасности при работе с его компонентами.
При осуществлении модернизации могут возникнуть
следующие неисправности:
СЗ повреждение электроники статическим электричеством;
□ механическое повреждение электронных компонентов, а
также механических элементов устройств, например, при падении
жесткого диска.
Перечислим неисправности, которые могут возникнуть в
процессе ремонта.
□ "Взрыв" компонентов, например, электролитических
конденсаторов — обычно это происходит при замыкании питания.
□ Погнутые или согнутые ножки микросхем — особенно
опасны погнутые ножки у процессора, т. к. из-за большого
количества выводов при этом можно погнуть или даже поломать
остальные.
□ "Брызги" оловянного припоя — обычно появляются при
неаккуратной пайке, например, когда вы сильно размахиваете
паяльником во время работы или же на жале паяльника слишком
много припоя. Хотя иногда встречается так называемый
производственный брак, когда, например, при транспортировке ПК
от выводов микросхем отваливается некоторое количество припоя,
которое может вызвать замыкание.
Как себя вести при поломке компьютера
Самое главное при обнаружении неисправности — никуда не
торопиться, собраться с мыслями, а уже потом браться за отвертку,
плоскогубцы, паяльник и тем более молоток.
Примечание
Не паникуйте! Прежде чем приниматься за поиск
неисправности, успокойте свои нервы, но ни в коем случае не
принимайте алкогольных напитков (даже пиво). Традиционное
"обмывание" процесса ремонта может закончиться весьма
печально, например, к выпавшей из слота звуковой плате добавятся
треснутая материнская плата (после того как вы "неудачно"
подключили жесткий диск), неисправный жесткий диск (после того
как вы его "нечаянно" уронили) и т. п.
Персональный компьютер IBM PC состоит из отдельных
- 538 -
функциональных блоков, поэтому поиск неисправности сводится к
обнаружению поломавшейся платы (модуля, устройства), которое
можно заменить без вреда для остальной системы.
В первую очередь постарайтесь определить причину
появления неисправности: это могут быть последствия неудачной
модернизации, аппаратного конфликта или же поломки одного из
устройств конкретной подсистемы. Например, если отсутствует
изображение на экране монитора, то могут
быть неисправны: сам монитор, кабель, соединяющий его с
компьютером, или видеоплата.
Прежде чем приниматься за ремонт, повторите попытку:
переустановите плату или модуль памяти. Очень часто встречаются
не до конца подключенные разъемы, что приводит к различным
неприятностям: от полной неработоспособности до разной степени
нестабильности.
Если у вас немного опыта в проведении самостоятельно
модернизации, обязательно документируйте все свои действия. Это
поможет вам в случае неудачи восстановить прежнюю рабочую
конфигурацию.
ГЛАВА 26
Поиск неисправностей
Правила поиска неисправностей
Как уже неоднократно говорилось, персональный компьютер
состоит из нескольких функциональных блоков. Когда что-то не
работает, возможны три варианта: поломка устройства, разъема или
ошибка при подключении. Как только вы определите, что именно
вызвало неисправность, тогда любые ваши действия приобретут
форму целенаправленного поиска. Прежде всего ответьте на
следующие вопросы:
□ Что не выполняет ваш компьютер?
□ Что отображается на экране?
□ Есть ли сообщения об ошибке?
□ Есть ли индикация процессов чтения с жесткого диска или
дисковода?
Ответы на эти вопросы помогут быстрее сориентироваться в
ситуации. Еще могут помочь ответы на такие вопросы:
□ Какие действия выполнял компьютер на момент поломки?
□ Что вы делали на момент поломки?
Стоит отметить, что в цифровых системах вероятность
- 539 -
одновременного появления нескольких поломок чрезвычайно мала.
Перед тем как приступать к поиску причины поломки,
попытайтесь определить причину ее появления: скачок напряжения
в электросети, установка нового оборудования, падение системного
блока, падение металлического предмета на материнскую плату
при включенном компьютере и т. п.
Сначала отключите все периферийные устройства, кроме
монитора и клавиатуры, если компьютер по-прежнему не работает,
значит, поломка находится внутри системного блока. Обратите
внимание на то, не висят ли
"лишние" провода сзади системного блока, т. к. все дело
может оказаться именно в них.
Идеальным вариантом поиска причины неустойчивой работы
компьютера является следующая последовательность действий:
1. Выберите пункт Defaults CMOS Setup главного раздела
программы BIOS Setup. Это позволит загрузить значения всех
параметров, выбранные заводом-изготовителем вашей материнской
платы как самые оптимальные.
2. Обязательно просмотрите значения всех опций и вручную
измените те, с которыми вы не согласны (только не стоит на этом
этапе разгонять компьютер).
.
3. Подключите к компьютеру чистый жесткий диск (можно,
например, отформатировать старый винчестер или просто удалить
старую операционную систему, оставив все необходимые
документы) и заново установите на него операционную систему,
необходимые драйверы и программы. Это позволит выявить
проблемы, связанные с некорректной работой драйверов и
программ.
4. Если переустановка операционной системы "с нуля"
нежелательна (например, из-за сложности настройки какой-нибудь
программы), можно просто удалить старые драйверы и программы
либо переустановить операционную систему поверх старой.
Переустановку поверх можно сделать и с программами. А вот
драйверы следует сначала удалить и уже после этого устанавливать
новые.
5. Протестируйте компоненты компьютера различными
программами типа SiSoft Sandra Pro, Dr. Hardware и т. п. Обычно
уже на этом этапе выявляются нестабильно работающие
- 540 -
компоненты. Следует иметь в виду, что неявные проблемы в виде
зависания компьютера или несанкционированной перезагрузки
чаще всего появляются из-за нестабильно работающей материнской
платы. Все остальные компоненты по большей части "ломаются"
сразу и наверняка.
6. Если неисправность локализовать не удается, наилучшим
вариантом будет проверка всех комплектующих на заведомо
исправном компьютере. При этом исследуемые компоненты
поочередно устанавливаются в нормально работающий компьютер.
Когда же компьютер не поддается настройке программными
методами или вообще не включается (не загружается),
последовательность действий пользователя должна быть
следующей:
1. Выключите компьютер и отсоедините от системного блока
все устройства (клавиатуру, мышь, монитор, принтер, сканер и др.).
2. Снимите крышку с системного блока и тщательно удалите
всю накопившуюся пыль. Сделать это удобнее всего пылесосом,
работающим на выдув, причем, желательно, на открытом воздухе, т. к. обычно в
компьютере накапливается достаточно большое количество пыли.
3. Проверьте качество установки всех плат расширения и
модулей памяти в слотах. Лучше всего вынуть платы/модули и
установить их повторно, предварительно очистив слоты от
накопившейся пыли.
4. Проверьте качество крепления соединительных шлейфов и
разъемов питания. Если вы не уверены в целостности кабеля,
замените его на заведомо исправный.
5. С помощью специальной перемычки "обнулите"
содержимое CMOS-памяти. Это исключит вероятность сбоя в
результате конфликта распределения ресурсов (прерываний IRQ,
каналов DMA и портов ввода/вывода I/O). "Обнуление" BIOS —
это приведение значений параметров в состояние, выбранное
заводом-изготовителем материнской платы как самое безопасное.
Необходимость в этом возникает в нескольких случаях.
• Компьютер не реагирует на нажатие кнопки питания с
блоком питания типа АТХ или не "подает никаких признаков
жизни" с AT (рекомендуется, если это случилось после попытки
разгона центрального процессора или системной шины при
помощи параметров BIOS).
- 541 -
• Компьютер включается, но издает какие-то непонятные
звуки и не хочет загружать операционную систему (рекомендуется,
если это случилось при изменении таких параметров, как время и
глубина регенерации оперативной памяти и т. п.).
• Компьютер работает, но не стабильно. Через некоторое
время зависает, или производительность его работы слишком
низкая (рекомендуется после экспериментов с различными
параметрами, если не удается найти причину неисправности).
• Вы собираетесь обновить версию BIOS (рекомендуется,
если до этого система работала с повышенной частотой системной
шины, уменьшенным значением ниже допустимого времени
доступа к памяти и т. п.).
• Вы пытаетесь настроить чужой компьютер, а на
программу BIOS Setup установлен неизвестный пароль.
• Вы забыли пароль на загрузку компьютера, а есть
необходимость за ним поработать.
6. Если компьютер по-прежнему не включается, отключите
от материнской платы все устройства, кроме центрального
процессора. После этого подключайте комплектующие в такой
последовательности: модули оперативной памяти, видеоплату,
жесткий диск, звуковую плату, другие устройства. После
подключения каждого из устройств следует включить
компьютер и проверить его работоспособность. Поначалу
ориентироваться можно будет только по звуковым сигналам,
издаваемым системным
динамиком, поэтому проверьте его подключение к
материнской плате. Если компьютер не включается даже в
минимальном комплекте, причина неисправности кроется либо в
блоке питания, либо в материнской плате, либо в центральном
процессоре.
Стоит отметить, что способов привести содержимое BIOS в
"девственное" состояние великое множество, но все они относятся
к двум типам: аппаратные и программные средства.
Аппаратные средства "обнуления" содержимого BIOS
относятся к разряду самых надежных. Программы,
предназначенные для этой цели, могут содержать ошибки, в
результате которых целостность данных CMOS-памяти может быть
существенно нарушена. Аппаратный же метод имеет на 100%
гарантированный результат.
- 542 -
Единственным недостатком данного метода является то, что
необходимо снимать крышку с системного блока. Если компьютер
находится на гарантии, то приходится отказываться от этого в
пользу программных средств. В случае, когда надо удалить пароль,
установленный в BIOS на загрузку компьютера, пользователь
предстает перед дилеммой: нарушить гарантию или ждать, когда
пароль удалят в сервисном центре фирмы, продавшей вам
компьютер.
Аппаратные средства не обладают большим разнообразием. В
этой области производители материнских плат едины и применяют
одинаковый подход.
Почти на всех современных материнских платах рядом с
аккумулятором, питающим микросхему CMOS-памяти, имеется
специальная перемычка для сброса параметров BIOS. Аналогичное
действие вызывает выбор пункта Load Defaults BIOS главного
раздела программы BIOS Setup. Подробную информацию о
применении данной перемычки вы сможете найти в документации
к вашей материнской плате.
Если на вашей плате нет аккумулятора, найдите микросхему с
надписью Dallas или Odin (это микросхема CMOS-памяти со
встроенной батарейкой) — перемычка должна быть возле нее. В
противном случае можно использовать следующий способ:
выключите компьютер, прижмите хорошо очищенный от изоляции
конец провода к корпусу компьютера (желательно, в неокрашенном
месте), а другим концом, предварительно убрав изоляцию,
медленно проведите по выводам всех больших микросхем (кроме
центрального процессора). Если на плате имеется микросхема с 24
выводами, начните с нее. После этого включите компьютер и
убедитесь, что BIOS приведен в "девственное" состояние.
Замыкать выводы аккумулятора не только зачастую
бесполезно, но и опасно. При этом существует большая
вероятность того, что микросхема CMOS-памяти сгорит, и
придется менять материнскую плату. Можно, конечно, попробовать
просто вытащить аккумулятор в расчете на то, что встроенные
в микросхему CMOS конденсаторы быстро разрядятся, и
старые данные автоматически сотрутся. Практика показывает, что
содержимое микросхемы может сохраняться более суток при
отключенном напряжении питания, т. е. при отсутствии
аккумулятора. Зачастую пользователь не располагает таким
- 543 -
запасом времени, поэтому проще прибегнуть к альтернативным
методам сброса параметров BIOS.
Некоторые платы предоставляют возможность "обнуления"
CMOS-памяти при помощи нажатия клавиши <F> или <Ins>.
Иногда предлагается обновить информацию об установленном
центральном процессоре, например, посредством нажатия клавиши
<J>.
Некоторые материнские платы с Soft Menu дополнительно
имеют DIP-переключатели для установки рабочей частоты и
напряжения процессора. При нормальной работе компьютера
параметры, установленные в программе BIOS Setup, имеют
безусловный приоритет над положением DIP-переключателей. В
случае же аппаратного сброса установок BIOS Setup все значения
приводятся в состояние, указанное этими переключателями. Это
позволяет после сброса установок нормально запустить компьютер
без дополнительной настройки рабочих параметров процессора.
Рассмотрим каждый из основных компонентов компьютера и
методики выявления их неисправности.
□ Материнская плата
Прежде всего аккуратно выньте материнскую плату из
системного блока и тщательно осмотрите ее. Особое внимание
следует обратить на место крепления вентилятора, охлаждающего
центральный процессор, разъем самого процессора, края платы и
все мелкие детали (на предмет неестественного цвета и других
дефектов). Проверьте, поступает ли на разъем материнской платы
напряжение Power Good, означающее, что блок питания
функционирует нормально (см. гл. 28). Если в наличии имеется
программатор, работающий с микросхемами Flash-памяти,
проверьте целостность данных системной BIOS. Дальнейшим
шагом будет установка специальной POST-платы, но при
неисправности шины ISA или PCI вам не удастся воспользоваться
этим средством диагностики. Подробнее о POST-плате читайте
далее в этой главе.
□ Клавиатура
В первую очередь проверьте целостность кабеля,
соединяющего клавиатуру с материнской платой. Внимательно
осмотрите место пайки клавиатурного разъема, потому что при
частом отключении/подключении клавиатуры возможно нарушение
контакта в этом месте. Если контакт нигде не нарушен, можно
- 544 -
предположить, что неисправен контроллер клавиатуры. Для этого
можно попробовать подключить исследуемую клавиатуру к
нормально работающему компьютеру.
□ Аккумулятор, питающий микросхему CMOS-памяти
Довольно редко проявляющаяся проблема. Чаще всего
встречается на особенно устаревших компьютерах (класса 286—
486). Проверьте напряжение, выдаваемое аккумулятором без
нагрузки — оно должно быть больше 3 В. При разрядке батареи до
уровня 2,7—2,8 В возможны зависания при работе компьютера.
При сильной разрядке либо компьютер вообще не будет
включаться, либо после каждого выключения компьютера
содержимое CMOS-памяти будет самостоятельно "обнуляться".
□ СОМ-порты
Неисправность последовательных портов встречается
достаточно редко. Чаще всего бывает неправильно подключен
шлейф, соединяющий контакты на материнской плате и разъем на
системном блоке. В случае самодельного шлейфа проверьте
правильность распайки всех контактов. В домашних условиях оба
последовательных порта можно проверить путем подключения
обычной мыши.
□ LPT-порт
Если компьютер с проблемным параллельным портом
работает в операционной системе типа Windows, загрузитесь в
режиме MS-DOS и попробуйте распечатать какой-нибудь
латинский текст на заведомо исправном матричном принтере.
Отрицательный результат (в виде различных иероглифов и
непонятных символов) говорит о том, что параллельный порт
сгорел. Можно попробовать замерить сопротивление между
"землей" и контактами разъема (разводку разъема см. в гл. 30).
Если оно заметно отличается для одной из линий, то именно она и
сгорела.
□ Дисковод для гибких дисков
Проверьте целостность шлейфа, соединяющего дисковод и
материнскую плату (контроллер дисковода), и правильность его
подключения. Непрерывно горящий индикатор дисковода говорит
о том, что шлейф необходимо повернуть на 180°. Попробуйте
отформатировать дискету. Как правило, при этом выявляются все
неисправности (контроллера или самого дисковода). Стабильность
работы контроллера проверяется путем записи/чтения полной
- 545 -
дискеты.
□ IDE-порт
Полноценную проверку работы каналов IDE без наличия
специального оборудования осуществить практически невозможно.
В домашних условиях достаточно проверить с помощью одного
жесткого диска возможность загрузки с каждого из каналов IDE и
стабильность их работы, запустив операционную систему и какуюнибудь тестовую программу.
□ Оперативная память
Проблемы с памятью появляются довольно часто. Они могут
иметь различный характер, например, ошибки чтения/записи
данных в отдельные
ячейки, проблемы с регенерацией содержимого памяти и т. д.
Серьезные ошибки обычно выявляются сразу же после начала
загрузки операционной системы (лучше всего многозадачной). Для
проверки качества чтения/записи используйте либо специальные
тестовые программы, либо просто запустите несколько архиваторов
и заставьте их одновременно архивировать и разархивировать
достаточно большие объемы данных (100— 200 Мбайт).
Для удобства поиска неисправностей можно воспользоваться
приведенной сводной таблицей (табл. 26.1), в которой отражено
большинство чаще всего встречаемых проблем.
Таблица 26.1. Наиболее часто встречаемые проблемы
- 546 -
Таблица 26.1 (окончание)
Следует также отметить, что для диагностики любых
неисправностей используется три метода:
1. Расшифровка специального кода, выводимого на порт 80h
при помощи платы для диагностики (так называемой POST-платы),
при этом определение неисправности возможно даже при
отсутствии вывода видео- или звуковой информации на экран
монитора или системный динамик.
2. Вывод звуковых сигналов на системный динамик (PC
Speaker), диагностика возможна только после успешной
- 547 -
инициализации портов ввода/вывода на плате.
3. Вывод текстовых сообщений — наиболее
распространенный тип диагностики, т. к. система сообщений
применяется не только при запуске компьютера, но и при работе
операционной системы, тем более что диагностические сообщения
несут в себе больше смысловой нагрузки, чем непонятные
звуковые сигналы "пик-пиик". Подробнее о звуковой сигнализации
неисправностей читайте далее в соответствующем разделе этой
главы.
Диагностика при помощи POST-платы
При каждом включении любого IBM-совместимого
компьютера базовая система ввода/вывода BIOS выполняет
процедуру, имеющую название POST (Power On Self Test), что
переводится как "самотестирование при включении питания".
Процедура самотестирования выполняется также каждый раз после
нажатия кнопки Reset и комбинации клавиш <Ctrl>+ +<Alt>+<Del>.
Основной целью этой процедуры является проверка базовых
функций и подсистем компьютера, таких как клавиатура, память,
процессор и т. д. Это в немалой степени спасает пользователя от
возможной потери
важных данных из-за нестабильно работающих компонентов.
Стоит отметить, что в последнее время производители материнских
плат (точнее разработчики BIOS за счет изменения микропрограмм
BIOS) пытаются максимально уменьшить время загрузки
компьютера, зачастую жертвуя некоторыми тестами, что, в конце
концов, может привести к весьма печальным последствиям. Такая
тенденция наблюдается в одной их самых распространенных
спецификаций — РС2001. Помимо введения в нее "полезных" стандартов вроде цветовой окраски разъемов клавиатуры, мыши и т. п.,
производители почему-то отказались от некоторых тестов,
осуществляемых во время каждой загрузки компьютера. В
принципе, это никак не влияет на стабильность или же скорость
работы компьютера, но при возникновении каких-либо сбоев
уменьшает возможности диагностики, например, при помощи
POST-платы.
Система диагностики в таком случае работает очень просто:
перед инициализацией каждого из основных устройств (процессор,
память и т. д.) в порт 80h выводится специальный код,
обозначающий начало работы конкретного устройства (для каждой
- 548 -
версии BIOS этот код может быть различным). Если
обнаруживается критическая неисправность, которая не позволяет
продолжить работу компьютера, то программа POST останавливает
свое выполнение, а POST-плата просто выводит на свои
индикаторы номер теста, при выполнении которого и произошла
ошибка. По номеру этого теста можно судить о той или иной
неисправности.
Для наглядного отображения кодов оно осуществляется в
шестнадцатеричной системе, которая намного проще для
восприятия человеком, чем двоичная система. POST-платы (иначе
диагностические платы) используют для подключения
применяемую в компьютере шину расширения — вставляются в
любой свободный слот шины ISA или PCI. Для таких компьютеров,
как ноутбуки, у которых отсутствуют соответствующие шины,
создали устройства, подключаемые к параллельному порту LPT.
Последовательность определения и устранения причины
неисправности компьютера при помощи POST платы может
выглядеть следующим образом:
1. Выключаем питание неисправного компьютера.
2. В любой свободный слот устанавливаем POST-плату.
3. Включаем питание компьютера и наблюдаем за процессом
тестирования всех компонентов.
4. По таблице, приведенной в руководстве к POST-плате,
определяем неисправное устройство.
5. При необходимости изменяем конфигурацию
материнской платы посредством перемычек или DIPпереключателей либо заменяем неисправное устройство, если это,
например, видеоплата.
6. После устранения неисправности повторно включаем
компьютер и наблюдаем за процессом загрузки. Если загрузка
операционной системы прошла успешно, тогда различными
тестовыми программами следует проверить стабильность работы
каждого компонента в отдельности и всей системы в целом.
Обязательно следует воспользоваться несколькими программами
разных производителей, т. к. обычно каждый производитель имеет
несколько отличное понятие о правильной работе компьютера.
Например, если одна программа зависает на тестировании жесткого
диска, то другая может показать отличные результаты его работы.
Дело в том, что программа тестирования должна учитывать
- 549 -
особенности каждой модели накопителя на жестких дисках, тогда
как на практике это осуществить практически невозможно, ведь
проверка программы производится с ограниченным количеством
моделей.
Стоит отметить, что без использования POST-платы поиск
неисправного устройства будет очень затруднен, т. к. практически
единственным способом выявления причины поломки будет
последовательная замена всех компонентов на заведомо исправное.
А в случае возможности вывода звуковых сигналов на системный
динамик или вывода изображения на экран монитора ситуация
немного облегчится за счет более мощной поддержки BIOS
звуковых и текстовых сообщений, что позволяет намного быстрее
выявить причину поломки.
Платы выпускаются в двух вариантах — для шин ISA и PCI. В
последнее время в связи с отказом производителей компьютерных
комплектующих от поддержки устройств стандарта ISA и
появлением материнских плат, у которых отсутствуют
соответствующие этому стандарту слоты, особую актуальность
приобретают PCI POST-платы.
Для диагностики при помощи POST-платы требуются как
минимум: блок питания, материнская плата и центральный
процессор. Если индикаторы показывают нули или число FF,
указывая на то, что сама материнская плата вообще не запустилась,
следует обратить внимание на следующие детали:
□ правильность подключения IDE-кабеля;
□ исправность преобразователя напряжения центрального
процессора;
□ исправность микросхемы BIOS.
Для устранения подобных нюансов следует при выключенном
компьютере вытащить из слотов все платы расширения, кроме
видеоплаты, модули памяти, отключить все кабели вроде IDE, FDD
и т. д. После этого вновь включите компьютер и повторите
диагностику.
Профессиональные POST-платы обладают довольно
широкими возможностями, они способны диагностировать
следующие неисправности:
□ отсутствие основных питающих напряжений +3,3, +5, +12,
—12 В; □ отсутствие контактов в слотах или разъемах материнской
платы;
- 550 -
□ механические повреждения слотов и разъемов;
□ установка неправильной частоты системной шины;
□ установка неправильного коэффициента умножения;
□ сбои в кэш-памяти второго уровня, не интегрированной в
чип процессора;
□ ошибки инициализации видеоплаты;
□ конфликты и несовместимость BIOS различных версий;
□ несовместимость модулей памяти;
□ конфликты устройств на уровне прерываний, адресов,
DMA-каналов;
□ неисправность устройств на шинах ISA и PCI;
□ ошибки CMOS, контроллеров DMA, прерываний,
клавиатуры;
□ ошибки системного таймера;
□ нарушение логики работы внешних PCI-устройств.
Как видно из списка, наличие POST-платы просто необходимо
любому специалисту, занимающемуся настройкой и
обслуживанием компьютеров. Точные сведения о назначении
каждого кода зависят от производителя и версии BIOS. Полную
информацию можно получить, как правило, из руководства к
POST-плате.
Компания АОреn предложила довольно оригинальную
технологию для диагностики неисправностей. Называется она PCDoctor Debug LED. Для визуального наблюдения за процессом
загрузки используется панель из восьми светодиодов (LED),
каждый из которых имеет свое название: CPU, Memory, Video, PCI,
Audio, HDD, Keyboard, Boot ОК. Эта панель помещается в один
внешний 5,25" отсек, а к материнской плате она подключается при
помощи соединительного кабеля и разъема на плате. Первые семь
светодиодов загораются по окончании инициализации
соответствующих устройств: центрального процессора,
оперативной памяти, видеоплаты, плат расширения PCI, звуковой
платы (видимо интегрированной), жестких дисков, клавиатуры.
Последний индикатор загорается только после успешной
инициализации всех устройств. Если компьютер зависает на какомнибудь этапе, то неисправное устройство можно определить по
последнему загоревшемуся светодиоду.
В материнских платах от ABIT используется похожая
технология DB-20 Debug Card. Компания ASUSTek на своей панели
- 551 -
ASUS iPanel в дополнение к набору индикаторов поместила
разъемы шины USB, а иногда встречаются еще и звуковые
входы/выходы и разъем инфракрасного порта. При этом позади
всех разъемов можно установить жесткий диск форм-фактора 3,5".
Компания Intel в своих материнских платах использует
собственную функцию для диагностики неисправностей. Для этого
используются четыре светодиода, которые расположены на задней панели системного
блока между разъемами С0М1 и блоком аудиоразъемов. По
диагностическим кодам, отображаемым этими светодиодами,
описание которых можно найти в руководстве к материнской плате,
определяется стадия загрузки, на которой находится система: Power
On, Starting BIOS, Recovery Mode, Processor, Cache, Memory, PCI,
Video, IDE, USB, Boot OK.
Звуковые сигналы
Практически все производители BIOS включают в состав
своего творения возможность предварительной диагностики
возникающих неисправностей. Осуществляется это с помощью
издаваемых системным динамиком звуковых сигналов.
Естественно, что данная методика менее удобна, чем сообщения на
экране монитора, но при появлении неисправности, например,
видеоплаты это лучший способ обнаружения причины поломки. Не
нужно воспринимать информацию о расшифровке этих гудков как
абсолютно достоверную. Их кодировка может изменяться по мере
выхода новых версий BIOS. Звуковые сигналы облегчают
проведение предварительной локализации неисправного
компонента, указывая правильное направление для дальнейшей
диагностики неисправности компьютера, а не заменяют диагностическое оборудование.
Если программа POST в результате проведения тестирования
компьютера обнаруживает какую-либо ошибку, системный
динамик издает звуковой сигнал (последовательность коротких и
длинных гудков), характеризующий обнаруженную ошибку. Работа
компьютера при этом останавливается. Для более точного
определения комбинации сигналов следует на некоторое время
(секунд на 30) выключить компьютер. Затем снова включить его и
повторно подсчитать число гудков.
Звуковые сигналы AWARD BIOS
□ Сигналов нет
- 552 -
Неисправен блок питания, или он не подключен к
материнской плате. □ Непрерывный сигнал
Неисправен блок питания. Замените его.
□ 1 короткий сигнал
Ошибок не обнаружено. Этот сигнал можно слышать при
каждой загрузке компьютера.
□ 2 коротких сигнала
Обнаружены какие-то незначительные ошибки. Как правило,
одновременно на экране монитора появляется сообщение,
предлагающее войти
в программу BIOS Setup и исправить ситуацию. Если причину
в параметрах BIOS найти не удается, проверьте надежность
крепления шлейфа в местах соединения жесткого диска с
материнской платой.
□ 3 длинных сигнала
Ошибка контроллера клавиатуры. Попробуйте перезагрузить
компьютер с помощью нажатия кнопки Reset на системном блоке.
Если неисправность устранить не удается, замените материнскую
плату.
□ 1 длинный + 1 короткий сигнал
Проблемы с оперативной памятью. Проверьте установку
модулей памяти в слотах. Если неисправность устранить не
удается, замените модули памяти.
□ 1 длинный + 2 коротких сигнала
Проблемы с видеоплатой. В первую очередь проверьте
установку платы в слоте расширения. Возможно, неисправна
видеопамять (в случае интегрированной памяти придется менять
всю плату). Такая же последовательность сигналов прозвучит в
случае, если вы забыли подключить к видеоплате монитор.
□ 1 длинный + 3 коротких сигнала
Возникла ошибка при инициализации клавиатуры. Проверьте
качество соединения клавиатуры с разъемом на материнской плате
и качество пайки клавиатурного разъема.
□ 1 длинный + 9 коротких сигналов
Возникла ошибка при чтении данных из микросхемы
постоянной памяти. Попробуйте перезагрузить компьютер с
помощью кнопки Reset на системном блоке. Если неисправность не
исчезла, скорее всего, придется "перепрошить" содержимое
микросхемы (если есть такая возможность) или заменить ее.
- 553 -
□ 1 длинный повторяющийся сигнал
Неправильно установлены модули оперативной памяти.
Достаньте модули из слотов и повторите установку. Есть
вероятность, что один из модулей неисправен.
□ 1 короткий повторяющийся сигнал
Проблемы с блоком питания. Возможно, причиной является
накопившаяся в блоке пыль.
Звуковые сигналы AMI BIOS
□ 1 короткий сигнал
Нормальное завершение тестирования системы. Ошибок не
найдено.
□ 2 коротких сигнала
Ошибка четности оперативной памяти. Перезагрузите
компьютер с помощью кнопки Reset на системном блоке.
Проверьте установку модулей памяти в слотах. При регулярном
появлении подобной ошибки, скорее всего, придется заменить
модули памяти.
□ 3 коротких сигнала
Возникла серьезная ошибка при работе основной памяти
(первых 64 Кбайт). Перезагрузите компьютер с помощью кнопки
Reset на системном блоке. Проверьте установку модулей памяти в
слотах. Если неисправность после этих действий осталась, скорее
всего, придется заменить модули памяти.
□ 4 коротких сигнала
Неисправен системный таймер. Перезагрузите компьютер с
помощью кнопки Reset на системном блоке. При повторном
появлении неисправности, скорее всего, придется заменить
материнскую плату.
□ 5 коротких сигналов
Неисправен центральный процессор. Перезагрузите
компьютер с помощью кнопки Reset на системном блоке. При
повторном появлении данных признаков замените процессор.
□ 6 коротких сигналов
Неисправен контроллер клавиатуры. Перезагрузите
компьютер с помощью кнопки Reset на системном блоке.
Проверьте целостность кабеля, соединяющего клавиатуру с
системным блоком, и качество пайки клавиатурного разъема на
материнской плате. Попробуйте заменить клавиатуру. Если это не
помогло устрани