Понятие об открытой архитектуре. Структура ПК. Состав и параметры системной шины.

Понятие об открытой архитектуре. Структура ПК. Состав и параметры системной шины.

Структура ПК.

Обычно ПК состоит из трех частей:

- системного блока;

- клавиатуры, позволяющей вводить символы в компьютер;

- монитора (или дисплея) – для изображения текстовой или графической информации.

 

В системном блоке располагаются все основные узлы компьютера:

- электронные схемы, управляющие работой компьютера (микропроцессоры, оперативная память, контроллеры устройств);

- блок питания;

- накопители (или дисководы) для гибких магнитных дисков;

- накопитель на жестких магнитных дисках.

 

ПК - устройство с открытой архитектурой. Открытая архитектура — архитектура компьютера, периферийного устройства или же программного обеспечения, на которую опубликованы спецификации, что позволяет другим производителям разрабатывать дополнительные устройства к системам с такой архитектурой

Шина – набор проводников, выполняющих совместную функцию (например, передачу многоразрядного числа). Обычно потенциал на каждом проводе определяет состояние проводника шины.

Состав и параметры системной шины.

Ш.адреса – у процессоров Pentium адресная шина 32-разрядная, т.е. состоит из 32х параллельных проводников. В зависимости от того, есть ли напряжение на какой-то линии или нет, говорят, что на этой линии выставлена единица или ноль.

Комбинация из 32х нулей и единиц образует 32-разрядный адрес, указывающий на одну из ячеек ОП, к ней подключается процессор для копирования данных из ячейки в один из своих регистров.

Ш.данных – по этой шине происходит копирование данных из ОП в регистры процессора и обратно. В современных ПК шина данных, как правило, 64-разрядная, т.е. состоит из 64х линий, по которым за один раз на обработку сразу поступают 8 байтов.

Ш.управления. Чтобы процессор мог работать, ему нужны команды. Он должен знать, что делать с теми байтами, что хранятся в его регистрах. Эти команды поступают в процессор из ОП, где хранятся программы. Команды представлены в виде байтов.

//не обязательно, но *Регистр - сверхбыстрая память внутри процессора, предназначенная для хранения адресов, промежуточных результатов вычислений и данных, необходимых для работы самого процессора.

Поколения ПК (всё с лекций).

К первому поколения принято относить процессор класс i8086(8087). 8-разрядные данные, 16разр. Адрес.

Сотрудник фирмы Intel – Мур сформулировал правило: «Каждые полтора года кол-во активны элементов в процессоре должно удваиваться».

Процессор i80286 – основной для 2го поколения компьютеров. (частота – 10;12;16;20;25 МГц, 16-разр данные, 20-разр. адрес).

В 1993г Intel выпустила i80386DX(начало 3го поколения) – первый 32-разрядный(32-разр данные, 32разр – адрес, частота 23.33 МГЦ).

Затем появился i486DX (сопроцессор встраивался внутрь, ведущие производители значительно опережали мировые технологии). Самый популярный процессор 90х i486DX2-66, i486DX4-100(4ое поколение).

5ое поколение: 586DX(Cyrix,IBM). Intel выпустила Pentium –первый 64разр процессор (шина осталась 32разр).

Pentium 100,133,166МГЦ.

Pentium MMX(мультимедийное расширение) 166,200,233.

 

Для серверов Pentium Pro(0,25Мб)-6ое поколение.

Каждое следующее поколение отличалось новым технологическим процессом, увелич тактовой частоты, числа транзистров.

9ое поколение проц:Intel Core 2.

 

 

Звуковая подсистема.

Звуковая система -это дополнительное оборудование персонального компьютера, позволяющее обрабатывать звук(выводить на акустические системы и/или записывать). На момент появления звуковые платы представляли собой отдельные карты расширения, устанавливаемые в соответствующий слот. В современных материнских платах представлены в виде интегрированного в материнскую плату аппаратного кодека (согласно спецификации Intel AC’97 или Intel HD Audio).

В настоящее время любой крупный проект, не оснощенный средствами multimedia (в дальнейшем под словом "средства multimedia" мы будем прежде всего понимать совокупность аппаратно/программных средств, дополняющие традиционно визуальные способы взаимодействия человека с ЭВМ) обречен на провал.

ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ ОЗВУЧИВАНИЯ.

Есть много способов заставить компьютер заговорить или заиграть.

1. Цифроаналоговое преобразование (Digital to Analogue (D/A) conversion). Любой звук (музыка или речь) содержаться в памяти компьютера в цифровом виде (в виде самплов) и с помощью DAC трансформируются в аналоговый сигнал, который подается на усиливающую аппаратуру, а затем на наушники, колонки, и т.д.

2. Синтез. Компьютер посылает в звуковую карту нотную информацию, а карта преобразует ее в аналоговый сигнал (музыку). Существует два способа синтеза:

а) Frequency Modulation (FM) synthesis, при котором звук воспроизводит специальный синтезатор, который оперирует математическим представлением звуковой волны (частота, амплитуда, etc) и из совокупности таких искусственных звуков создается практически любое необходимое звучание.

Большинство систем, оснащенных FM-синтезом показывают очень неплохие результаты на проигрывании "компьютерной" музыки, но попытка симулировать звучание живых инструментов не очень хорошо удается. Ущербность FM-синтеза состоит в том, что с его помощью очень сложно (практически невозможно) создать действительно реалистическую инструментальную музыку, с большим наличием высоких тонов (флейта, гитара, etc). Первой звуковой картой, которая стала использовать эту технологию, был легендарный Adlib, который для этой целей использовал чип из синтеза Yamaha YM3812FM. Большинство Adlib-совместимых карт (SoundBlaster, Pro Audio Spectrum) также используют эту технологию, только на других более современных типах микросхем, таких как Yamaha YMF262 (OPL-3) FM.

б) синтез по таблице волн (Wavetable synthesis), при этом методе синтеза заданный звук "набирается" не из синусов математических волн, а из набора реально озвученных инструментов - самплов. Самплы сохраняются в RAM или ROM звуковой карты. Специальный звуковой процессор выполняет операции над самлами (с помощью различного рода математических преобразований изменяется высота звука, тембр, звук дополняется спецэффектами).

Так как самплы - оцифровки реальных инструментов, они делают звук крайне реалистичным. До не давнего времени подобная техника использовалась только в hi-end инструментах, но она становится все более популярной теперь. Пример популярной карты, использующей WS Gravis Ultra Sound (GUS).

3. MIDI. Компьютер посылает на MIDI-интерфейс специальные коды, каждый из которых обозначает действие, которое должен произ вести MIDI-устройство (обычно это синтезатор) (General) MIDI - это основной стандарт большинства звуковых плат. Звуковая плата, самостоятельно интерпретирует, посылаемые коды и приводит им в соответствие звуковые самлы (или патчи), хранящиеся в памяти карты. Количество этих патчей в стандарте GM равно 128. На PC - совместимых компьютерах исторически сложились два MIDI-интерфейса: UART MIDI и MPU-401. Первый рализован в SoundBlaster's картах, второй использовался в ранних моделях Roland.

ЗВУКОВЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ СЕМЕЙСТВА IBM PC

PC

Уже на самых первых моделях IBM PC имелся встроенный динамик, который однако не был предназначен для точного воспроизведения звука: он не обеспечивал воспроизведения всех частот слышимого диапазона и не имел средств управления громкостью звучания. И хотя PC speaker сохранился на всех клонах IBM до сего дня - это скорее дань традиции, чем жизненная необходимость, ибо динамик никогда не играл сколь-нибудь серьезной роли в общении человека с ЭВМ.

PCjr

Однако, уже в модели PCjr появился специальный звуковой генератор TI SN76496A, который можно считать предвестником современных звуковых процессоров. Выход этого звукового генератора, мог быть подключен к стерео-усилителю, а сам он имел 4 голоса (не совсем корректное высказывание - на самом деле микросхема TI имела четыре независимых звуковых генератора, но с точки зрения программиста это была одна микросхема, имеющая четыре независимых канала). Все четыре голоса имели независимое управление громкостью и частотой звучания. Однако из-за маркетинговых ошибок модель PCjr так и не получила широкого распространения, была об'явлена неперспективной, снята с производства и поддержка ее была прекращена. С этого момента фирма IBM больше не оснащала свои компьютеры звуковыми средствами собственной разработки. И с этого момента место на рынке прочно заняли звуковые платы.

 

 

Емкость

Емкость зависит от форм-фактора и использование дисков в одном дисководе.

3,5” – 4 ТБ;

2,5” – 2 ТБ;

1,8” – 500 ГБ;

1” – 320 ГБ.

Скорость вращения диска

4200 rpm (оборотов в минуту);

5400 rpm;

7200 rpm;

10000 rpm;

15000 rpm;

-Одно дюймовые жесткие диски, работают, только при 3600 rpm или 4200 rpm.

Потребляемая мощность

3,5” 12 В и 15 В; от 2 Вт до 0,3 Вт.

3)Структура размещения информации на дисках:

- Вся поверхность диска разделена условно на концентрические окружности, на которых размещается информация. Самая ближняя к центру дорожка нулевая. На ней записывается таблица размещения адресации файлов (FAT – File Address Table; NTFS – файловая система для семейства NS).

- Информация записывается порциями на дорожке внутри каждого сектора. В FAT блоке по 512 байт, в системе NTFS – 4 Кбайта.

- Информация каждого файла записывается в кластеры, состоящие из одного или нескольких блоков.

- Файл занимает целое число кластеров, поэтому в один кластер не может попасть информация разных файлов.

- На одном шпинделе может быть насажено от 1 до 5 дисков. Блоки, размещенные на разных дисках, но с одинаковыми номерами дорожек и секторов и образуют вместе цилиндр. Для каждого диска имеется по две головки, записывающиеся и считывающая.

- В таблицу адресов файлов, заносится для каждого файла, имя файла, адрес начала, продолжения и окончания файла: из номеров используемых дисков, дорожек и секторов.

 

 

Blu – Ray Disk

1) Стандартная емкость: односторонний 25 GB; двусторонний 50 GB; многослойный 50 GB, 100 GB.

2) Основной производитель Fuji film

3) Скорость: 9 Мб/с

Для того, чтобы избежать случайных ошибок цифровая информация кодируется и используется метод контроля ошибок.

7 6 5 4 3 2 1 0 Р

 

Если четное количество единиц, то будет 1

В компакт-дисках информация записывается в байтах

Байт записывается десяти битовым кодом

9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

 

(представлено число 0)

Каждому двоичному числу емкостью в 1 байт, присваивается десяти битовое представление, такое, что любые 2 числа из этого байта различаются не более чем на 1 информационный бит.

Изменение любого одного бита (1->0, 0->1) в таком десяти разрядном числе приводит к появлению незначащей комбинации. Обрабатывающее число устройство анализирует эту комбинацию и подбирает, какое из чисел имеет наиболее близкую комбинацию и производит замену. Так как при таком кодировании используется больше информации для каждой её единицы, но такие коды называются избыточные.

Одинарные ошибки выявляются и исправляются все и 16% двойных ошибок (2 бита). Для DVD единицей информации является 2-х байтовое слово (16 разрядов), а кодируется информация 22-х разрядным кодом. В этом случае выявляются все одинарные, двойные и большая часть тройных ошибок исправляются.

Логическое устройство ведет непрерывный подсчет контрольной суммы для некого блока.

Для DVD-R и DVD-RW размер блока составляет 26 слов, после которых следует 2-ое контрольное слово, с контрольной суммой

DVD-R – однократная запись.

DVD-RW – возможность перезаписи.

DVD+R – 45 слов в одном информационном блоке.

DVD+RW –

 

Форм-фактор

- 5^1/4дюйма (почти вышли из употребления)

- 3^1/2 дюйма (основной форм-фактор)

Скорость чтения записи

До 230 Мб/с при чтении, до 110Мб/с при записи.

Срок хранения

Не менее 50 лет.

 

Compact Flash

Характеристики:

1. Емкость до 256 Гб

2. Скорость чтения записи 45Мб/с, 35 Мб/с.

Разрешение 500х432 пикселя

670Кб – емкость снимка

24бит-HD

18бит-SQ

 

MultiMedia Card(MMC)

Изначальный стандарт – 126 Мб, после модификации протокола – до 32Гб, большого применения сейчас не находят.

Sony

MS – Memory Stick

MS II

MS Pro

Выпускаются MSP II

Максимальная емкость 126Мб

Скорость чтения – до 140 Мб/с, записи – 90Мб/с.

 

SD (Secure Digital)

Интерфейс SD — 9-контактный, последовательно-параллельный (данные могут передаваться по одной, двум или четырем линиям одновременно), работает на частоте до 25 МГц. Карты SD оснащаются переключателем для защиты их содержимого от записи (стандартом также предусмотрена модификация без такого переключателя).

USB-Flash

USB-флэш-память (USB-память) — совершенно новый тип носителей на флэш-памяти, появившийся на рынке в 2001 г.

Что касается USB-флэш-памяти, то это, несомненно, более удобное решение для переноса данных, чем флэш-карты, — не требуется дополнительный флэш-накопитель.

USB 3.0

Скорость чтения – 30 Мб/сек, записи – 55Мб/с

SSD

Твердотéльный накопитель (англ. solid-state drive, SSD)

 

Преимущества SSD

1. Скорость работы чтения -260Мб/с, записи 210Мб/с

2. Уровень шума=0 Дб

3. Ударо- и вибропрочность

4. Малый вес

5. Низкое энергопотребление

 

Недостатки SSD

1. Высокая стоимость

2. Ограниченное число циклов перезаписи

3. Невозможность восстановления удалённой информации

 

 

Память динамического типа

Экономичный вид памяти. Для хранения разряда (бита или трита) используется схема, состоящая из одного конденсатора и одного транзистора (в некоторых вариантах два конденсатора). Такой вид памяти, во-первых, дешевле (один конденсатор и один транзистор на 1 бит дешевле нескольких транзисторов триггера), и, во-вторых, занимает меньшую площадь на кристалле (там, где в SRAM размещается один триггер, хранящий 1 бит, можно разместить несколько конденсаторов и транзисторов для хранения нескольких бит). Но DRAM имеет и недостатки. Во-первых, работает медленнее, поскольку, если в SRAM изменение управляющего напряжения на входе триггера сразу очень быстро изменяет его состояние, то для того, чтобы изменить состояние конденсатора, его нужно зарядить или разрядить. Перезаряд конденсатора гораздо более длителен (в 10 и более раз), чем переключение триггера, даже если ёмкость конденсатора очень мала. Второй существенный недостаток — конденсаторы со временем разряжаются. Причём разряжаются они тем быстрее, чем меньше их электрическая ёмкость и больше ток утечки, в основном, утечка через ключ.

Именно из-за того, что заряд конденсатора динамически уменьшается во времени, память на конденсаторах получила своё название DRAM — динамическая память. Поэтому, дабы не потерять содержимое памяти, заряд конденсаторов периодически восстанавливается («регенерируется») через определённое время, называемое циклом регенерации (обычно 2 мс). Для регенерации в современных микросхемах достаточно выполнить циклограмму «чтения» по всем строкам запоминающей матрицы. Процедуру регенерации выполняет процессор или контроллер памяти. Так как для регенерации памяти периодически приостанавливается обращение к памяти, это снижает среднюю скорость обмена с этим видом ОЗУ.

Память статического типа

ОЗУ, которое не надо регенерировать (обычно схемотехнически выполненное в виде массива триггеров), называют статической памятью с произвольным доступом или просто статической памятью. Достоинство этого вида памяти — скорость. Поскольку триггеры являются соединением нескольких логических вентилей, а время задержки на вентиль очень мало, то и переключение состояния триггера происходит очень быстро. Данный вид памяти не лишён недостатков. Во-первых, группа транзисторов, входящих в состав триггера, обходится дороже, чем ячейка динамической памяти, даже если они изготавливаются групповым методом миллионами на одной кремниевой подложке. Кроме того, группа транзисторов занимает гораздо больше площади на кристалле, чем ячейка динамической памяти, поскольку триггер состоит минимум из 2 вентилей (шести-восьми транзисторов), а ячейка динамической памяти — только из одного транзистора и одного конденсатора. Используется для организации сверхбыстродействующего ОЗУ, обмен информацией с которым критичен для производительности системы.

Модули памяти

В самые первые персональные компьютеры память устанавливали непосредственно чипами. Разумеется, такой подход имеет ряд недостатков. Во-первых, установка множества чипов памяти на материнскую плату неэффективна с точки зрения использования свободного места; во-вторых, каждый устанавливаемый чип содержит много гибких контактов, таким образом уменьшается надежность, так как неконтакт хотя бы одного чипа приводит к неработоспособности всей системы.

Чипы памяти стали размещать на так называемых модулях памяти: маленьких платках с контактными площадками, которые устанавливались в материнскую плату в специальные разъемы. Модули помогают решить обе описанные выше проблемы: обычно они устанавливаются в материнскую плату вертикально, что позволяет решить проблему свободного места, во вторых, между модулем памяти и разъемом обычно надежный электрический контакт.

Самым первым модулем, который использовался в PC, был так называемы модуль SIMM 30pin (Single Inline Memory Module, Модуль Памяти с Односторонним Расположением контактов, имевший 30 контактных площадок). Рассмотрев такой модуль, можно заметить, что контактные площадки расположены у модуля с обеих сторон, но с обратной стороны модуля за счет внутренней металлизации контактных площадок происходит их дублирование, т.е. все же у модуля одностороннее расположение контактов.

Каковы характеристики модуля? А чем вообще можно характеризовать модуль, если все его параметры, такие как тип и объем памяти, быстродействие, зависят в первую очередь от припаянных на модуль чипов? Но есть по крайней мере один параметр, который характеризует именно модуль. Этот параметр - разрядность модуля, т.е. ширина той шины, по которой происходит доступ к конкретному модулю, или количество контактов, по которым передаются биты данных. (Например, модуль с 30 ножками, естественно, не может обеспечить 32-битный обмен данными - для этого нужно только 32 ножки для передачи данных, а ведь еще питание, адресация и т.д.). Т.е., модули друг от друга в первую очередь отличаются разрядностью. Разрядность модуля SIMM 30 pin составляет 8 бит (на самом деле 9 бит, но последний, девятый бит используется для передачи так называемых данных четности). Модуль SIMM 30 pin (иногда еще называют: короткий SIMM) использовался в 286, 386 и 486 системах. Рассмотрим применение короткого модуля SIMM на примере 386 системы. Ширина шины, связывающая 386 процессор с памятью, составляет 32 бита. Можно ли в такой системе в качестве оперативной памяти использовать 1 SIMM 30 pin? Представьте себе: процессор использует для связи с памятью шину, в которой данные передаются по 32 проводам. Будет ли система работать, если из этих проводов задействовать только 8? Разумеется, нет! Естественно, что в системе должна использоваться 32-битная память, а иначе процессор не сможет работать с памятью. Но как реализовать 32-битную память, если в Вашем распоряжении только 8-битные модули? Нужно использовать несколько модулей одновременно! Фактически, минимальной единицей оперативной памяти системы можно считать совокупность модулей памяти, полностью "закрывающих" шину память - процессор. В 386 системе при использовании SIMM 30 pin (шириной 8 бит каждый модуль), нужно одновременно использовать кратное четырем количество модулей для того, чтобы обеспечить работоспособность системы. Поэтому на материнских платах тех времен количество разъемов под короткие SIMMы было всегда кратно четырем: 4 или 8 штук. Совокупность разъемов, полностью закрывающих шину память - процессор называется банк памяти. То, о чем мы говорили только что, можно сказать следующим образом: в системе память всегда должна устанавливаться только банками, и хотя бы один банк должен быть установлен.

Неудобства использования 30 pin SIMM в системах 386 и 486 вполне очевидны: банк памяти состоит из четырех модулей. Поэтому был разработан новый тип модуля: SIMM 72 pin. Такой модуль, как ясно из названия, так же имел контакты, расположенные с одной стороны модуля (Single Inline) и при этом увеличившееся количество контактных площадок позволило сделать ширину шины модуля 32 бит (на самом деле 36 бит, остальные снова для данных четности). Стало быть, в 486 системах, у которых ширина шины обмена процессор - память составляла 32 бита, банком памяти являлся единственный модуль памяти SIMM 72 pin. Таким образом, в 486 системы можно было устанавливать либо по 4 30pin SIMMa, либо по одному 72 pin SIMM (который иногда называли длинный SIMM).

С выходом процессора Pentium, у которого ширина шины память - процессор увеличивается до 64 бит, снова возникает ситуация, когда банк не равен модулю. В Pentium-системы память при использовании 72pin SIMM снова необходимо устанавливать парами. Для решения этой проблемы, а точнее для применения уже упоминавшейся нами SDRAM, был разработан новый тип модуля: DIMM 168 pin (Dual Inline Memory Module). Как ясно из названия, у этого модуля 168 контактных площадок, расположенных по обеим сторонам модуля, по 84 с каждой стороны. Модуль DIMM 168 pin является 64-битным, и использование единственного модуля DIMM позволяет закрыть шину память - процессор для процессора Pentium, как, впрочем, и для любого современного процессора. Таким образом, в современную систему можно вставлять модули DIMM 168 pin по одному или 72pin SIMM парами. 30 pin SIMM уже весьма давно полностью вышли из употребления, длинные же SIMM сегодня применяются крайне редко. Наиболее часто используемый тип модуля сегодня - модуль DIMM.

Обращаю Ваше внимание на то, что нужно очень четко различать и не смешивать типы памяти (DRAM, FPM, EDO, SDRAM etc) и модули памяти (SIMM30, SIMM72, DIMM168).

 

 

Видеоподсистемы

Состоят из двух частей: видеоадаптера и дисплея.

Видеоадаптер состоит из графического процессора (GPU), видеопамяти, а также может включить в себя быстродействующий цифро-аналоговый преобразователь с буферной памятью.

GPU- выполняет действие по построению двухмерного и трехмерного изображений, обеспечивает раскраску изображений, а также многочисленные цвето-световые эффекты (туман, блики, дождь, инверсия изображений и т.д.). От основного процессора компьютера GPU отличается тем, что работает с числами с плавающей запятой, обеспечивает много потоковые вычисления.

Основные разработчики и производители GPU: Intel, NVIDIA, AMD(Radeon), ATI, SiS, Sony.

1) Монитор с ЭЛТ(CRT)

2) Жидкокристаллический монитор (ЖК)

3) Плазменная панель

Монитор с ЭЛТ

Нить накала подогревателя разогревает катод, с поверхности которого вылетают электроны. Электрическое поле, образованное высоким потенциалом анода, относительно катода, заставляет электроны двигаться к аноду. Модулятор имеет отрицательный заряд относительно катода, поэтому он уменьшает поток электронов, которые движутся к аноду. Отклонение от прямолинейного движения электронов осуществляется с помощью электромагнитной отклоняющей системы, представляющей собой две катушки, пространственно сдвинутые на 90⁰. Переменный ток пилообразной формы формирует переменное магнитное поле, с которым и взаимодействует движущийся электрон. Для формирования цветного изображения нужно 3 источника базового цвета (красный, зеленый, синий). Поэтому в ЭЛТ используется 3 электронные пушки, находящиеся рядом, но сдвинутые пространственно, поэтому формируется 3 электронных луча, которые попадают на анод и за счет кинетической энергии электронов заставляют светиться точки цветных люминофоров. Чтобы каждый из трех электронных лучей попал на люминофор только «своего» цвета вблизи анода размещается маска – пластина с большим числом отверстий, через которые электронные лучи попадают на экран. Все элементы ЭЛТ, за исключением отклоняющей системы, помещаются в стеклянную запаянную колбу из которой откачан воздух. Если три электронные пушки расположены так, что их оси образуют правильный треугольник, то и точки люминофоров должны образовывать равносторонний треугольник. Такие ЭЛТ называют дельта-трубками. Недостатком дельта-трубки является то, что значительная часть электро-потока попадает на маску. Из-за этого увеличивается электростатическое поле вблизи поверхности экрана, а так же увеличивается уровень рентгеновского излучения от экрана. В начале 70-х годов Sony разработала систему Trinitron- это система планарных электронных пушек и щелевой маски.

Пропускание маски щелевой а 40% больше чем у дельта-маски.

 

Жидкокристаллический

Они обладают анизотропией, т.е. физические, химические и другие свойства зависят от направления. Часть жидких кристаллов, относящихся к классу халькогенидов, представляют собой коллоидные растворы из очень длинных молекул.

Нематические халькогениды – молекулы свернутые клубками, а под действием электрического поля разворачиваются вдоль линий электрического поля. При этом изменяется светопропускание и вектор поляризации электрической составляющей проходящего света.

Плоские поляризаторы и поляризаторы-анализаторы взаимно скрещены, т.е. под углом 90⁰. Если между электродами отсутствует электрическое поле, то падающий свет, получивший линейную поляризацию в поляризаторе доходит то поляризатора-анализатора с практически неизменным вектором поляризации и соответственно через поляризатор-анализатор он не проходит. Прикладывая напряжение между электродами создаем электрическое поле частично или полностью ориентирующее молекулы как ЖК. Поэтому после поляризатора свет получает сдвиг вектора поляризации и теперь через поляризатор-анализатор частично или полностью проходит.

Все ячейки изображения с одной стороны объединены шинами по сторонам, а с другой стороны экрана по вертикальной координате. Переключая напряжение на шинах по горизонтальным и вертикальным координатам зажигая мы гасим точки изображения, находящегося на пересечении выбранного столбца и строки.

Недостатком этой схемы является большая емкость шин и поэтому относительно медленные процессы зажигания и гашения пикселей.

tзаж.≈35…25 мс

tгаш.≈40…50 мс

При переходе к цветному изображению количество шин увеличивалось в 9 раз и проблема усугублялась поэтому были разработаны прозрачные транзисторы через которые каждая точка цветного изображения могла независимо заряжаться и разряжаться. Поэтому в современных ЖК мониторах T(отклика)=tзаж+tгаш≈2…4 мс.

Цветные точки изображения получаются за счет нанесения светофильтров вдоль прозрачного лака на выбранной ячейке.

LED - светодиоды

OLED(organic light emission diode) - содержащие углерод, кислород, водород.

 

 

Плазменные панели

Реализуются в виде прямоугольных матриц ячеек изображения (как ЖК) но отличаются принципом формирования светового излучения. Для каждой цветной точки изображения используется миниатюрная колбочка, запаянная, внутри которой под низким давлением инертный газ. Внутри колбы размещены несколько электронов (3-5), которые имеют конкарды снаружи колбы. С помощью электродов осуществляется управляемый тлеющий заряд.

Каждая колба с торца, направленного на зрителя, покрыта слоем люминофора. Люминофор поглощает фотоны, излучаемые светящейся плазмой, в свою очередь излучает свет определенной длины волны. Триады из колб трех цветов образуют пиксели изображения.

Характеристики:

1) Размер экрана (задается по диагонали в дюймах)

Соотношения 4:3, 16:9, 16:10

2) Яркость изображения (Нит – единица измерения)

Для ЭЛТ: 160-260 Нит

Для ЖК: 180-450 Нит

Плазменных: 250-1100 Нит

3) Время отклика

ЭЛТ: 3-11 мс

ЖК: 2-16 мс

Плазма: 4-18 мс

4) Разрешение экрана – величина, равная максимальному числу отдельно различимых параллельных линий изображения. Задается числом линий (ТВЛ)

ЖК и плазма – число определяется количеством пикселей в строке и количеством строк в матрице экрана

ЭЛТ – разрешение экрана задается расстоянием между двумя линиями, которые можно различить по отдельности (0,22…0,31 мм)

5) Долговечность

MBTF – среднее время наработки на отказ

ЭЛТ: 12-15 тысяч часов

ЖК: 20-28 тысяч часов

Плазма: 12-18 тысяч часов

6) Глубина цвета – количество отдельно воспроизводимых оттенков (бит)

ЭЛТ: 24-26 бит (массовые)

до 38 бит (профессиональные)

ЖК: 24-32 бита (до 36 бит)

Плазма: 24 бита (до 32 бит)

7) Потребляемая мощность

Диагональ 20”

ЭЛТ: 110-130 Вт

ЖК: 45-50 Вт

Плазма: 130-180 Вт

 

Процесс сканирования

Процесс сканирования происходит следующим образом.

· Документ кладут на стеклянный планшет и накрывают крышкой сканера. Внутренняя сторона крышки, как правило, белая, хотя в некоторых моделях бывает и черная. Крышка служит универсальным фоном, позволяющим определить размер сканируемого документа. Большинство планшетных сканеров позволяет снимать крышку при сканировании громоздких объектов – например, толстых книжек.

 

 

· Документ подсвечивается лампой. В современных моделях используются ксеноновые лампы или флуоресцентные с холодным катодом. В старых сканерах встречаются стандартные флуоресцентные лампы.

· Считывающая головка медленно движется вдоль документа на приводном ремне, соединенном с шаговым двигателем. Головку сканера образует целый механизм: зеркала, линза, фильтр и блок приборов с зарядовой связью. Для предотвращения колебаний при проходе головка закреплена на стержне стабилизатора. Проход – это полное однократное сканирование всего документа.

· Изображение документа отражается одним угловым зеркалом на другое. В одних сканерах предусмотрено два зеркала, в других – три. Все зеркала слегка изогнуты, чтобы отражаемое изображение фокусировалось на меньшей площади.

· Последнее зеркало отражает изображение на линзу, а та с помощью фильтра фокусирует изображение на блоке CCD.

Конкретное количество и расположение фильтров и линз зависит от модели сканера. В некоторых сканерах используется метод троекратного прохода. При каждом проходе изображение пропускается через разные цветовые фильтры (красный, зеленый, синий), а затем программное обеспечение сканера объединяет три отфильтрованных изображения в одно полноцветное.

Большинство современных моделей сканирует документы в один проход. Линза разбивает изображение на три уменьшенных копии, каждая из которых проходит через цветовой фильтр (красный, зеленый или синий) и попадает на один из секторов блока CCD. Затем сканер объединяет данные с трех секторов блока и генерирует единое полноцветное изображение.

Другая технология, которая широко применяется в недорогих планшетных сканерах, – это контактные датчики изображения (CIS). Эта технология предусматривает использование нескольких рядов красных, зеленых и синих светодиодов (LED) вместо лампы, линзы зеркал, фильтров и блока CCD. Механизм состоит из 300–600 контактных датчиков изображения, расположенных по всей ширине зоны сканирования, очень близко к стеклянному планшету. При сканировании цветные лучи светодиодов смешиваются, образуя белый свет, а датчики захватывают подсвеченное изображение. Сканеры CIS намного дешевле, легче и тоньше моделей CCD, но обеспечивают невысокое качество и разрешение изображения.

Характеристики:

Формат изображения: от 24х36мм до А2 и рулоны шириной до 1100 мм.

Разрешение: max кол-во штрихов на единицу длины воспринимаемых сканером как отдельные линии. 800-1200 ipi до 9600 ipi

Скорость сканирования: Для планшетных до 16 страниц А4 в мин.

Долговечность: 15-17 тыс. часов.

 

 

Понятие об открытой архитектуре. Структура ПК. Состав и параметры системной шины.

Структура ПК.

Обычно ПК состоит из трех частей:

- системного блока;

- клавиатуры, позволяющей вводить символы в компьютер;

- монитора (или дисплея) – для изображения текстовой или графической информации.

 

В системном блоке располагаются все основные узлы компьютера:

- электронные схемы, управляющие работой компьютера (микропроцессоры, оперативная память, контроллеры устройств);

- блок питания;

- накопители (или дисководы) для гибких магнитных дисков;

- накопитель на жестких магнитных дисках.

 

ПК - устройство с открытой архитектурой. Открытая архитектура — архитектура компьютера, периферийного устройства или же программного обеспечения, на которую опубликованы спецификации, что позволяет другим производителям разрабатывать дополнительные устройства к системам с такой архитектурой

Шина – набор проводников, выполняющих совместную функцию (например, передачу многоразрядного числа). Обычно потенциал на каждом проводе определяет состояние проводника шины.