Апаратні засоби

Комунікації і зв'язок

ТЕМА: Апаратні засоби IBM PC.

Челябінської державної

ПЕДАГОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Виконав:

Федоров Євген

Вікторович

151 група фізичного факультету.

ЗМІСТ:

Мікропроцесор 4

Покоління процесорів 4

ТАБЛИЦЯ МІКРОПРОЦЕСОРІВ 4
КОРОТКИЙ ОГЛЯД процесорів фірми INTEL 5

1.1 ПРОЦЕСОР i8086 5

1.2 ПРОЦЕСОР i8088 6

1.3 ПРОЦЕСОР i80286 7

1.4 ПРОЦЕСОР i80386 9

співпроцесор i80287 10

Основні характеристики i80386 10

Сумісність з мікропроцесорами 8086/80286 11

Типи даних математичного співпроцесора 11
ЖОРСТКІ ДИСКИ 13

Жорсткі диски з інтерфейсом IDE 13

Жорсткі диски з інтерфейсом SCSI 14

Жорсткі диски для аудіо і відео 14

Жорсткі диски 2.5 "і 1.8" 15

Надійність 16
Оперативна пам'ять 17

Корпуси та маркування 17

Логічна організація пам'яті 17

Додаткова, або ехрanded-памягь 18

Paсшіренная, або ехрanded -памягь 18
КЕШ - ПАМ'ЯТЬ 19
НОВІ ВИДИ ПАМ'ЯТІ 21
Paсшіренная, або ехрanded-памягь 22
МОНІТОРИ 22

Введення 22

1. Класифікація та відмінні риси моніторів 23

2.1. Фізичні 24

Розмір робочої області екрана 24

Радіус кривизни екрану ЕПТ 25

Екранне покриття 25

2.2. Частотні 26

Частота вертикальної розгортки 26

Частота горизонтальної розгортки 26

2.3. Оптичні 26

Крок точок 26

Допустимі кути огляду 27

Мертві точки 27

Підтримувані дозволу 27

2.3. Функціональні 28

Конструкція корпусу і підставки 28

Спосіб підключення монітора до комп'ютера 28

Засоби управління і регулювання 29
БІБЛІОГРАФІЧНИЙ СПИСОК 30

Мікропроцесор

Самим головним елементом у комп'ютері, його «мозком» ємікропроцесор - електронна схема, що виконує всі обчислення й обробкуінформації. Швидкість його роботи багато в чому визначає швидкодіюкомп'ютера. А почалося все з появою скромною по своїх можливостяхмікросхеми Intel 4004 - першого мікропроцесора, створеного в 1971р.командою на чолі з талановитим винахідником, доктором Тедом Хофф.

Спочатку ця мікросхема призначалася для мікрокалькуляторів ібула виготовлена на замовлення японської фірми. На щастя для всіх нас, фірмаця збанкрутувала. З цього моменту і почалася епоха персональнихкомп'ютерів. Минуло кілька десятиліть. Вчені виявили закономірність,назвавши її «закону Мура»: ЩОРОКУ ПОТУЖНІСТЬ МІКРОПРОЦЕСОРІВ збільшуються удвічі!

На перший погляд процесор це просто вирощений за спеціальноютехнологією кристал кремнію. Однак камінчик цей містить у собі безлічокремих елементів - транзисторів, які в сукупності й наділяютькомп'ютер здатністю «думати». Процессор складається із кількох важливихдеталей: власне процесора - «обчислювача» і співпроцесора --спеціального блоку для операцій з «плаваючою крапкою» (або комою).
Застосовується співпроцесор для особливо точних і складних розрахунків, а також дляроботи з рядом графічних програм.

Покоління процесорів

Процесор - є головним обчислювальним пристроєм, що складається змільйонів логічних елементів - транзисторів. На перший погляд процесор,просто вирощений за спеціальною технологією кристал кремнію. Однак вінмістить в собі безліч транзисторів, які в сукупності й наділяютькомп'ютер здатністю «думати». Точніше, обчислювати, виробляючи певніматематичні операції з числами, в які перетворюється будь-якащо надходить в комп'ютер інформація.

Покаленія процесорів відрізняються один від одного багатьма показниками.
Зазначимо декілька з них в таблиці:

ТАБЛИЦЯ МІКРОПРОЦЕСОРІВ

| модель | розрядність | Частота | кількість | режим роботи | співпроцесор |
| | | МГц | транзисторів | | |
| 8086 | 16 | 4,47 | | звичайний | немає |
| 80286 | 16 | 6 - 8 | | Захищений | немає |
| 80386 | 32 | 33 | | віртуальний | є |
| 80486 | 32 | 33 - 55 | | Захищений | є |
| Pentium | 32 | 60 - 66 | | віртуальний | є |
| Pentium | 32 | 133 - 200 | | Захищений | вбудований |
| PRO | | | | віртуальний | |
| Pentium | 32 | 130 - 233 | | Захищений | вбудований |
| ММХ | | | | віртуальний | |
| Pentium II | 32 і 64 | 233 - 450 | | Захищений | вбудований |
| | | | | Віртуальний | |
| Pentium | 256 | 450 - 1000 | | Плаваюча | вбудований |
| III | | | | кома | |
| Pentium IV | | 1500 | | Плаваюча | вбудований |
| | | | | Кома | |
| Celeron | 64 | 66 | | Плаваюча | вбудований |
| | | | | Кома | |
| AMD | | 550 | | Плаваюча | вбудований |
| | | | | Кома | |

КОРОТКИЙ ОГЛЯД процесорів фірми INTEL

1.1 ПРОЦЕСОР i8086

У 1976 році фірма Intel почала посилено працювати надмікропроцесором i8086. Розмір його регістрів було збільшено в два рази, щодало можливість збільшити продуктивність у 10 разів порівняно з 8080.
Крім того, розмір інформаційних шин був збільшений до 16 розрядів, щодало можливість збільшити швидкість передачі інформації на мікропроцесор із нього в два рази. Розмір його адресної шини також був істотно збільшений
- До 20 біт. Це дозволило 86-му прямо контролювати 1М оперативноїпам'яті. Як прямий нащадок i8080, i8086 успадкував велику частину безлічійого команд. Регістри цього процесора були розроблені таким чином, щовони могли обробляти як 16-ти бітні значення, так і 8-ми бітні - такожяк це робив i8080. Пам'ять i8086 була також дороблена спеціальнимчином. Весь мегабайт оперативної пам'яті не представлявся єдиним полем,а був розділений на 16 сегментів величиною за 64К. Таким чином, пам'ять 8086можна було уявити, як об'єднану разом пам'ять кількох i8080.i8086 працював з кожним сегментом окремо, не дозволяючи великимінформаційним структурам переходити через кордони сегментів. У певномусенсі i8086 випередив свій час. Малі комп'ютери грунтувалися на 8-мибітної архітектури, пам'ять була дуже дорога, були потрібні додаткові
16-ти бітні мікросхеми. Використання цього процесора передбачалося в 16 --ти бітних пристроях, які не виправдовували свою ціну в той час.

1.2 ПРОЦЕСОР i8088

Через рік після презентації 8086, Intel оголосив про розробкумікропроцесора i8088. Він був дуже схожим на i8086:
16-бітові регістри, 20 адресних ліній, той же набір команд - все те ж, завинятком одного, - шина даних була зменшена до 8 біт. Це дозволялоповністю використовувати широко поширені в той час 8-бітні елементитехнічного забезпечення.

Як крок назад в історії розробки мікропроцесорів i8088 мігзагубитися в історії, як це було з i8085, не реши IBM реалізувати свійперший персональний комп'ютер на його базі. Вибір IBM був зрозумілий. Восьмибітна шина даних дозволяла використовувати наявні на ринку мікросхеми.
Шістнадцяти бітна внутрішня структура давалаважливі переваги в порівнянні з існуючими мікропроцесорами. Якприймач 80-го мікропроцесора, i8088 міг розуміти незначнодопрацьовані програми, що працюють з CP/M. За великим рахунком, всі ціпереваги були тимчасовими, а в деяких випадках і ілюзорними. Алевосьми бітний чіп був ще й не дорогим. Останнє стало важливішимаргументом, ніж 16-бітові регістри і легко адаптуються програми CP/M.
Отже, i8088 з'явився базою для розробки сімействамалих комп'ютерів. Він підготував грунт для швидкого створення суміснихнастільних комп'ютерів.

Потенційно 8086 був в два рази продуктивність, і майже повністюсумісний з i8088. Мікропроцесори i8088 і i8086 сумісні, але невзаємозамінні. Вісім додаткових біт даних вимагали 8-мидодаткових проводів. Таким чином, підключення цих двох мікросхембуло різним. Комп'ютер розроблявся або під один мікропроцесор,або під інший.

Ось деякі витяги з технічного опису IBM PC XT:
Серцем системної плати є мікропроцесор Intel 8088. Цей процесорє версією 16 - бітного процесора Intel 8086 з 8-бітовимвиходом на зовнішню магістраль і є програмно сумісним зпроцесором 8086. Таким чином, 8088 підтримує 16-бітні операції,включаючи множення і ділення, і підтримує 20-бітну адресацію (до 1
Мбайта пам'яті). Він також працює в максимальному режимі. Тому всистему може бути доданий співпроцесор. Процесор працює з тактовоючастотою 4.77 МГц. Ця частота, яка виходить з частотикварцового генератора
14.31818 МГц, ділиться на 3 тактовим генератором процесора і на 4 дляотримання сигналу кольоровості 3.58 МГц, необхідного для кольоровоготелебачення. При тактовою частотою 4.77МГц цикл обміну по магістралі
8088 становить чотири періоди по 210 нс. або 840 нс. Цикл вода/виводувимагає п'яти тактів по 210 нс. і становить 1.05 мкс.
Процесор підтримується набором багатофункціональних пристроїв забезпечуючичотири канали 20-бітного прямого доступу до пам'яті, три 16-бітових каналутаймерів-лічильників і вісім пріоритетних рівнів переривання ...

ЦП 8088 комп'ютера IBM PC проводить вибірку команди за адресою,інтерпретує її, виконує дію, необхідний цією командою, (наприклад,додавання двох чисел), потім переходить до виконання наступної команди. Якщонаступна команда не направить процесор 8088 безпосередньо допевній комірці пам'яті, щоб виконати записану там команду,процесор буде рухатися від однієї команди до іншої по осередках пам'яті,розташованим послідовно (крок за кроком). Найбільш суттєва різницяміж покроковим виконанням програми (послідовності команд) іпокрокової роботою комп'ютера полягає в тому, що комп'ютер IBM можевиконувати близько мільйона таких кроків на секунду ...

У міру того, як з'явилися мікропроцесори, що складаються з багатьохтисяч дискретних елементів, з'явилася можливість реалізації додатковихфункцій в рамках однієї мікросхеми. При розробці комп'ютера, кріммікропроцесора, використовуються і інші додаткові пристрої:контролери переривань, таймери та контролери шин. Функції цих пристроївтехнічно можна реалізувати в одному корпусі з мікропроцесором.
Однак ці можливості ніколи не реалізуються на практиці. Мікропроцесор,як і всі додаткові пристрої, може використовуватися не тільки вкомп'ютерах.

У міру розвитку комп'ютерної індустрії, ринком була проведенаоптимізація розподілу функцій між пристроями. І кожен пристрійрозвивалося в напрямку реалізації своїх функцій. Intel продовжувавудосконалювати свої мікропроцесори. У 1982 році був представлениймікропроцесор i80186. Цей чіп став базовим для створення цілої низкисумісних комп'ютерів та реалізації турборежіма. Так само був створениймікропроцесор i80188 - приймач i8088.

1.3 ПРОЦЕСОР i80286

Презентація IBM персонального комп'ютера AT в 1984 році сфокусувалавсю увагу на інший мікропроцесор - i80286. Сам по собі мікропроцесорбув представлений ще в 1982 році. Природно в 8086 і 80286 багато спільного,але i80286 володіє такими додатковими якостями, які відразупривернули пильну увагу всіх пов'язаних з комп'ютерною індустрією.
Новий мікропроцесор використовуєповну 16-розрядну шину даних і 16-бітові внутрішні регістри. Він буврозроблений для роботи з частотою в 6 Мгц, а потім 8 і 10 МГц. Більш того,i80286 здатний реалізовувати свої функції швидше, ніж це випливає зпростого зростання частоти.

Зрештою, найбільшою перевагою i80286 було те, що вінмав здатність працювати з додатковою пам'яттю. Замість 20-розрядноїадресної шини i8088/i8086, i80286 мав 24-розрядну шину. Цідодаткові 4 розряди давали можливість збільшити максимум адресуєтьсяпам'яті до 16 М. i80286 дозволив також використовувати віртуальну пам'ять. Назваговорить саме за себе, що віртуальна пам'ять організується не на якихосьокремих фізичних чіпах. Більше того, інформація зберігається десь узовнішньої пам'яті, але система забезпечує прямий доступ до неї. i80286 забезпеченийспеціальними засобами, що дають йому можливість відрізняти, до реальноїабо віртуальної пам'яті відноситьсябудь-який байт. Ці засоби реалізуються додатковими схемами, включеними вмікропроцесор. Вони дають можливість працювати з 1Г пам'яті, що включає всебе 16М фізичної пам'яті і 1008М віртуальної.

Теоретично i80286 мав подолати бар'єр адресується пам'яті в
1М, який був встановлений попередніми моделями. Але насправді цяможливість не була реалізована.

Проблема була частково в традиціях, а частково в сумісності. Кочасу появи i80286 IBM PC мала гарантований успіх. Для i8088,i8086 було розроблено величезну програмне забезпечення. Умови використаннявикористання цих розроблених програм ставив під сумнів використаннянового чіпа. Для забезпечення сумісності з раніше розробленими чіпамирозробники i80286 забезпечили його роботу у двох режимах: в реальному ізахищеному. Реальний режим був скопійований з режиму роботи i8086. Причомурозробники працювали так сумлінно, що внесли до реального режиму іобмеження по використанню тільки 1М пам'яті.

Щоб використовувати поліпшені можливості Intel 80286, фірмарозробила захищений режим. Хоча була відсутня програмна сумісністьз i8086, цей режим дозволяв використовувати всі 16М і навіть 1Г віртуальноїпам'яті в програмах, що працюють в захищеному режимі.

Точно так само як і i8086 свого часу, i80286 давав такі величезніресурси пам'яті, потреба в яких ще не назріла до того часу.
Тому цей режим не відразу був визнаний широким колом користувачів.
Знадобилося майже три роки, що минули з моменту презентації першого АТ іпоявою операційної системи OS/2, що працює в цьому режимі, іознаменувала собою початок його широкого застосування.

Були дві причини повільної популяризації захищеного режиму. Дляпрограмістів, що працюють в DOS, істотним було питання переходуміж реальним і захищеними режимами. Intel розробив перехід міжрежимами тільки в одному напрямку. Мікропроцесор починав роботу тількив реальному режимі, коли відбувалося тестування всіх 16М пам'яті, але длявикористання цього ресурсу необхідно було перейти в захищений режим.
Інакше користувач міг задовольнятися тільки 1М пам'яті. Зворотногопереходу від захищеного режиму до реального не існує - потрібноперезавантаження.

Крім того, захищений режим реалізовував тільки частково сподіванняпрограмістів. Вся величезна пам'ять i80286 була розділена на сегменти за
64К. Замість того, щоб вільно використовувати весь ресурс пам'яті,програмістам доводилося мудрувати, щоб подолати ці бар'єри міжсегментами.

1.4 ПРОЦЕСОР i80386

i80386 був створений в 1985 році. i80386 був створений при повнійясності всіх вимог, що пред'являються до мікропроцесорах і комп'ютерам.i80386 мав усі позитивні якості своїх попередників. Всімікрокоду i80286 входили в безліч мікрокоманд i80386. Тому старепрограмне забезпечення могло використовуватися з i80386. Але разом з тим уi80386 були додаткові можливості. Особливо приваблювала можливістьпрацювати без обмеження пов'язаного з сегментацією пам'яті. Розмірирегістрів і шини даних були збільшені до 32 біт. Інформація передаваласяі оброблялася в два рази швидше, ніж у 16-бітного i80286.

З самого початку розробники 80386 ставили перед собою завдання створитишвидкий чіп. При його створенні використовувалася CHMOS технологія. Першіi80386 почали працювати з найвищою частотою, досягнутої для i80286. Потімз'явилася 20 Мгц модель. У 1985 році межа була, відсунуть до 25 МГц. Анезабаром і до 33 МГц.

Зі збільшенням шини даних до 32 біт, число адресних ліній такожбуло збільшено до 32. Саме по собі це розширення дозволиломікропроцесору прямо звертатися до 4Гб фізичної пам'яті. Крім того, вінміг працювати з 16 трильйонів байт віртуальної пам'яті. Мікропроцесор маввсе необхідне для реалізації останнього. Величезна перевага дававспосіб організації пам'яті i80386. До неї можна було звертатися, як до одноговеликим полем, доступному для програм. Тобто структури даних іпрограми могли бути обсягом у цілу пам'ять. Поділ пам'яті насегменти можливо, але не обов'язково. Сегменти можуть бути довільні, а необмежені по64К.

Крім того, i80386 забезпечений 16 байтами кеш-пам'яті. Це спеціальновбудоване поле пам'яті використовується для зберігання кількох командмікропроцесора. Незалежно від вироблюваних мікропроцесором розрахунків,спеціальна схема завантажує в цю пам'ять код програмного забезпечення,перш ніж в ньому з'явиться необхідність. Ця невелика кеш-пам'ять допомагаєпроцесору працювати більш швидко без затримок, пов'язаних з очікуваннямзавантаження чергової команди з оперативної пам'яті.
Для того щоб забезпечити сумісність з попередніми мікропроцесорами із величезною бібліотекою DOS-програм i80386 був розроблений таким чином,аби бути, як можна більше схожим на i8086 і i80286. Як і йогопопередники, i80386 дозволяв працювати в захищеному режимі зобмеженням адресується в пам'яті 1М. У цьому режимі він завантажував і виконуваввсі програми, розроблені?? на процесорах попередніх поколінь.

З реального режиму i80386 міг бути переведений в захищений режим, девін функціонував подібно до 80286, за винятком об'єму пам'яті. У цьомурежимі в розпорядженні програміста було більше пам'яті, і він міг більш гнучкоманіпулювати нею, бо міг змінювати розміри сегмента.

На противагу i80286 - i80386 міг переходити з одного режимув іншій без перезавантаження машини, а за допомогою команд програмногозабезпечення.

Новий режим, названий віртуальним режимом 8086 (Virtual mode), дававi80386 особливо великі свободи з використання багатозадачних ОС. У цьомурежимі цей процесор працював не як один 8086, а як необмежену їхкількість в один і той же час. Цей режим дозволяв процесору розбиватипам'ять на безліч віртуальних машин, кожна з яких працювала так, якніби вона була окремим комп'ютером на 8086 чіпі.

співпроцесор i80287

Математичний співпроцесор i80287 дозволяє йому виконувати швидкісніарифметичні та логарифмічні операції, а також тригонометричніфункції з високою точністю. Співпроцесор працює паралельно змікропроцесором, це скорочує час обчислень, дозволяючи співпроцесоравиконувати математичні операції, в той час як мікропроцесорзаймається виконанням інших функцій. Співпроцесор працює із сімома типамичислових даних, які діляться на наступні три класи:

- програмні цілі числа (3 типу);

- десяткові цілі числа (1 тип);

-- дійсні числа (3 типу).

Основні характеристики i80386

Мікропроцесор 80386 дає розробнику систем великечисло нових та ефективних можливостей, включаючи продуктивність від 3 до
4 мільйонів операцій у секунду, повну 32-розрядну архітектуру, 4 гігабітні
(2 байт) фізична адресний простір і внутрішнє забезпечення роботиз сторінкової віртуальною пам'яттю.

Незважаючи на введення в нього останніх досягнень мікропроцесорноїтехніки, 80386 зберігає сумісність по об'єктному коду з програмнимзабезпеченням, у великій кількостінаписаним для його попередників, 8086 і 80286. Особливий інтереспредставляє таку властивість 80386, як віртуальна машина, якадозволяє 80386 перемикатися у виконанні програм, керованихрізними операційними системами, наприклад, UNIX і MS-DOS. Ця властивістьдозволяє виробникам оригінальних систем безпосередньо вводитиприкладне програмне забезпечення для 16-бітових машин в системі на базі 32 --бітних мікропроцесорів.

Об'єднуючи в собі продуктивність суперміні ЕОМ і низькувартість, і функціональну гнучкість мікропроцесора, 80386 можевідкрити нові ринки для мікропроцесорних систем.

Застосування, неприпустимі насамперед через невисокий швидкодіїмікропроцесорів або не економності використання суперміні ЕОМ, сталитепер практично здійсненні завдяки 80386. Такі новітнізастосування, як машинне зір, розпізнавання мови, інтелектуальніроботи та експертні системи, які до недавнього часу в основному настадії експерименту, тепер можуть бути запропоновані на ринку.

Для того, щоб задовольнити вимоги майбутніх застосувань, маломати 32-бітові регістри, команди і шини. Ці основні властивості єлише відправною точкою для 80386.

Сумісність з мікропроцесорами 8086/80286

Два покоління процесорів сімейства 86 передують процесору 80386 -
80286 і 8086, з кожним з них 80386 сумісний на рівні двійкових кодів.
Завдяки такій сумісності заощаджуються програмні витрати,забезпечується швидкий вихід на ринок і доступ до обширної бібліотеціпрограмного забезпечення, написаного для машин на базі мікропроцесорівсімейства х86.

Мікропроцесор 80386, звичайно, може виконувати програми для 8086, вінтакож може одночасно виконувати програми для 80286 та 80386. Однакнайбільш важливою властивістю сумісності 80386 представляється властивість,зване VIRTUAL 86 (віртуальний 86), що встановлює захищенуструктуру для 8086 усередині системи завдань 80386. Доповнюючи властивістьвіртуального 8086 сторінкової організацією пам'яті, 80386 може закріпити закожної завданням віртуального 8086 1 Мбайтное адресний простір в будь-якійгалузі фізичного адресного простору 80386. Більш того, якщоопераційна система 80386 забезпечує роботу з віртуальною пам'яттю, тозавдання віртуального 8086 можуть переноситися з диска і назад як будь-якіінші завдання. Таким чином, властивість віртуального 8086 дозволяє
80386 одночасно виконувати програми, написані для трьох поколіньсімейства 86.

Типи даних математичного співпроцесора

Математичний співпроцесор 80287 або 80387 додають до типів даних ікомандам процесора 80386 свої, наведені в табл.3.7.1.1. У більшостіприкладних задач вхідні величини і одержувані результати зберігаються у виглядітипів цілих, дійсних або упакованих десяткових, а дляпроміжних величин є тип даних проміжне дійсне,розширений діапазон і точність якого в складних обчисленнях зводять домінімуму помилки округлення, переповнення і зникнення порядку. Узгідно з такою моделлю математичний співпроцесор виробляєбільшу частину обчислень над проміжними величинами, що зберігаються в йогорегістрах. При завантаженнібудь-якого типу даних в регістровий стек, цей тип автоматично змінюється напроміжний дійсний. Проміжна дійсна величина врегістрі, в свою чергу, може бутипереведена в будь-який інший тип за допомогою команди запам'ятовування.

Головні типи даних і команди математичного співпроцесора

ЖОРСТКІ ДИСКИ

Більша частина жорстких дисків, представлених на світовому ринку,випускається спеціалізованими фірмами - Quantum, Seagate, Conner, Western
Digital, Maxtor і деякими іншими.

Жорсткі диски з інтерфейсом IDE

Жорстка конкуренція і особлива важливість в цих умовах цінового факторувимагають від виробників масової продукції використання самихсучасних технологічних досягнень. За рахунок застосування записи з високоющільністю (400 Mbit на квадратний дюйм) стандартне значення ємності,що припадає на один диск (носій), досягло 540 MB. Це дозволяєзменшити не тільки кількість дисків, але й магнітних головок та іншихелементів, а значить знизити ціну і підвищити надійність. При застосуваннітаких дисків лінійка моделей, що випускаються по місткості виглядає такимчином: 540 MB, 1.0, 1.6, 2.2 GB і т. д. Практично всі провіднівиробники переходять на випуск моделей з такою щільністю запису,яка вже знаходиться на межі можливостей стандартної технології,заснованої на застосуванні тон-копленочних магнітних головок. Радикальнезасіб - перехід на магніторезистивні головки - є для більшостіфірм досить дорогим, тому що технології їх масового виробництваволодіють тільки IBM і Fujitsu. Тому починають застосовуватися деякіінші рішення. Так, фірма Maxtor в нових моделях cepіях Durarigo (540 MB,
1 GB і 1.6 GB) почала застосовувати особливу технологію Proximity recording зпсевдо-контактує магнітною головкою Tripad (тонкоплівкової) іалмазоподібних вуглецевим покриттям носія. Головка знаходиться на дужеблизькій відстані від диска, а в окремих випадках може навіть торкатися йогоповерхні, що не приводять, однак, к. пошкодження магнітного шару,захищеного міцним покриттям. Maxtor, а також деякі інші фірмирозглядають цю технологію як дешевшу альтернативумагніторезистивні машинам і PRML для щільності запису до 1000 Mbit наквадратний дюйм.
Інтерфейс Enhanced IDE, що став основним для масової продукції, незважаючина дуже гарні швидкості передачі, все ж таки поступається інтерфейсу SCSI поможливостям, особливо в багатозадачних середовищах. Ситуація, можливо,покращиться з прийняттям специфікації АТА-3, в якій, за попереднімиданими, будуть доповнення (command overlapping and queuing, predictivefailure analysis bit і деякі інші), що дозволяють в деякій мірінаблизитися до SCSI як по ефективності відпрацювання запитів, так і поконтролю за цілісністю даних.

Жорсткі диски з інтерфейсом SCSI

Якщо 90% жорстких дисків, які встановлюються в персональні комп'ютери, маютьінтерфейс Enhanced IDE, і тільки 10% - SCSI, то для комп'ютерів,використовуються як сервери, частка SCSI збільшується до 90%. Інтерфейс
SCSI забезпечує великі переваги при роботі в багатозадачному режимі,тому, незважаючи на більш високу ціну в порівнянні з IDE, частка SCSIжорстких дисків буде збільшуватися і для персональних комп'ютерів. Нанижньому краю діапазону випускаються дисків знаходяться моделі, що використовують туж механіку, що й відповідні диски Enhanced IDE. Відповідно, вониволодіють такими ж параметрами. Завдяки невисокій ціні і гарноюпродуктивності, область їх застосування дуже широка, починаючи відперсональних комп'ютерів. Більша ж частина продукції має підвищенуємність і орієнтована на досягнення найвищого рівняпродуктивності. Тому використання передових технологій --магніторезистивні головок і PRML (застосовуються у всіх моделях IBM і
Fujitsu і деяких моделях інших фірм) і вдосконалених інтерфейсів
- Набуває першорядне значення. Такі диски володіють найвищимипараметрами - при ємності 4-8 GB (IBM довела ємність 3.5 "моделей до 20 GB)вони мають кеш-пам'ять 512-1024 KB, швидкість обертання 7200 об/хв і середнєчас пошуку менше 10 ms. У деяких випадках лімітуючим факторомстає швидкодія інтерфейсу, тому крім стандартного Fast SCSI-
2 зі швидкістю передачі 10 MB/s застосовуються також Fast Wide SCSI-2 (SCSI-3)на 20 MB/s, Ultra SCSI (40 MB/s).

Жорсткі диски для аудіо та відео

Розвиток multimedia викликало значний інтерес до так званихаудіо/відео жорстких дисків як з боку споживачів, так івиробників. Звичайні диски оптимізовані для швидкого доступу та швидкоїпередачі відносно невеликих блоків інформації, тобто, для максимальногокількості операцій введення/виводу в одиницю часу. Для роботи зі звуком івідео повинна забезпечуватись, навпаки, безперервна передача інформації впротягом досить тривалого часу з практично постійною швидкістю,як у випадку з магнітною стрічкою. Звичайні диски через періодичноїпроцедури термічної калібрування і повторного читання в разі виникненняпомилок допускають перерви в передачі інформації на час, що досягає сотеньмілісекунд, що призводить до неприємних наслідків при відтвореннізображення і звуку. Реально зустрічаються перерви можна неітралізовать здопомогою кеш-пам'яті дуже великого обсягу, але це дороге рішення.
Перші спеціалізовані диски для аудіо і відео випустила фірма
Micropоlis. В даний час відповідними можливостями починаютьоснащувати свої вироби більшість провідних виробників - IBM, Fujitsu,
Seagate, Quantum.

У дисках нової конструкції проблеми, пов'язані з термічної калібруваннямрозв'язуються відносно легко, тому що сервоінформація зберігається не наокремої виділеній поверхні. а розподілена по робочих поверхонь.
Потрібно лише модифікація вбудованого контролера для оптимізаціїпроцедури термічної калібрування. На рівні контролера оптимізується іпроцедура корекції помилок. Тому на основі однієї і тієї ж механіки можнастворювати і звичайні і аудіо/відео жорсткі диски. Такий підхід дозволяєвипускати комбіновані (тобто перемикані) диски без особливихдодаткових витрат.
Різні фірми застосовують відмінні підходи до виробництва аудіо/відеодисків. Так, піонер у цій області фірма Micropolis виділила їх в окремевиробництво. Seagate орієнтується на комбіновані диски, які можназастосовувати як для аудіо/відео, так і в звичайному режимі. Це деякі моделісерії Decathlon з ін-герфеісом як SCSI,-так і Fast ATA (Enhanced ide).

Для аудіо/відео жорстких дисків важливим параметром єгарантована швидкість передачі інформації. Для перших дисків фірми
Micropоlis вона становила 2.9 MB/s, у сучасних моделей Gold Lineзбільшена до 4 MB/s. IBM для своїх дисків Ultrastar AV гарантує 5 MB/s.

Жорсткі диски 2.5 "і 1.8"

Орієнтовані спочатку на мобільні застосування, мініатюрні жорсткідиски значно усовкршенствовалісь і не поступаються моделями для настільнихконструкцій. Жорсткі диски в стандарті PCMCIA з форм-фактором 1.8 "НЕзмогли зайняти місце штатних пристроїв масової пам'яті для комп'ютерів типуnotebook і laptop, на яке вони цілком обгрунтовано претендували. Томуобсяги їх випуску обмежені, і вони в основному застосовується для обмінуінформації і для індивідуальної роботи з будь-якими даними. Припостійно зростаючі вимоги до місткості дисків виявилося неможливимзабезпечити прийнятний рівень цін при застосуванні такої складної-технології,тому функції мініатюрних пристроїв масової пам'яті в основномупокладаються на моделі з форм-фактором 2.5 ", максимальна місткість якихперевищує вже 1 GB. Фірмі Maxtor, лідеру у виробництві надмініатюрнівиробів, вдалося перенести know how, розроблене для 1.8 "жорстких дисків
MobileMax, на 2.5 "моделі, що дозволило вийти відразу на рівень максимальнодосягнутої ємності при менших, ніж в інших фірм розмірах. Жорсткі дискисерії Laramie з інтерфейсом Enhanced IDE при товщині всього 12.5 мм маютьємність 837 MB, 1GB і 1.34 GB. У них застосована технологія proximityrecording і контролер на базі сигнального процесора.
Fujitsu виробляє 2.5 "диски серій Hornet 5 і 6, в яких застосовуютьсямагніторезистивні головки і PRML. Ємність дисків складає 508 MB, 768 MBі 1 GB, інтерфейси - Enhanced IDE і Fast SCSI-2. Диски мають високупродуктивністю і малим споживанням енергії. Моделі з інтерфейсом SCSIпризначені не тільки для застосування в notebook фірми Apple, але можутьвикористовуватися і в настільних комп'ютерах, а також для створення компактнихі надійних RAID-масивів.

Надійність

Як для самих ємних і продуктивних жорстких дисків з інтерфейсом SCSI,так і для масових моделей Enhanced IDE, найважливішим параметром залишаєтьсянадійність. Сучасні диски мають дуже високою надійністю, часнапрацювання на відмову у деяких моделей досягає 1 000 000 годин. Однак неслід забувати, що надійність, оцінена за MTBF (Mean Time Between
Failure), - це поняття загальне і статистичне, а перед користувачем стоїтьзавдання, як перевести його в конкретне й індивідуальне. Традиційніпідходи до підвищення надійності зберігання даних широко відомі - церезервне копіювання і застосування масивів з декількох дисків (RAID -
Redundant Array of Inexpensive Disks). Кілька слів про RAID. Це рішення,підвищує не тольо надійність, але і продуктивність, ніколи невідносилося до розряду дешевих і доступних. Однак зараз, зі зменшеннямвартості SCSI жорстких дисків, масиви починають пропонуватися доситьшироко, чому сприяє також поява відносно дешевих RAIDконтролерів (розробляються навіть і найближчим часом з'являтьсяконтролери, вбудовані в системну плату). Нарешті, з'явився принциповоновий підхід, що застосовується і до індивідуального диску, - SMART (Self-
Monitoring, Analysis аnd Reporting Technology). Він може використовуватисяпрактично для будь-якої комп'ютерної периферії і пропонує наявність -всроенних в пристрій средсгв caмодіагностікі. SMART передбачаєвикористання деяких реалізованих на рівні вбудованого в жорсткий дискконтролера процедур, які перевіряють стан найважливіших частин --двигуна, магнітних головок, робочих поверхонь, самого контролера. Цяінформація передається в комп'ютер, який її аналізує. Можливо такожвизначити "пробіг" жорсткого диска, число включень/виключень. Зовсімнедавно Seagate і Quantum також почали застосовувати SMART в своїх жорсткихдисках. Використання SMART, хоча і дозволяє досить докладноконтролювати стан диска, не є панацеєю, тому що появадеяких дефектів практично не-можливо передбачити.

Оперативна пам'ять

Оперативна пам'ять складає невелику, але, безумовно, найважливішу частинуперсонального комп'ютера. Якщо від типу процесора залежить кількістьадресується пам'яті, то швидкодія використовуваної оперативної пам'яті підв чому визначає швидкість роботи процесора, і в остаточному підсумку впливає напродуктивність всієї системи.
Практично будь-який персональний IBM-сумісний комп'ютер оснащенийоперативною пам'яттю, реалізованої мікросхемами динамічного типу здовільною вибіркою. (DRAM, Dynamic Random Access Memory). Кожен біттакої пам'яті фізично представлений у вигляді наявності (або відсутності) зарядуна конденсаторі, утвореному в структурі напівпровідникового кристала.
Оскільки час збереження заряду конденсатора обмежено (через
«Паразитних»; витоків), то, щоб не втратити наявні дані, необхідний] імоперіодичне відновлення записаної інформації, яке і виконується уциклах регенерації (refresh cycle). Це є, мабуть, одним зосновних недоліків динамічної пам'яті, у той час, як за критерієм,збільшує інформаційну ємність, вартість і енергоспоживання, цейтип пам'яті у багатьох випадках переважно статичної пам'яті (SRAM,
Static RAM). Остання як елементарної комірки пам'яті використовує такзваний статичний тригер. Цей тип пам'яті має високийбистзодействіем і, як правило, використовується в самих «вузьких». місцяхсистеми, наприклад, для організації памягі.

Корпуси та маркування

Елементи динамічної пам'яті для персональних комп'ютерів буваютьконструктивно виконані або у вигляді окремих мікросхем в корпусах типу DIP
(Dual In line Package), або у вигляді модулів пам'яті типу SIP/SIPP (Single Inline Pin Package) або типу SIMM (Single In line Mernory Module). Модуліпам'яті є невеликими текстолітові плати з друкованим монтажемзі встановленими на них мікросхемами пам'яті в DIP-корпусах. При цьому дляпідключення до системної плати на SIMM використовується друкарський ( «ножової»)роз'єм, а на модулях SIP - штирьовий.

Логічна організація пам'яті

використовується в IBM PC/XT процесор i8086 через свої 20 адресних ліній можемати доступ до простору пам'яті всього в 1 Мбайт. Але в той час, колиз'явилися ці комп'ютери, можливість збільшення доступної оперативноїпам'яті в 10 разів (у порівнянні зі звичайними 64 Кбайт) була простофантастичною. Звідси мабуть і з'явилася «волюнтаристична» цифра - 640
Кбайт. Ці перші 640 Кбайт адресується простору в IBM-суміснихкомп'ютерах називають зазвичай стандартною пам'яттю (conventional memory).
Решта 384 Кбайт були зарезервовані для систем використання і носятьназва пам'яті у верхніх або вищих адресах (UMB, Upper Memory Blocks).
Ця область пам'яті резервується під розміщення системного ROM BIOS (Read
Only Меш Basic Input Output System), відеопам'яті і ROM-пам'яті, полнітельнихадаптерів.

Додаткова, або ехрanded-памягь

Майже на всіх персональних комп'ютерах область UMB рідко виявляєтьсязаповненої повністю. Нині пустує, як правило, область розширення системного
ROM BIOS частина відеопам'яті і області під додаткові модулі ROM. На цьомуі базується специфікація додаткової пам'яті EMS (Expanded Memory
Specification), розробка фірмами Lotus Development, Intel і Microsoft
(тому звана іно