Трекпойнт (TrackPoint) - координатное устройство, впервые появившееся в ноутбуках IBM, представляет собой миниатюрный джойстик с шершавой вершиной диаметром 5-8 мм. Трекпойнт - рычажок, расположенный на клавиатуре между клавишами, управляется нажатием пальца.

Тачпад

Тачпад (touchpad) - сенсорная панель, с помощью которой курсор на экране двигается согласно перемещению пальца по этой панели. Некоторые так привыкают к тачпаду, что даже дома используют его вместо мыши.

3.Накопитель на жестких магнитных дисках

Накопитель на жестких магнитных дисках хранит всю необходимую для работы компьютера и прикладных программ информацию, с него загружается в оперативную память компьютера его операционная система.

В основе функционирования винчестера лежит принцип магнитной записи (считывания) сигналов на вращающийся диск, покрытый магниточувствительным рабочим слоем. Каждая сторона диска, покрытая рабочим слоем, называется рабочей поверхностью.

При записи цифровые данные преобразуются в аналоговые электрические сигналы, создающие с помощью головки записи участки с различной намагниченностью, расположенные вдоль окружности по всей рабочей поверхности вращающегося диска (так называемые треки или дорожки). Размеры участков и расстояние между соседними дорожками определяют поверхностную плотность записи данных.

При чтении участки диска движутся под магнитной головкой и индуцируют в ней электрические сигналы, которые преобразуются в цифровые данные.

Типичный современный накопитель на жестких дисках состоит из блока (пакета) дисков, шпиндельного двигателя привода вращения дисков, блока головок записи/чтения, предусилителя-коммутатора головок и контроллера (печатной платы с электронными схемами управления).

В нерабочем состоянии головка прижимается поводком к поверхности диска в специальной нерабочей зоне, называемой зоной парковки. Первые модели винчестеров требовали выполнения специальной операции парковки головок, инициируемой программным обеспечением.

В современных винчестерах операция вывода головок в зону парковки выполняется автоматически при снижении скорости вращения двигателя ниже номинальной или при пропадании напряжения питания, а вывод головок в рабочую зону разрешается только после достижения номинальной скорости вращения дисков. Зазор между головкой и поверхностью диска в современных винчестерах составляет несколько сотых долей микрометра.

В большой степени максимальная плотность записи зависит от конструкции и характеристик головок записи/чтения. Раньше в винчестерах использовались магнитные головки, представляющие собой миниатюрные катушки индуктивности, намотанные на магнитный сердечник.

Позднее стали использовать тонкопленочные магнитные головки, а в современных винчестерах используются высокочувствительные магниторезистивные головки чтения (принцип их работы основан на эффекте анизотропии некоторых полупроводниковых материалов в магнитном поле), конструктивно объединенные с тонкопленочными головками записи. Головки собираются в блок.

В современных винчестерах используется система позиционирования блока головок с поворотной подвижной катушкой, помещенной в зазоре мощного постоянного магнита, которая и является исполнительным элементом системы позиционирования.

В основе этой системы лежит предварительная (произведенная при изготовлении винчестера) запись специальных цифровых последовательностей, которые называются сервометками, в специально отведенные для этого на каждой дорожке сектора. Во время работы контроллер винчестера ориентируется на эти сервометки, вырабатывая управляющие сигналы, подаваемые в подвижную катушку, и поворачивает головку таким образом, чтобы она установилась точно над дорожкой, а затем удерживает ее на этой дорожке до поступления команды о переводе головки в новое положение.

Не менее 16% суммарной рабочей поверхности дисков отводится под служебную информацию, которая обеспечивает нормальную работу винчестера. В первую очередь это инженерная зона (секторы конфигурации, таблицы дефектов, рабочие программы винчестера).

Оставшееся дисковое пространство делится на зоны (для большинства винчестеров - от 8 до 20) с различным числом секторов в каждой зоне. Не все секторы используются в качестве рабочих. Часть секторов являются запасными. При первоначальной разметке дисков на заводе-изготовителе производится проверка поверхности диска и информация об обнаруженных дефектных участках записывается в таблицу дефектов, которая размещается в инженерной зоне.

В процессе функционирования винчестера эта таблица используется для переназначения (переадресации) обращения к дефектным участкам (секторам) на обращение к хорошим секторам, которые как раз и размещаются на запасных дорожках. Ввиду важности служебной информации инженерная зона различных моделей накопителей может содержать от 2 до 6 копий, а сервометки прописываются с запасом по количеству и более сильным магнитным полем.

В процессе эксплуатации происходит постепенное разрушение магнитной поверхности диска, начинают появляться новые сбойные секторы, что приводит к так называемому вырождению магнитной среды. О неполадках такого рода свидетельствуют периодически возникающие ошибки чтения/записи.

Износ или повреждение подшипников шпиндельного двигателя приводит к тому, что пластины начинают слегка покачиваться. Это вызывает попеременное увеличение/уменьшение расстояния между головками и поверхностями дисков, что является причиной роста числа «мягких» ошибок и увеличения вероятности падения головок на поверхности дисков.

Если двигатель винчестера начал шуметь или прослушиваются периодические удары механизма позиционирования головок об ограничители значит, довольно скоро можно ожидать лавинообразных отказов в работе винчестера.

Нередко причиной выхода винчестеров из строя является нарушение их температурного режима работы. Скорость вращения пакетов дисков достигает 15 000 об/мин, а для улучшения динамических характеристик применяются достаточно мощные шпиндельные двигатели и приводы позиционирования, которые выделяют значительное количество тепла. Кроме того, тепло выделяет опорный подшипник.

Головки «летят» над диском на высоте всего лишь 0,1...0,12 мкм. Любой удар может сократить это расстояние до нуля? Дорожка движется под магнитной головкой со скоростью 90...125 км/час, 1 мм дорожки - это около 2 Кб данных.

Даже если повреждение невелико, выбитые при ударе частицы магнитной среды еще долго будут летать внутри корпуса диска, создавая опасность новой аварии, причем большая часть мелких частиц вообще не улетает с диска, оставаясь «примагниченной» к его поверхности и приводя к дальнейшему разрушению рабочей поверхности.

Кроме того, при соприкосновении головки с поверхностью диска происходит мгновенный перегрев головки. Совместно с радиальным механическим воздействием на головку это, как правило, приводит к обрыву головки.

В большинстве современных винчестеров реализована технология самотестирования SMART (Self-Monitoring Analysis and Reporting Technology). Ее суть заключается в том, что винчестер самостоятельно диагностирует свое состояние, заранее предупреждая о предаварийном состоянии. Большинство SMART HDD контролируют от 3 до 30 атрибутов надежности, например, количество позиционирований головок, высоту их полета над поверхностью диска, число переназначений сбойных секторов, число ошибок позиционирования и т.п.

4. Видеоподсистема компьютера. Видеокарта. Видеопамять компьютера.

Видеокарта

Для обработки видео информации и управлением вывода на экран монитора служит видеоадаптер или видеокарта. На современные видеокарты устанавливается видеопроцессор. Видеопроцессор представляет собой сложную схему управления, сравнимую по сложности с центральным процессором. Видеопроцессор, работающий с видеопамятью, обладает высокой производительностью. Пересылка данных между видеопроцессором и видеопамятью производится по внутренней шине, это быстрые передачи. Пересылка из основной памяти в видеопамять обычно происходит значительно медленнее, поскольку блок данных из основной памяти должен пройти по системной шине данных (которая уступает шине видеоданных по разрядности), затем через интерфейс видеошины, попасть на внутреннюю шину видеоадаптера и лишь затем - в видеопамять. При пересылке данных между двумя шинами необходимо синхронизировать работу главного процессора с видеопроцессором. На рис. 1 изображена упрощенная модель работы основных компонентов видеосистемы компьютера.

Рис. 1. Примерная архитектура видеосистемы

Видеопроцессор производит обработку графических функций, требующих интенсивных вычислений, в результате, разгружается центральный процессор вычислительной системы. Отсюда следует, что видеопроцессор должен оперировать своей собственной памятью. Тип памяти, в которой хранятся графические данные называется буфер кадра (frame buffer). В системах, ориентированнных на обработку 3D приложениий, требуется еще и наличие специальной памяти, называемо z-буфер (z-buffer), в котором хранится информация о глубине изображаемой сцены. В некоторых системах может иметься собственная память текстур (texture memory), т.е. память для хранения элементов, из которых формируются поверхности объекта. Наличие текстурных карт ключевым образом влияет на реалистичность изображения трехмерных сцен.

Видеопамять компьютера

Для обеспечения скоростного обмена данными с видеосистемой компьютера используется специальная двухвходовая память VRAM. В такой памяти чтение данных из памяти для воспроизведения их на экране видеомонитора и обновление данных процессором может осуществляться одновременно. Альтернативой VRAM считается память WRAM, также двух портовая. От традиционной, типа VRAM, она отличается большей на 50% скоростью доступа и наличием встроенной поддержки ряда массовых операций. В частности, она ускоряет пересылки выровненных данных, что особенно удобно при копировании экранного буфера как целого и операциях заливки прямоугольных областей. Более плотная упаковка транзисторов на кристалле обусловила снижение себестоимости этой памяти по сравнению с VRAM приблизительно на 20%.

Еще один способ увеличения скорости обмена данными с памятью - увеличение ширины шины доступа к памяти. Видеоадаптеры с 32-разрядной шиной данных применяются сейчас только в системах начального уровня. Стандартом на сегодняшний день стали 64-разрядные видеоадаптеры и 128 - разрядные. Для того чтобы использовать все линии шины данных, надо либо сформировать многобанковую память большого объема на микросхемах DRAM или EDO DRAM, либо воспользоваться памятью multibank DRAM (MDRAM). Архитектура MDRAM обеспечивает ширину шины 128 разрядов при общем объеме памяти всего 2 Мбайт. Применение многобанковой памяти в графических картах имеет смысл еще и потому, что ее можно наращивать относительно небольшими квантами. Это единственная архитектура, позволяющая имея на плате всего 2 Мбайта памяти, обеспечить поддержку режима TrueColor при разрешении 1024x768. Графическая плата на основе традиционных микросхем DRAM или VRAM для работы в этом режиме должна содержать 4 Мбайта памяти. У некоторых видеоадаптеров, предназначенных для САПР, ширина шины данных 192 разряда. В них вместо одного видеопроцессора используется сразу три, по числу базовых цветов. Такие платы плохо приспособлены для данных мультимедиа, поскольку преобразование цветовых координат занимает в них слишком много времени. Альтернативой MDRAM служит технология Rambus, которая также позволяет повысить скорость обмена с памятью при увеличении ширины шины. Для персональных компьютеров из-за наличия КЭШ- памяти эффект от применения EDO DRAM в качестве основной памяти, как правило, не превышает нескольких процентов, для графических плат он весьма значителен. Еще большее ускорение дает память SGRAM (вариант SDRAM, адаптированный для применения в видео картах).

Несмотря на то что стоимость микросхем памяти постоянно снижается, вклад памяти видеоадаптера в общую стоимость системы продолжает оставаться заметным. В то же время во многих типичных офисных приложениях, работающих в текстовом режиме, она используется всего на 10 20%., так нельзя ли в качестве графической памяти применять основную память компьютера, тем более что с появлением EDO DRAM, BEDO DRAM или SDRAM процесс чтения из нее значительно ускорился? Оказывается можно. Это решение называется Unifited Memory Architecture (UMA). В архитектуре UMA часть основной памяти компьютера резервируется для графики, а отдельный кадровый буфер отсутствует вовсе. Такое решение позволяет разработчикам интегрированных материнских плат существенно сэкономить на графической подсистеме.

Для приложений, где генерацию всего изображения на экране полностью выполняет ЦП, такая организация видеоподсистемы имеет существенные преимущества.

5. Видео монитор

Видео монитор - это устройство, предназначенное для преобразования электрических сигналов, поступающих от видеоадаптера, в изображение на экране. Мониторы классифицируются:

-по совместимости с видео адаптерами определённых типов (CGA, EGA, VGA);

-по типу входного интерфейса (цифровой или аналоговый);

-по типу экрана (ЭЛТ, жидкокристаллический экран, экран электролюминесцентный,

плазменный) и т.д.

-Электронно-лучевая трубка

Изображение на лицевой панели электронно-лучевой трубки создают светящиеся точки люминофора (pixel - picture element). Среднее расстояние между точками называют “зерном”. Зерно может иметь размеры от 0,25 до 0,41 мм . Распространены типовые размеры экранов: 14,15,17,19,20,21, 28 и 33 дюйма по диагонали. 14 - дюймовый экран имеет 265 мм в ширину. При разрешении 800x600 отображается 800 точек в строке. Расстояние между точками определится как 265/800 = 0,32 мм. В цветных мониторах каждый пиксель образован триадой люминофоров, излучающих в красном, зеленом и синем цвете. Люминофор каждого цвета освещается лучом своей электронной пушки. Луч движется по строкам, интенсивность луча изменяется модулятором, это приводит к изменению яркости светового пятна на экране. Движение луча происходит по определенному пути- растру. Такие дисплеи называют растровыми. Разрешающая способность монитора зависит от числа элементов изображения 640x480, 800х600 или 1024x768 пикселей.

Страницы: 1, 2, 3