Автор работы: Пользователь скрыл имя, 30 Января 2013 в 20:33, курс лекций
Микропроцессор (МП) — центральное устройство ПК, предназначенное для управления работой всех блоков машины и для выполнения арифметических и логических операций над информацией.
(Флеш-память на базе логических схем NOR («НЕ-ИЛИ») позволяет организовать произвольный доступ к данным, и на ее основе могут создаваться оперативные запоминающие устройства.)
Флеш-диски обладают высочайшей надежностью — среднее время наработки на отказ (Mean Time Between Failures — MTBF) у них составляет, как правило, более миллиона часов; они устойчивы к механическим ускорениям и вибрациям, работают в широком диапазоне температур (от -40 до +85 °С).
Во время выполнения операций чтения-записи флеш-диски обычно потребляют не более 200 мВт электроэнергии и, естественно, не шумят.
Скорость считывания информации составляет несколько мегабайт в секунду, скорость записи несколько ниже (эти значения зависят от типа флеш-памяти и ее интерфейса).
Линейку чипов (ИС) многоцелевой флеш-памяти на базе Super Flash (SF) представила компания Silicon Storage Technology. Эти чипы могут использоваться в КПК, в Bluetooth-устройствах и в оборудовании для беспроводных сетей. Четырехмегабитовые чипы имеют время доступа 90 нc, время стирания сектора — 36 мкc, стирание всей ИС занимает 140 мкс. Потребление тока в активном режиме — 5 мА, в режиме ожидания — 1 мкА при напряжении 1,95 В. Чипы выпускаются в разных исполнениях — в 48-контактных корпусах: TFBGA (6x8x1 мм), WFBGA (4 x 6 х 0,63 мм), XFLGA (4 х 6 х 0,47 мм).
Конструктивно флеш-диски могут быть выполнены в виде микросхемы. Например, Disk on Chip 2000 фирмы M-Systems представляет собой DIP-микросхему с 32 контактами (современные ROM BIOS выполняются также на основе флеш-памяти в виде обычной микросхемы).
Сейчас выпускаются чипы Disk on Chip третьего поколения. Так, корпорации M-Systems и Toshiba в 2002 году анонсировали флеш-накопитель Mobile Disk on Chip G3, изготовленный в виде многоуровневой ячейки по технологии NAND. Емкость построенного по нормам 0,13 мкм чипа равна 64 Мбайт. Поддерживается прямой доступ к памяти (DMA) и режим Multy Burst, обеспечивающий скорость чтения 80 Мбайт/с. Имеются встроенные алгоритмы коррекции ошибок.
Многие производители предусматривают на своих системных платах гнезда для установки флеш-чипов. Интерфейс для их подключения аналогичен интерфейсу ПЗУ BIOS.
Флеш-диски в настоящее время выпускаются многими фирмами с различными интерфейсами и в разных конструктивных исполнениях. Они могут быть не только внешними дисками ПК, но и устанавливаться внутри системного блока. В качестве фиксированной памяти используются флеш-карты, выполненные в виде печатных плат, предназначенных для непосредственной установки в разъемы системной платы компьютера. Они способны работать с системными и локальными интерфейсами ПК (ISA, PCI и др.). Значительно чаще флеш-память используется в качестве альтернативных HDD твердотельных дисков. В этом случае востребованы периферийные интерфейсы ATA (IDE), Serial ATA, USB, IEEE 1394 и др. Широкое применение флеш-диски нашли в цифровых фото-и видеокамерах.
Конструктивных вариантов исполнения флеш-дисков существует много.
□ ATA Flash (PC Card ATA). Карты этого формата имеют емкость до 1 Гбайт, габариты 85,6 х 54 х 33 мм, они снабжены 68-контактным разъемом (совместим со стандартным разъемом PCMCIA ноутбука) и АТА-контроллером. Благодаря последнему обеспечивается эмуляция обычного жесткого диска. Имеется несколько типов PC Card: Typel, Type2, ТуреЗ, различающихся толщиной: 3,3; 5,0 и 10,5 мм соответственно:
О Typel обычно используется как фиксированная память;
О Туре2, кроме того, может выполнять функции модема или сетевой карты;
О ТуреЗ чаще всего эмулирует жесткие диски.
□ Compact Flash (CF) имеют две модификации: Compact Flash Typel (CF1) и Compact Flash Type2 (CF2):
О Compact Flash Typel, пожалуй, самый распространенный сейчас формат. Он разработан в 1994 году фирмой SanDisk и имеет размеры 42,8 х х 36,4 х 3,3 мм, вес 10 г, соответствующие спецификации PCMCIA, но его 50-контактный торцевой разъем входит в противоречие с этой спецификацией (при подсоединении к ноутбуку требуется переходник на 68-контактный разъем). Емкость карт CF1 составляет до 512 Мбайт. Скорость чтения карт CF1, выпущенных в 2002 году компанией Netac, составляет 1 Мбайт/с, а скорость записи — 0,9 Мбайт/с.
О Compact Flash Type2 (CF2) имеют толщину 5 мм, что позволило увеличить их емкость до 4 Гбайт. Скорость чтения-записи — 1,4 Мбайт/с. Упрощенным вариантом CF могут считаться Miniature Card, имеющие почти такие же габаритные размеры (38 х 33 х 3,5 мм), но у них нет внутреннего контроллера для эмуляции HDD (то есть эти карты используются как обычная память).
□ Smart Media (SM) — твердотельный диск, предложенный в 1998 году компанией Toshiba. Габариты устройства 45,5 х 37 х 0,76 мм, вес — 2 г. Разъем имеет 22 контакта. Внутреннего контроллера у диска нет. Емкость современных SM не превосходит 128 Мбайт, скорость обмена — 512 Кбайт/с.
□ xD-Picture — усовершенствованный вариант SM, размер карты 25 х 20 х 1,7 мм, вес — 2 г (это самые миниатюрные карты памяти на начало 2003 года). Емкость — 256 Мбайт, в ближайшее время ожидаются карты компании Fuji Photo Film емкостью 512 Мбайт, в дальнейшем прогнозируются и до 8 Гбайт. Скорость передачи до 3 Мбайт/с.
□ MultiMedia Card (ММС). Была представлена фирмами SanDisk и Siemens в конце 1997 года. Емкость карт до 256 Мбайт, размер 32 х 24 х 1,4 мм, вес — 2 г. Скорость чтения данных до 2 Мбайт/с, записи — до 512 Кбайт/с.
□ Secure Digital Card (SD) — улучшенный вариант карт ММС, предложенный в 1999 году компанией Matsushita Electric Industrial Co Ltd (торговая марка Panasonic). Это один из самых перспективных форматов хранения информации во флеш-памяти. Размер карт 32 х 24 х 2,1 мм, вес около 2 г, емкость современных SD варьируется от 32 до 1024 Мбайт, скорость обмена — 6 Мбайт/с. Карта оборудована 9-контактным разъемом, имеется возможность защиты от несанкционированного доступа по паролю и переключатель для защиты от случайной записи или стирания. Флеш-карта от Matsushita (2003 год) имеет емкость 1 Гбайт, скорость обмена 20 Мбайт/с; в 2004 году появилась карта емкостью 2 Гбайт, а в 2005 году обещаны версии карты на 4, 8 и 16 Мбайт. Карты SM, ММС, SD первоначально разрабатывались для использования в цифровых фото- и видеокамерах. Сейчас для них выпускаются дисководы для подключения к компьютерам. Например, компания TDK Marketing представила миниатюрные считыватели серии Media Reader с интерфейсом USB2 для флеш-карт форматов SD, ММС, CF и IBM Microdrive (питание через шину USB).
□ Miniature Card (MiniCard) — этот тип флеш-памяти нашел применение в органайзерах и сотовых телефонах. Их емкость всего 64 Мбайт, размеры 33 х 32 х 2,8 мм.
□ Memory Stick (появились в 1998 году, емкость до 256 Мбайт, размеры 50 х х 21,5 х 2,8 мм) применяются в основном в цифровых и видеокамерах. Фирма Sony рекламирует их в качестве универсальных устройств памяти и оснащает ими многие свои изделия, в частности, портативные компьютеры, в том числе и карманные. Компания 1-0 Data представила считыватели карт MSRW с интерфейсом USB2 для флеш-карт формата Memory Stick. Габариты MSRW 56 х 72 х15,5 мм, вес — 25 г.
ПРИМЕЧАНИЕ--------------------
НМЛ обеспечивают самую меньшую стоимость хранения информации: примерно $1 за 1 Гбайт, у дисков этот показатель равен $8-10, а у флеш-карт достигает $100.
Вопросы для самопроверки
1. Приведите классификацию запоминающих устройств ПК и дайте краткую характеристику отдельных классов.
2. Что такое и где используется статическая оперативная память, динамическая оперативная память?
3. Поясните назначение
и классификацию кэш-памяти
4. Поясните физическую структуру основной памяти.
5. Назовите и поясните основные типы модулей ОП.
6. Назовите основные типы оперативной памяти и поясните их.
7. Что такое ПЗУ, каково его назначение и в чем особенности ПЗУ типа Flash?
8. Поясните логическую структуру ОП.
9. Как адресуются ячейки ОП в реальном режиме работы микропроцессора?
10. Что такое виртуальная
адресация и виртуальная
11. Опишите основные принципы организации файловой системы. Что такое атрибут файла, спецификация файла?
12. Как выполняется в ПК управление файлами?
13. Дайте краткую характеристику системы размещения информации на дисках.
14. Что такое таблица размещения файлов (FAT) и как выполняется адресация фрагментированных файлов на диске?
15. Дайте краткую характеристику накопителей на жестких магнитных дисках.
16. Дайте краткую характеристику дисковых массивов RAID.
17. Дайте краткую характеристику накопителей на гибких магнитных дисках.
18. Дайте краткую характеристику накопителей на оптических дисках CD.
19. Дайте краткую характеристику накопителей на оптических дисках DVD.
20. Дайте краткую характеристику накопителей на магнитооптических дисках.
21. Дайте краткую характеристику накопителей на магнитной ленте.
22. Дайте общую характеристику флеш-памяти.
23. Дайте краткую характеристику флеш-дисков. Почему они называются «дисками»?
Видеотерминальные устройства
предназначены для оперативного
отображения текстовой и
Видеомониторы на базе ЭЛТ
В состав монитора входят:
□ электронно-лучевая трубка;
□ блок разверток;
□ видеоусилитель;
□ блок питания и т. д.
Электронно-лучевая трубка (ЭЛТ, CRT, Cathode Ray Tube, катодно-лучевая трубка) представляет собой запаянную вакуумную стеклянную колбу, дно (экран) которой покрыто слоем люминофора, а в горловине установлена электронная пушка, испускающая поток электронов. С помощью формирующей и отклоняющей систем поток электронов модулируется для отображения нужного символа и направляется на нужное место экрана. Энергия, выделяемая попадающими на люминофор электронами, заставляет его светиться. Светящиеся точки люминофора формируют изображение, воспринимаемое визуально.
В компьютерах применяются как монохромные, так и цветные мониторы.
Монохромные мониторы
Монохромные мониторы существенно дешевле цветных, имеют более четкое изображение и большую разрешающую способность, позволяют отобразить десятки оттенков «серого цвета», менее вредны для здоровья человека. Поэтому многие профессиональные программисты предпочитают именно их.
Среди монохромных чаще других используются:
□ монохромные мониторы
прямого управления, обеспечивающие
высокую разрешающую
□ композитные монохромные мониторы, обеспечивающие качественное отображение и символьной, и графической информации при совместной работе с цветным графическим адаптером (но выдают, естественно, однотонное, чаще всего зеленое или янтарное, изображение).
Наибольшую разрешающую способность с хорошей передачей полутонов из применяемых в настоящее время мониторов имеют монохромные композитные мониторы с черно-белым изображением типа «paper white» (используемые часто в настольных издательских системах); их разрешающая способность при совместной работе с хорошим видеоадаптером превышает 1600 х 1200 пикселов.
Цветные мониторы
В цветном CRT-мониторе используются три электронные пушки, в отличие от одной пушки, применяемой в монохромных мониторах. Каждая пушка отвечает за один из трех основных цветов: красный (Red), зеленый (Green) и синий (Blue) — путем смешивания которых создаются все остальные цвета и цветовые оттенки, вплоть до 16 миллионов разных оттенков, предусмотренных стандартом TrueColor. Люминофор цветной трубки содержит мелкие группы точек, в каждой из которых имеются три вида элементов (отсюда и название группы из люминофорных элементов — триады), светящихся этими основными цветами, а поток электронов от каждой электронной пушки направляется на соответствующие группы точек. Такие мониторы иногда называют RGB-мониторами, по первым буквам названия основных цветов, формирующих спектр.
Электронный луч, предназначенный для красных люминофорных элементов, не должен влиять на люминофор зеленого или синего цвета. Чтобы добиться такого действия, используется специальная маска, структура которой зависит от типа кинескопов разных производителей, обеспечивающая дискретность (растровость) изображения.
ЭЛТ можно разделить на два класса:
□ с дельтаобразным
расположением электронных
□ с планарным расположением электронных пушек.
Часто ЭЛТ (трубки) с планарным
расположением электронных
□ «Shadow Mask» (теневая маска);
□ «Slot Mask» (щелевая маска).
Теневая маска — это самый распространенный тип масок для CRT-мониторов. Теневая маска представляет собой металлическую сетку перед экраном стеклянной трубки с люминофорным слоем. Отверстия в металлической сетке обеспечивают точное попадание луча только на требуемые люминофорные элементы и только в определенных областях. Минимальное расстояние между люминофор-ными элементами одинакового цвета называется шагом точки (dot pitch). Теневая маска применяется во многих современных мониторах, в частности Hitachi, Panasonic, Samsung, Daewoo, LG, Nokia, ViewSonic.