Дмитрий Лаптев.

Современный компьютер. Сборка и модернизация

(страница 2 из 18)

скачать книгу бесплатно



   Звуковая карта (Audiocard) воспроизводит звук через колонки или наушники, а также позволяет оцифровать и ввести в компьютер звук через микрофон или линейный вход с любого звуковоспроизводящего источника, такого, как, например, музыкальный центр, магнитофон или видеоплеер.
   Кроме прямой функции воспроизведения звука, хранящегося в цифровой форме, звуковая карта позволяет оцифровать и перенести в компьютер старые записи, хранящиеся на пленке или виниловых пластинках, чтобы уберечь ценные записи от старения. Игровые звуковые карты содержат особый эффектпроцессор, позволяющий выстраивать объемную звуковую картину. Для достижения максимально точной передачи атмосферы виртуального пространства используется вывод звука на 4 и более колонок, устанавливаемых вокруг слушателя. А профессиональные звуковые карты, предназначенные для качественной оцифровки записываемого звука, располагают многочисленными входами и особенно качественными аналого-цифровыми преобразователями. Если вы не планируете слушать музыку, смотреть фильмы на компьютере и слабо интересуетесь компьютерными играми и прочими мультимедийными программами, то нет необходимости приобретать отдельную звуковую карту, поскольку встроенные в материнские платы аудиочипы поддерживают вывод звука и в последнее время качество такой поддержки достигло весьма достойного уровня.


   Жесткий диск (винчестер, HDD) используется в качестве постоянного хранилища для программ и данных. Жесткий диск характеризуется емкостью и скоростью доступа к данным, и обе характеристики естественным образом связаны. Последние модели отличаются большой емкостью и высокой скоростью, хотя есть и немало тонкостей, о которых будет сказано в соответствующем разделе.
   Современные винчестеры представляют собой пакет из двух, реже – трех магнитных дисков, собранных в одну стопку и заключенных в герметичный корпус. Для считывания с поверхности каждого диска используется собственная магнитная головка. Поскольку работа винчестера основана на механическом принципе, а перемещение головок к нужной позиции занимает вполне определенное время, дальнейший прогресс заключается преимущественно в повышении плотности записи. К настоящему времени на одном магнитном диске диаметром 9 см помещается до 150 Гбайт данных, а один винчестер может содержать до 500 Гбайт!
   Между тем, если вы не планируете заниматься видеомонтажом, в большинстве случаев для установки всех программ и хранения документов достаточно использовать диск объемом 120–200 Гбайт. Такого пространства хватит надолго, особенно если вы будете своевременно переписывать результаты своей работы, будь то фотографии, звукозаписи или видео, на CD или DVD. Что мы настоятельно и рекомендуем.
   В компьютере может быть установлено несколько жестких дисков, причем работу с ними можно организовать так, что записываемые данные будут равномерно распределяться между дисками, благодаря чему пропорционально возрастает скорость записи и считывания.
Называется структура из нескольких связанных винчестеров RAID-массивом и часто используется в мощных компьютерах для видеоредактирования, хранения общедоступных баз данных и других системах, имеющих дело с огромными объемами данных. В универсальных компьютерах создавать RAID, как правило, не имеет смысла.


   В этот класс входит много различных устройств – CD-ROM, CD-RW, DVD-ROM, DVD-RW. Всех их объединяет высокая надежность хранения данных и доступность, так как сменные диски и сами дисководы (их еще часто называют приводами) стоят недорого.
   Как CD-, так и DVD-форматы основаны на считывании и записи данных при помощи лазерного луча. Компакт-диски (CD) в отдельном представлении не нуждаются, так как они практически монопольно занимают позиции носителя для распространения программ и данных вот уже более 10 лет. И единственное, что способно претендовать на смещение их с занимаемых позиций, – это диски DVD, также относящиеся к типу оптических носителей. Один DVD вмещает почти в 7 раз больше данных, чем CD. Его объем составляет 4,7 Гбайт против 700 Мбайт. А постепенно входящие в обращение в качестве универсального носителя двухслойные DVD и вовсе легко принимают «на борт» 8,5 Гбайт. Наконец, своего часа ждут еще не получившие распространения двусторонние DVD, позволяющие уместить на одном точно таком же по формату диске еще вдвое больше данных, вплоть до 17 Гбайт, если использовать два слоя. В планах разработчиков уже значатся емкости до 50 Гбайт на диск также при использовании все того же оптического принципа в новых стандартах DVD высокой плотности (HD-DVD и blue ray).
   Сами дисководы делятся на «читающие» (ROM) и «пишущие» (RW). Первые умеют лишь считывать данные с фабричных штампованных дисков и дисков, записанных на пишущих моделях. Ну а пишущие, естественно, умеют как читать, так и записывать диски в соответствующих форматах. Отдельным классом выступают так называемые комбайны. Это приводы, умеющие только считывать данные с DVD, но позволяющие записывать данные на CD, что является очень удачным компромиссом.


   Флоппи-дисковод (FDD) можно назвать устройством, находящимся на грани устаревания. К недостаткам флоппи-дисководов можно отнести ненадежность собственно гибкого магнитного диска и крайне невысокую, по теперешним меркам, емкость. К счастью, есть более надежные и вместительные носители – флэш-брелоки и внешние винчестеры.
   Флоппи-дисковод – устаревшая разновидность накопителя на сменных дисках. Обычная емкость стандартных 3,5-дюймовых дискет составляет 1,44 Мбайт. У уплотненных дискет емкость достигает 2,8 Мбайт. Тем не менее в большинстве настольных компьютеров дисковод для 3,5-дюймовых дискет по-прежнему устанавливают на случай необходимости обменяться небольшими порциями данных с владельцами старых компьютеров или когда приходится восстанавливать BIOS материнской платы или операционную систему.
   В качестве же оперативного современного носителя стоит назвать в первую очередь накопители на флэш-картах, которые выпускаются в формате брелоков. Также подобные карты могут встраиваться в часы и прочие мелкие предметы. Емкость у «флэшек» не в пример выше по сравнению с дискетами и достигает 1 Гбайт у последних моделей. Для обмена документами, включая звуковые и графические файлы, обычно достаточно приобрести карту на 128–512 Мбайт.
   Подключаются такие накопители к USB-порту, имеющемуся у любого компьютера, выпущенного за последние 10 лет. А если приходится переносить очень большие объемы данных, стоит рассмотреть вопрос покупки внешнего винчестера. Как правило, используется винчестер в формате 2,5-дюйма. Точно такие же накопители устанавливают в ноутбуки. Внешний винчестер помещается в отдельный корпус, который сейчас часто делают из полупрозрачного пластика. Подключаются внешние винчестеры, как и флэш-брелоки, через распространенные порты USB или через FireWire, что бывает гораздо реже.


   Изначально компьютер управлялся при помощи одной лишь клавиатуры, поэтому добиться от него какой-либо реакции можно было только напечатав команды. Эти команды приходилось запоминать наизусть, чтобы более или менее быстро работать. С появлением графических интерфейсов выбор действия стал сводиться к указанию на нужный пункт меню стрелкой-курсором. Для управления курсором было придумано множество приспособлений с разным принципом действия, но реальное распространение получили лишь мыши и графические планшеты. Фактически, без такого манипулятора пользоваться современными программами очень неудобно.
   Сейчас стандартным манипулятором является мышь, едва ли нуждающаяся в отдельном описании. Графический планшет представляет собой сенсорную панель, регистрирующую перемещение над ней особого пера (стила). Большие планшеты пользуются спросом у художников и у тех, кому приходится много работать в графических редакторах. Маленькие «коврики» очень нравятся детям, так как с их помощью удобно рисовать. Кстати, небольшой по площади графический планшет с успехом может заменять мышь и в обычной рабочей среде, щелчок мыши заменяет легкое постукивание концом стила по поверхности планшета.
   Для удобного управления виртуальными персонажами в компьютерных играх используются геймпады (игровые панели в форме подковы с наиболее часто используемыми в играх кнопками управления на корпусе). Виртуальные автомобили, самолеты, вертолеты также удобнее пилотировать при помощи соответствующих инструментов – руля или авиационного джойстика-штурвала. Существуют и более сложные манипуляторы (перчатки и даже костюмы виртуальной реальности) для непосредственного управления виртуальным персонажем в игре, но они пока неполучили широкого распространения по вполне понятной причине сложности изготовления и своей запредельной цены.


   Сейчас наибольшей популярностью пользуются лазерные и струйные принтеры. Причем для персонального использования выбор лазерных принтеров может быть оправдан только большими объемами печати. В противном случае по цене и качеству печати струйные принтеры оказываются предпочтительнее. Даже недорогие модели струйных принтеров уже достигли фотографического качества печати, тогда как даже очень дорогие цветные лазерные принтеры объективно уступают им в качестве передачи тонких оттенков. По скорости печати недорогие модели струйных и лазерных принтеров выступают на одном уровне.
   Струйные принтеры формируют отпечаток разбрызгиванием микроскопических доз чернил на бумагу. Но должное качество достигается только при печати фирменными чернилами на качественной бумаге, а для фотопечати необходима специальная бумага, желательно рекомендованная производителем принтера, в противном случае передача цветов будет не точно соответствовать истинной. По этим причинам себестоимость отпечатка на струйных принтерах выше, чем на лазерных.
   В лазерном принтере изображение «рисуется» на бумаге лучом лазера. Затем лист протягивается над емкостью с красящим порошком-тонером, и тонер притягивается к «облученным» поверхностям под действием электростатических сил. Для закрепления тонера лист на выходе из принтера нагревается до температуры плавления тонера. Преимущества лазерной печати заключаются в высокой скорости печати, четкой печати даже на бумаге низкого качества и гораздо меньшей стоимости отпечатка.


   Сканер – аппарат для перевода печатных изображений, текста или слайдов в цифровую форму для дальнейшей компьютерной обработки. Наибольшее распространение получили планшетные сканеры, позволяющие сканировать разворот книги или любой другой печатный носитель. Нередко встречается вариант устройства, сочетающий в себе сканер и принтер. С его помощью можно не только вводить изображения в компьютер и выводить на печать, но и копировать изображение без участия компьютера. Называются такие комбайны МФУ (многофункциональные устройства). Стоят они недорого и являются исключительно удобным выбором в случаях, когда печать и сканирование происходят не слишком часто, а свободное место хотелось бы сэкономить. Для сканирования фотопленок существуют специальные модели и насадки на обычные планшетные сканеры.
   Для оценки качества сканера в первую очередь важно знать его разрешение, т. е. количество точек, различимое в квадратном сантиметре полученной картинки. Чем оно выше, тем более «гладким» будет итоговое изображение. Кроме того, разные модели отличаются качеством цветопередачи и скоростью сканирования.
   Надо отметить, что сканеры постепенно переходят в разряд специализированной техники и покупать такой аппарат домой уже не нужно, поскольку сканирование печатных оригиналов само по себе становится все менее популярным занятием. А главное, переснять несколько страниц можно гораздо более универсальным устройством – цифровой фотокамерой. Замещение пленочных камер цифровыми идет едва ли не самыми высокими темпами, когда-либо отмечавшимися для случаев перехода с аналогового на цифровой носитель. Например, для вытеснения виниловых пластинок лазерными дисками потребовалось более десяти лет, а массовые модели цифровых камер появились всего семь лет назад и поначалу были не только дорогими, но и исключительно несовершенными.
   Основное удобство цифровых фотокамер состоит в том, что готовые снимки перекачиваются в компьютер, где их можно редактировать, устраняя распространенные погрешности съемки и даже монтировать коллаж. Менее распространенные из-за их относительной дороговизны цифровые видеокамеры позволяют снимать видео, которое записывается на цифровую кассету самой камерой и также может обрабатываться в видеоредакторе. Для сопряжения с такой камерой не нужно приобретать отдельных плат.
   Существует также дешевый упрощенный вариант видеокамеры, называемый веб-камерой. У этих устройств изображение передается напрямую в компьютер по кабелю, поэтому свобода съемки ограничивается длиной кабеля. Своей приставкой в названии такие камеры обязаны тому факту, что обычно их используют для трансляции изображения на каком-нибудь сайте в Интернете.


   Модем – это устройство для связи компьютеров через телефонную сеть общего пользования для обмена данными и подключения к Интернету. Существует довольно много способов пересылать данные по линиям связи. Наиболее распространенными остаются модемы, преобразующие данные в аналоговый сигнал, пригодный для передачи по обычным телефонным линиям. Такая связь считается относительно медленной. Предельная скорость передачи составляет 56 Кбит/с, а реальная скорость зависит от условий связи и может плавать в очень широких пределах. Причины же популярности подобных модемов проистекают из повсеместной доступности телефонной связи.
   Тем не менее в крупных городах уже существуют и в последнее время активно развиваются более привлекательные для активных пользователей варианты подключения к Интернету. Например, можно воспользоваться все той же телефонной линией, но сигнал будет передаваться по кабелю без преобразования в аналоговую форму. Однако это возможно лишь при условии, что на АТС будет установлено соответствующее оборудование. Технология имеет общее название ADSL и предполагает наличие у абонента цифрового модема. Скорость такого соединения измеряется уже в мегабитах в секунду. Устойчивость и скорость передачи значительно превосходят возможности аналоговых модемов.
   Для малонаселенных областей и местности со слаборазвитой телефонной связью хорошую альтернативу предлагают сотовые операторы. Технология GPRS позволяет обмениваться данными на скорости, не уступающей соединению при помощи аналогового модема. А схемы оплаты обычно предполагают расчет не по времени соединения, а по объему переданных и полученных данных. Поэтому пользователь может использовать соединение при помощи сотового телефона для оперативного получения сообщений Интернет-пейджера ICQ, электронной почты и путешествий по сайтам. Лишь скачивание больших файлов может стоить дорого.


   Возможности компьютера по управлению различной техникой очень и очень широки. Существуют даже системы под общим названием «умный дом», позволяющие при помощи компьютера управлять различной бытовой техникой, отоплением, вентиляцией, освещением и системой охраны в жилом здании или офисе.
   Из более привычных и распространенных периферийных устройств, непосредственно подключаемых к персональному компьютеру, остались нами не упомянутыми TV-тюнеры, карты для видеозахвата, цифровые фото– и видеокамеры. Их можно объединить в один класс устройств работы с изображениями.
   TV-тюнер принимает эфирный телесигнал и выводит картинку на монитор. Некоторые модели тюнеров также умеют принимать FM-радио. Кроме функциональности дополнительного телевизора, при помощи такого устройства можно записывать фрагменты передач и сохранять их на жесткий диск компьютера в виде файлов. А имея в составе компьютера привод для записи DVD, можно превратить компьютер в цифровой видеомагнитофон. Впрочем, если планируется постоянно заниматься «захватом» аналогового видеосигнала с видеокамеры и хочется достичь максимального качества, возможно, имеет смысл купить отдельную карту видеозахвата, позволяющую не только ввести сигнал, но и обработать его, перед тем как записать на диск. Причем качество изображения в таком случае будет выше, поскольку аппаратные схемы обработки работают с большей точностью по сравнению с программными, которые применяются для работы с использованием TV-тюнера.
   К периферии компьютера, несомненно, надо отнести и сетевые фильтры, стабилизаторы и источники бесперебойного питания. Если вы заботитесь о здоровье своего компьютера, желательно приобрести хотя бы один подобный прибор.




   Нетрудно догадаться, что общая производительность компьютера в первую очередь зависит от центрального процессора. Именно он производит все вычисления и загружает работой все остальные устройства компьютера. Если сэкономить на процессоре и при этом не пожалеть денег на остальные компоненты, не исключено, что они будут простаивать, а вы будете вынуждены отключать в играх часть спецэффектов, в то время как другие программы будут испытывать ваши нервы на прочность томительными задержками. Так что подбор конфигурации логично начинать с выбора наиболее подходящего к вашим задачам «мозга».
   Еще 5–6 лет назад почти все процессоры базировались на одной архитектуре. И можно было, не особенно обращая внимание на результаты сравнительных тестов и прочие детали, просто выбрать процессор по тактовой частоте, поскольку стоящие одинаково модели от разных производителей обеспечивали примерно равную скорость во всем спектре задач. Да и выбор был не так уж велик, максимум – два-три варианта. Но сейчас в одном ценовом диапазоне можно встретить 4–5 разных моделей, а разница в производительности в наиболее восприимчивых к нюансам приложениях может достигать двукратной величины между самой «удачной» и «неудачной» моделью. Причем расклад напрямую зависит от выбранных для оценки программ. В одних задачах может безоговорочно лидировать один процессор, в других – другой, а часть процессоров будет работать примерно одинаково на всех классах задач. В этом случае на первый план выступают другие параметры, такие, как, например, тепловыделение и шумность системы вентиляции процессора. Именно поэтому, когда мы говорим об оптимальном выборе компьютера с учетом ваших личных потребностей, это в первую очередь относится к процессору. К счастью, большинство остальных компонентов не обладают таким капризным характером.


   Но давайте разложим все по полочкам. И ответим в первую очередь на вопрос – почему наблюдается такое расхождение в результатах работы почти одинаковых внешне процессоров? Основная причина состоит в том, что пути нескольких команд разработчиков за последние годы разошлись, соответственно, и внутренняя схема процессора (на сленге ее называют «ядром» или «архитектурой» процессора) получила разное развитие.
   Поэтому сначала следует разобраться, какие два основных варианта архитектуры предлагаются нашему вниманию. Первый принцип можно назвать традиционным, он раньше использовался во всех процессорах для персональных компьютеров и работает в большинстве современных (Athlon 64, Sempron, Pentium M, а также PowerPC в компьютерах Apple Mac). Исключение из этого списка составляет Pentium 4 и имеющий такую же внутреннюю структуру процессор Celeron. Основная идея традиционного подхода заключается в том, чтобы обеспечить максимальную скорость выполнения каждой отдельно взятой команды, поэтому исполнительные блоки (ALU, FPU и т. д.) оптимизируются для максимально быстрой переработки данных. Не менее серьезной при таком подходе оказывается задача обеспечить ритмичное поступление данных из памяти, чтобы процессор не простаивал в их ожидании.
   Такой подход приводит к высокой технической сложности самих блоков, в результате схема процессора получается разветвленной и труднее поддается наращиванию тактовой частоты. Зато каждая новая «ступенька» в росте частоты на 100–200 МГц сопровождается заметным увеличением реальной производительности процессора во всем спектре программ. Также традиционная архитектура славится универсальностью, так как она позволяет с предсказуемой эффективностью исполнять самые разные программы с разветвленными алгоритмами. В частности, это свойство хорошо проявляется в компьютерных играх, алгоритмы которых отличаются большим разнообразием.
   Попытку отойти от канонов предприняла компания Intel в процессорах Pentium 4. Подход, реализованный в архитектуре, получившей имя собственное Netburst, предполагает, что поступающие команды выстраиваются в длинную очередь, которую еще называют конвейером, и процессор исполняет команды как бы заранее, не дожидаясь, пока необходимость в той или иной операции возникнет по ходу программы. Таким образом разработчики стараются добиться максимальной загрузки всех блоков процессора. Для эффективной работы такому процессору требуется высокая тактовая частота, иначе конвейер будет продвигаться медленно, а также поддержка фирменных технологий, вроде широко разрекламированной «виртуальной многопоточности» Hyper-Threading, и в обязательном порядке – оптимизация каждой программы на этапе разработки таким образом, чтобы все блоки такого процессора равномерно загружались.
   В случае если программа не использует преимущества Netburst, то производительность процессора резко падает. Однако даже с учетом оптимизации производительность такого процессора оказалась на уровне конкурентов с «традиционной» архитектурой, имеющих в 1,5–2 раза меньшую частоту. Например, используемый в ноутбуках процессор Pentium M на частоте 1,7 ГГц уверенно лидирует в тестах при сравнении с Pentium 4 2,4 ГГц, а по ряду позиций тягается даже с Pentium 4 3,0 ГГц! Еще более показателен пример Athlon 64. Например, модель 3200+ на своих скромных 2 ГГц в особо тяжелых игровых тестах (DOOM III) дает фору даже монструозному Pentium 4 Extreme Edition, работающему на 3,4 ГГц! Кроме того, даже в оптимизированных программах с разветвленным алгоритмом, велика вероятность, что результаты команд, исполненных заранее, придется отбросить, потому что ход алгоритма оказался не прямолинейным. В таком случае по конвейеру протягивается «пузырь», поскольку загрузка команд допускается только в хвост очереди, и процессору несколько десятков тактов приходится работать вхолостую. Кроме того, для достижения высоких частот на процессорное ядро приходится подавать сравнительно высокое напряжение, поэтому такие процессоры потребляют больше энергии, сильнее греются и нуждаются в интенсивном охлаждении.
   Эти отрицательные свойства, безусловно, были известны разработчикам. Расчет же состоял исключительно в том, что такие процессоры смогут развиваться в направлении высоких тактовых частот значительно быстрее процессоров, построенных на традиционной архитектуре. Поначалу все так и происходило. Если верить первоначальным планам Intel, то сейчас мы уже должны были бы пользоваться процессорами с частотой 10 ГГц. В это трудно поверить, но именно таковы были прогнозы на 2005 год. Но в 2003–2004 годах наступил своеобразный «частотный кризис». Процессоры Pentium 4 достигли частот в 3,4 ГГц, и дальнейший разгон прекратился. С большими усилиями удалось выпустить версии 3,6 и 3,8 ГГц, которые не получили массового распространения из-за высоких цен и невероятно высокого тепловыделения. Бывали случаи, когда такие процессоры не могли работать на полную мощность, даже при абсолютно исправном охлаждении, из-за срабатывания защиты от перегрева. А выпуск процессора с частотой 4 ГГц и вовсе был отменен. На данный момент уже можно сказать, что архитектура Netburst признана в целом неперспективной самими разработчиками, поскольку будущее поколение процессоров, заявленное к выпуску в 2006–2007 годах, будет основано на традиционной архитектуре, а именно – на основе Pentium III, снабженного поддержкой новых наборов команд, появившихся в Pentium 4 и, наверняка, рядом новых усовершенствований.


скачать книгу бесплатно

страницы: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

Поделиться ссылкой на выделенное