МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ УКРАЇНИ
Бердичівськийполітехнічний коледж
Контрольнаробота
«Архітектуракомп’ютерів»
курс 5
(варіант №21)
студента групиПЗС-505
Сушицький В.В.
Перевірив викладач:
Козік В.Ю.
м. Бердичів, 2008р.
Зміст
1. Файлові системи CD-ROM
2. Типи звукових файлів. Процес стиснення аудіо даних
3. Розміри портативних систем
4. Список використаної літератури
1.Файлові системи CD-ROM
Вданий час існує два основні типи зберігання даних в комп'ютері: магнітний іоптичний. Пристрої магнітного зберігання широко представлені в сучасномукомп'ютері — це жорсткий диск і дисковод. В них інформація записується намагнітний диск, що обертається. В пристроях оптичного зберігання запис іпрочитування здійснюються на диск, що обертається, за допомогою лазерногопроменя, а не магнітного поля. Слід зазначити, що більшість оптичних пристроївможе лише прочитувати інформацію з носія. В деяких пристроях (наприклад, LS-120або SuperDisk) застосуються магнітний і оптичний спосіб запису і прочитуванняінформації. Такі пристрої одержали назву магнітооптичних. Сучасні оптичніпристрої частіше за все використовуються для архівації даних як знімний носійінформації. В цьому розділі мова піде про оптичні пристрої. CD-ROM (CompactDisc Read-Only Memory — пам'ять тільки для читання на компакт-диску) — цеоптичний носій інформації, призначений тільки для читання даних. Інші форматиCD-R і CD-RW дозволяють записувати дані на компакт-диск, а нова технологія DVDдозволяє істотно збільшити місткість звичайного оптичного диска. В даний часнакопичувач CD-ROM — невід'ємна частина практично будь-якого комп'ютера.Виключенням служить лише комп'ютер, що використовується в бізнес-мережі. Втакій мережі існує виділений сервер з жорсткими дисками і накопичувачем CD-ROM,наданим в сумісне використовування. Такий спосіб більш економічний, алеприносить масу незручностей, особливо якщо мережа підприємства достатньовелика. CD-ROM — це оптичний носій інформації, призначений тільки для читання,на якому може зберігатися до 650 Мбайт даних, що відповідає приблизно 333 тис.
CD-ROMподібний звичайним звуковим компакт-дискам, і його можна навіть спробувативідтворити на звичайному звуковому програвачі. Правда, при цьому ви почуєтепросто шум. Доступ до даних, що зберігаються на CD-ROM, здійснюється швидше,ніж до даних, записаних на дискетах, але все таки значно повільніше, ніж насучасних жорстких дисках. Термін CD-ROM відноситься як до самих компакт-дисків,так і до пристроїв (накопичувачам), в яких інформація прочитується зкомпакт-диска. Сфера вживання CD-ROM розширяється дуже швидко: якщо в 1988 роціїх було записано всього декілька десятків, то на сьогоднішній день випущено вжедекілька тисяч найменувань найрізноманітніших тематичних дисків — відстатистичних даних по світовому сільськогосподарському виробництву доповчальних ігор для дошкільників. Безліч дрібних і крупних приватних фірм ідержавних організацій випускають власні компакт-диски з відомостями, щопредставляють інтерес для фахівців в певних областях. В 1978 році фірми Sony іPhilips об'єднали свої зусилля в області розробки сучасних звуковихкомпакт-дисків. Philips на той час вже розробила лазерний програвач, а у Sonyза плечима були багаторічні дослідження в області цифрового звукозапису.Конкурентна боротьба між ними могла привести до появи двох несумісних Що такеCD-ROM 617 форматів лазерних дисків, тому вони прийшли до угоди про єдинутехнологію запису і виробництва. Sony наполягала на тому, щоб діаметркомпакт-дисків був рівний 12 дюймів, а Philips пропонувала зменшити його. В1982 році обидві фірми обнародували стандарт, в якому визначалися методиобробки сигналів, способи їх запису, а також розмір диска— 4,72 дюйма, якийвикористовується і до цього дня. Точні розміри компакт-диска такі: зовнішнійдіаметр — 120 мм, діаметр центрального отвір — 15 мм, товщина— 1,2 мм Говорять,що такі розміри були вибрані тому, що на такому диску повністю поміщаласяДев'ята симфонія Бетховена. Співпраця цих двох фірм в 80-е роки привела достворення додаткових стандартів, що стосуються використовування технологій длязапису комп'ютерних даних. На основі цих стандартів були створені сучасні накопичувачідля роботи з компакт-дисками. І якщо на першому етапі інженери трудилися надтим, як підібрати розмір диска під найбільшу з симфоній, то зараз програмісти івидавці думають, як в цей маленький кружечок втиснути більше інформації.Комп'ютерні компакт-диск диски виглядають так само, як і звукові, але, окріммузики, на них можна записати і іншу інформацію. Накопичувачі CD-ROM, якіпідключаються до комп'ютерів, нагадують програвачі музичних компакт-дисків. Вних теж треба вставити компакт-диск, а після закінчення роботи його вийняти —все це добре знайомо тим, хто користується звуковими компакт-дисками. А якщорозібратися краще, то стане очевидно, що ці пристрої працюють за однимпринципом. Компакт-диск діаметром 120 мм (близько 4,75 дюймів) виготовлений зполімеру і покрут металевою плівкою (звичайно яким-небудь сплавом алюмінію).Інформація прочитується саме з цієї металевої плівки, яка покриваєтьсяполімером, що захищає дані від пошкодження. Етикетка звичайно поміщається наверхній стороні диска, а зчитування виконується з нижньої сторони. Таким чином,компакт-диск є одностороннім носієм інформації. Не дивлячись на те що запис накомпакт-диску (так званий майстер-диск) здійснюється за допомогою лазера, цейспосіб придатний для виробництва сотень або тисяч копій. Запис одногомастер-диска триває до 30 хвилин. Крім того, матеріали, вживані при виготовленімастер-дисків, не підходять для довгого використовування цих дисків. Якщонеобхідно виготувати невеликий тираж компакт-дисків, з оригіналу (майстер-диска)методом гальванопластики знімається металева копія (матриця), пристрою можнавикористовувати для виготовлення копій так само, як при тиражуванні вінілових грампластінок.Цей метод застосовують для виготовлення невеликих партій дисків, після чогометала копія зноситься. Великі партії компакт-диск дисків проводяться в триетапи.
1.З майстер-диска описаним вище способом знімається первинна матриця.
2.За допомогою цієї матриці виготовляється копія майстер-диска з більш міцногометалу.
3.Копію майстер-диска можна багато разів використовувати для виготовленнявторинних (робітників) матриць. При такому способі можна виготувати безлічробочих матриць з однією копії мастер-диска, причому оригінал практично невідрізняється, а в технологічному процесі використовується відносно недорогіматеріали. Якщо на компакт-диску (звуковому або інформаційному) необхідновідшукати місце запису певних даних, то його координати заздалегідьпрочитуються із змісту диска, після чого прочитуючий пристрій переміщається допотрібного витка спіралі і чекає появи певної послідовності бітів. Дані накомпакт-дисках записуються з використанням технології CLV (Constant LinearVelocity — запис з постійною лінійною швидкістю). Це означає, що запис івідтворення даних з компакт-диска відбуваються з постійною лінійною швидкістюпереміщення доріжки відносно прочитуючого пристрою. Іншими словами, припрочитуванні інформації з внутрішніх доріжок диск повинен обертатися швидше, апри прочитуванні з зовнішніх — повільніше. Цей спосіб застосовується тому, щоспочатку компакт-диски були призначені для відтворення звуку, при якому булапотрібна постійна швидкість прочитування даних. У зв'язку з цим спіралькомпакт-диска розбивається на блоки (сектори), частота проходження яких призаписі і відтворенні складає 75 блоків в секунду. Це означає, що при повномучасі прочитування, рівному 74 мін, на диску розташовується 333 тис. блоків(секторів). Нові багатошвидкісні накопичувачі CD-ROM використовують диски,записані із застосуванням технології CLV, але відтворюють їх з постійноюкутовою швидкістю — CAV (Constant Angular Velocity). При цьому доріжка з данимипрочитується лазером з різною швидкістю, залежно від фізичного того, щорозташовує на диску (внутрішня або зовнішня). Цей тип накопичувачів прочитує доріжкина краю диска швидше, ніж в центрі, оскільки диск обертається з постійноюшвидкістю. Накопичувачі CAV як правило працюють швидше за накопичувачі CLV.Накопичувачі, в яких використовуються технології і CLV і CAV, називаються P-CAV(Partial-CAV — частково постійна кутова швидкість). Штрихи, нанесені наповерхню диска, мають різну довжину. Інтенсивність відображеного променязмінюється, відповідним чином змінюючи електричний сигнал, що поступає нафотодатчик. Біти даних прочитуються як переходи між високими і низькими рівнямисигналів, які фізично записуються як початок і кінець кожного штриха. Оскількидля програмних файлів і файлів з даними важливий кожний біт, в накопичувачахCD-ROM використовуються вельми складні алгоритми виявлення і корекції помилок.Завдяки таким алгоритмам вірогідність неправильного прочитування даних складаєменше 11025. Іншими словами, безпомилково прочитується два квадриллиона дисків,що відповідає стопці компакт-дисків заввишки близько двох мільярдів кілометрів!Для реалізації цих методів корекції помилок до кожних 2 048 корисних байтівдодається 288 контрольних. Це дозволяє відновлювати навіть занадто пошкодженіпослідовності даних (завдовжки до 1 000 помилкових бітів). Використовуваннятаких складних методів виявлення і корекції помилок зв'язано з тим, що,по-перше, компакт-диски вельми схильні зовнішнім діям, а по-друге, подібніносії спочатку розроблялися лише для запису звукових сигналів, вимоги доточності яких не такі високі. Якщо дані в програвачі звукових компакт-дисків ліченінеправильно, то вони інтерполюються. Наприклад, якщо три послідовні значеннясигналу виражаються числами 10, 13 і 20 і середнє значення через пошкодженняабо забруднення поверхні диска загублено, то його можна з високим ступенемдостовірності відновити як середнє значення між 10 і 20 (15). Не дивлячись нате що відновлене значення неточне, слухач не помітить цієї погрішності. Якщо жтака ситуація виникне при прочитуванні з CD-ROM, наприклад, програмного файлу,то пропущений біт може з рівною вірогідністю бути нульовим або одиничним іінтерполювати його значення, природно, буде неможливо. Саме через такі високівимоги до точності відтворення накопичувачі CDROM з'явилися пізніше за своїхмузичних побратимів, а їх перші зразки були дуже дорогими для масового покупця.Крім того, фірми-виробники дещо запізнилися з ухваленням відповіднихстандартів, що стримувало виробництво CD-ROM. До того ж була відсутня базапрограмного забезпечення, яка могла б стимулювати збільшення темпів виробництваCD-ROM. Після зниження вартості накопичувачі і диски все одно не набулиналежного поширення в світі PC. Це можна пояснити невеликими розмірами додатківтого часу. Зараз практично все програмне забезпечення поставляється накомпакт-дисках, навіть якщо воно займає десяту частину диска. Виробники програмдотримуються наступного правила: якщо програмний продукт займає більше двохдискет, раціональне використовувати компакт-диск. Переваги запису накомпакт-диск великих програм очевидні. Для розповсюдження операційної системиWindows 98 було б потрібно близько 70 дискет, формат запису яких, розробленийфірмою Microsoft, дозволяє помістити на дискеті 1,71 Мбайт даних. Вартістьвиробництва, упаковки і розповсюдження такої кількості дискет несумірна звиробництвом одного компакт-диска. Що приводяться в документації донакопичувачів CD-ROM параметри характеризують в основному продуктивністьпристрою. Наприклад, якщо вам пропонують спортивний автомобіль, час розгонуякого до 100 км/ч рівно 5 з, значить, машина — те, що треба! Для визначенняможливостей автомобіля використовують такі параметри, як потужність двигуна,вага, конструкція підвіски і т.п.
Основніхарактеристики накопичувачів CD-ROM — швидкість передачі і час доступу доданих, наявність внутрішніх буферів і їх місткість, а також тип інтерфейсу, щовикористовується. Цей параметр визначає об'єм даних, який може прочитуватинакопичувач з компакт-диска на комп'ютер за одну секунду. Основною одиницеювимірювання швидкості передачі даних є кількість переданих кілобайтів (всучасних моделях мегабайтів) даних в секунду (Кбайт/с). Наприклад, якщовказано, що швидкість передачі даних рівна 150 Кбайт/с, значить, данийнакопичувач прочитуватиме з компакт-диска 150 Кбайт даннях за секунду присталому режимі. Помітимо, що йдеться про безперервне зчитування даних, а не зчитуванняз різних місць диска. Очевидно, що ця характеристика відображає максимальнушвидкість зчитування накопичувача. Ніж ця швидкість вище, тим краще, протенеобхідно пам'ятати, що існують і інші важливі параметри. Відповідно достандартного формату запису за кожну секунду повинне прочитуватися 75 блоківданих по 2 048 корисних байтів. Швидкість передачі даних при цьому повинна бутирівна 150 Кбайт/с. Це стандартна швидкість передачі даних для пристроїв CD-DA,які також називаються одношвидкісними. Цей термін означає, що запис накомпакт-диски здійснюється у форматі з постійною лінійною швидкістю (CLV); прицьому швидкість обертання диска змінюється так, щоб лінійна швидкістьзалишалася постійною. Оскільки дані з диска CD-ROM, на відміну від музичнихкомпакт-дисків, можна прочитувати з довільною швидкістю (головне, щоб лінійнашвидкість була постійною), її цілком можна підвищити. Сьогодні випускаютьсянакопичувачі, в яких інформація може прочитуватися з різними швидкостями, кратнимишвидкості, яка прийнята для одношвидкісних накопичувачів В даний часнайпоширенішими є накопичувачі 32x. Накопичувач 4x рекомендований як необхідниймінімум для стандарту мультимедіа MPC-3 (Multimedia Personal Computer—мультимедіа для персональних комп'ютерів). Практично всі нові системиоснащуються накопичувачами 32x і 48x. Мультимедіа і сучасні ігри є сплавоммузики, анімації, відео, зображень і інших даних. Тому на таких продуктахвизначається необхідна мінімальна конфігурація для достатньо прийнятноговідтворення. Користувачам, CD-ROM, що постійно застосовує, варто подумати пропридбання найшвидшого з існуючих на ринку накопичувачів. Якщо ж ви неприпускаєте активно використовувати накопичувачів CD-ROM 623
2.Типи звукових файлів. Процес стиснення аудіо даних
Вце поняття входить цілий ряд комп'ютерних технологій, пов'язаних з аудіо, відеоі способами їх зберігання. В найзагальніших рисах, мультимедіа — це можливістьоб'єднати зображення, звук і дані. В основне мультимедіа має на увазі додаваннядо комп'ютера звукової платні і накопичувача CD-ROM. Для зберіганняаудіозаписів на персональному комп'ютері використовуються файли двох основнихтипів. У файлах першого типу, званих звичайними звуковими файлами,використовуються формати wav,.voc,.au і.aiff. Звуковий файл містить дані проформу хвилі, тобто такий файл є записом аналогових аудіосигналів в цифровійформі, придатній для зберігання на комп'ютері. Подібно графічним зображенням зрізними роздільними здатностями, можна берегти і звукові файли, які є записамирізної якості. За умовчанням визначено три рівні якості запису звуків, щовикористовуються в Windows 9x і Windows. В операційній системі Windows Meвикористовується ще один рівень якості запису звуку — 48 000 Гц, 16-розряднийстерео і 188 Кбайт/с. Цей рівень призначений для підтримки відтворення звуку зтаких джерел, як DVD і Dolby AC-3.
Яквидно з таблиці, розмір файлу істотно залежить від якості запису. При записі зкомпакт-диска файл може зайняти величезний об'єм дискового простору: тільки для60 секунд аудіозапису було б потрібне 10 Мбайт пам'яті. Але для багатьохдодатків достатньо якості телефонної лінії, при цьому генерується файл набагатоменшого об'єму. Для досягнення компромісу між високою якістю звуку і малимрозміром файлу можна перетворити файли wav в.mp3. MIDI— могутній язикпрограмування, який набув поширення в 80-е роки і був розроблений спеціальнодля електронних музичних інструментів. Стандарт MIDI став новим словом вобласті електронної музики. За допомогою MIDI можна створювати, записувати,редагувати і відтворювати музичні файли на персональному комп'ютері або наMIDI-сумісному електронному музичному інструменті, підключеному до комп'ютера.Файли MIDI, на відміну від інших типів звукових файлів, вимагають щодоневеликого об'єму дискового простору. Для запису години стереомузики, береженоїу форматі MIDI, потрібні менше 500 Кбайт. В багатьох іграх використовуєтьсязапис звуків у форматі MIDI, а не записі дискретизированного аналоговогосигналу. Файл MIDI— фактично цифрове представлення музичної партитури. Воноскладено з декількох виділених каналів, кожний з яких представляє різниймузичний документ або тип звуку. В кожному каналі визначаються частоти ітривалість звучання нот, які будуть програні інструментом точно так, як і нотнийзапис.
Такимчином, файл MIDI для струнного квартету містить чотири канали, якіпредставляють дві скрипки, альт і віолончель. Коли ви запускаєте файл MIDI наперсональному комп'ютері, ви не відтворюєте запис. Комп'ютер фактично створюємузику по записаних командах. Для цього в ньому повинен бути встановленийсинтезатор, а кожна звукова платня MIDI його має. Оскільки система читає файлMIDI, синтезатор генерує відповідний звук для кожного каналу, використовуючикоманди у файлі, щоб додати потрібний тон і тривалість звучанню нот. Длямоделювання звуку певного музичного інструменту синтезатор використовуєприречений зразок, тобто набір команд, за допомогою яких синтезатор створюєзвук, подібний відтворному конкретним інструментом. Ви можете задати темппрогравання музики і встановити гучність в програмному забезпеченніMIDI-програвача. Синтезатор на звуковій платні подібний електронному клавішномусинтезатору, але його можливості більш обмежені. Відповідно до специфікації MPCзвукова платня повинна мати частотний синтезатор, який може одночасно програтипринаймні шість мелодійних нот і дві ударні (перкуссівні). Більшість звуковоїплатні генерує звуки, використовуючи частотний синтезатор; ця технологія буларозроблена ще в 1976 році. Використовуючи одну синусоїдальну хвилю для зміниіншої, частотний синтезатор створює штучний звук, який нагадує звучання певногоінструменту. В стандарті MIDI визначений набір заздалегідь запрограмованихзвуків, які можна програти за допомогою більшості інструментів. В даний час в деякихчастотних синтезаторах використовується чотири хвилі і відтворні звуки маютьцілком нормальне, хоча і дещо штучне звучання. Наприклад, звук труби, щосинтезується, поза сумнівом, подібний її звучанню, але його ніхто і ніколи невизнає за звук справжньої труби. В даний час все менше пристроїв використовуютьчастотний синтез, тому що навіть в кращому разі відтворний звук не повністюспівпадає з реальним звучанням музичного інструменту.
3.Розміри портативних систем
Більшістьсучасних портативних систем можна модернізувати і роздивляючись також, як інастільні. Завдяки модульним компонентам з роз’ємами, що защипуються, замінитипристрої в портативному комп'ютері навіть простіше, ніж в настільному. оскількивідпадає необхідність в шлейфах, кріпильній арматурі і окремих електричнихз'єднаннях. Така звичайна модернізація, як додавання пам'яті або замінажорсткого диска, виконується за лічені секунди.
Аось той факт. що в портативних комп'ютерах часто використовуються нестандартнікомпоненти, може при їх заміні виявитися проблемою. Ризиковано купувати непризначені спеціально для вашої моделі компоненти, за винятком платні РС Саго,взаємозамінних але визначенню, і іноді жорстких дисків.
Вдеяких випадках проблеми сумісності виникають з дуже простої причини. Виробникпортативної системи повинен втиснути велика кількість устаткування в дужемаленький простір, і новий пристрій просто не входить на місце старого.Найбільш часто це відбувається з пристроями, які повинні бути доступні зовні(наприклад, таке трапляється з накопичувачами СD-RОМ дисководами гнучкихдисків). А клавіатура і монітор, які легше всього замінити в настільних ПК.вбудовуються в корпус портативних систем і тому часто їх взагалі не можнавидалити.
Буває,що варіанти модернізації навмисно параметрами в системній BIOS. Наприклад,виробник може обмежити твані підтримуваних системою жорстких дисків, щоб новийдиск ви купили саме у нього. Тому, купуючи комп'ютер, не забудьте з'ясувати упродавця, чи можлива заміна ВЮ8 н як дорого обійдеться модернізаціякомпонентів.
Якправило, при продажу компонентів указуються номери моделей систем, для якихвони призначені, навіть якщо йдеться про компоненти сторонніх виробників.Наприклад, в катал01ах пам'яті для настільних систем перераховуються їхпараметри — швидкість, об'їм, наявність контролю парності. А в аналогічномукаталозі для портативних комп'ютерів. крім об'єму модуля пам'яті, будеприведений список виробників систем і номерів моделей, для яких підходить цеймодуль.
Звичайно.завжди є виключення з правила. Можна навіть купити корпус з мінімумомнеобхідної електроніки і заповнити його компонентами сторонніх виробників. Алена відміну від настільних систем, де така збірка звичайна, знайти повністюсумісні компоненти потрібною розміру для портативного комп'ютера достатньоскладно.
Впортативній системі дисплеї сюїт значно дорожче всієї решти компонентів. Інодівигідніше замінити весь комп'ютер, ніж зламаний дисплей. Дисплеї перших цвітнихбули простою заміною стандарт даних дисплеїв УОА. І хоча сьогоднішні моніторипортативних ПК не можна назвати конкуруючими з настільними, проте вони показую!прекрасну продуктивність навіть при найінтенсивнішому використовуванні (графіки,роботі в графічних редакторах і проведенні відеоконференцій. В даний часрідкокристалічні дисплеї поступово завойовую! позиції на ринку стандартнихмоніторів для настільних систем.
Рідкокристалічнийдисплей допускає єдино можливий дозвіл. Це пояснюється тим, що на рідиннокристалічноїпанелі розмір пікселя не можна змінити. В настільних системах дозволом моніторауправління вихідний сигнал відеоадаптера, він змінює кількість пікселів наекрані. При переході від дозволу 640x480 до 800x600 пікселі зменшуються — вониповинні поміститися в той же самий простір.
Список використаної літератури
1. Мюллер, Скот.Модернизация и ремонт ПК, 12-е издание.: Пер. с англ.: Уч. пос… – М.:Издательский дом «Вильямс», 2001.-1184 с.: ил.-Парал. тит. англ.
2. Мюллер, Скот.Модернизация и ремонт ПК, 13-е издание.: Пер. с англ.: Уч. пос… – М.:Издательский дом «Вильямс», 2003.-1184 с.: ил.-Парал. тит. англ.
3. Айден К.,Колесниченко О., Крамер М., Фибельмах Х., Шишигин И., Апаратные средства РС,2-е издание – Спб: ВНV– Санкт-Петербург, 1998-608 с, ил.
4. Конспект лекційз предмету “Архітектура комп’ютерів”