Podzespoły komputera - przekrój wiedzy

KONFIGUROWANIE PŁYT GŁÓWNYCH:

PROCESOR

Pojęcie:

Procesor (processor) - Urządzenie wykonujące elementarne rozkazy zapisane we właściwym kodzie. Procesorów wersji zminiaturyzowanej zwanych mikroproce-sorami we współczesnym komputerze jest zwykle kilka: poza procesorem głów-nym są procesory obrazu, procesory dźwięku, koprocesory arytmetyczne wyko-nujące wyodrębnione funkcje systemu operacyjnego. Są one montowane zależnie od potrzeb i typu systemu.

Różnice między procesorem 486 a Pentium:

Gdy konstruktorzy sprzętu komputerowego próbowali zwiększyć wydajność pro-cesora, skupili swoje wysiłki na trzech głównych kwestiach. Zwiększenie liczby tranzystorów w kości procesora, zwiększenie szybkości zegara kości procesora oraz powiększenie liczby instrukcji przypadających na jeden cykl zegara.
Komputery wykonują programy przez wysyłanie sygnałów elektronicznych z jednego elementu do drugiego. Gdy zwiększeniu uległa liczba tranzystorów w kości procesora, to w samym procesorze można umieścić więcej składników komputera. Dzięki temu sygnały elektryczne nie mają już do pokonania tak dłu-giego dystansu, przez ci czas ich przenoszenia się skraca. Gdy sygnały stały się szybsze, komputer zwiększył swoją wydajność. Procesor 486 zawiera w sobie 1 250 000 tranzystorów, z kolei Pentium ma ich ponad trzy miliony. W poniższej tabeli znajduje się wykaz procesorów na przestrzeni dziejów i liczba ich tranzy-storów.


Typ procesora Liczba tranzystorów
8088 30 000
80286 130 000
80386 250 000
80486 250 000
Pentium 3 000 000

Co to są tranzystory:

Gdy sygnały elektroniczne przepływają przez komputer, to urządzenia kompute-rowe muszą mieć jakiś sposób na to, by je przechowywać. Kiedy budowane były pierwsze komputery, używały one lamp próżniowych. Ponieważ lampy takie były bardzo duże, gorące i nietrwałe, wynaleziony został tranzystor. Nazwa tranzystor pochodzi stąd, że transmituje on sygnały przez rezystory (oporniki).
Operacje w procesorze są kontrolowane przy użyciu pojedynczego zegara, który utrzymuje w synchronizacji poszczególne komponenty elektroniczne komputera. Każde cyknięcie tego zegara nazywa się cyklem zegara. W oryginalnym kompu-terze IBM PC, wypuszczonym na rynek w 1981 roku, zegar tykał 4,7 milioma razy na sekundę. W starszych od Pentium wersjach komputerów, takich jak na przykład 486, zegar tyka 66 milionów razy na sekundę. Jednak nowsze procesory mogą tykać ponad 200 milionów razy na sekundę. Musimy pamiętać, że i, szyb-szy jest procesor, tym szybszy jest komputer.
Program jest listą instrukcji wykonywanych przez procesor. W przeszłości proce-sory zazwyczaj wykonywały pojedyncza instrukcje w jednym tyknięciu zegara. Łącząc te trzy techniki, nowsze procesory Pentium potrafią wykonać ponad 200 milionów instrukcji w ciągu jednej sekundy.

Instalowanie procesora Pentium:
(polecenie dla ucznia)

Aby zainstalować procesor Pentium, wyłącz komputer i odłącz go od napięcia. Następnie zdejmij pokrywę jednostki systemowej. Odszukaj na płycie głównej dotychczas wykorzystywany procesor. Nie zapomnij rozładować ładunku elek-trostatycznego, który prawdopodobnie zgromadził się na Twoim ciele, zanim dotkniesz czegokolwiek wewnątrz jednostki systemowej. Możesz to zrobić doty-kając do obudowy komputera.
Wiele płyt głównych korzysta z tzw. ZIF (zero-insertion-force), czyli gniazda obsługiwanego bez użycia siły. Upraszcza to czynność wtykania i usuwania kości procesora. Więc, aby wyjąć kość procesora z gniazda ZIF, po prostu unieś dźwi-gnię gniazda, kość powinna wysunąć się z gniazda. Aby z kolei umieścić kość procesora w gnieździe, połóż ją na gnieździe, sprawdź, czy odpowiednie szpilki dotykają właściwych otworów i przesuń dźwignię gniazda w dół. Procesor pre-cyzyjnie i bezpiecznie zostanie wsunięty na swoje miejsce. Załóż i umocuj po-krywę jednostki systemowej. Następnie podłącz do sieci i włącz komputer.

Herce u megaherce (MHz):

Są komputery PC z kością Procesora Pentium 60 MHz (60 megaherców), z ko-ścią 100MHz lub nawet z kością 200 MHz. Czy większa liczba megaherców o-znacza większą szybkość komputera?
Wewnątrz procesora komputera jest mały zegar, który koordynuje operacje prze-prowadzane przez komputer. Szybkość procesora wskazuje, ile razy w ciągu se-kundy tyknie zegar komputera. Procesor, którego zegar tyka 1 milion razy na se-kundę, ma szybkość 1 MHz. Pentium 200 MHz jest procesorem, którego zegar tyka 200 milionów razy na sekundę. Z każdym razem, gdy zegar tyknie, to proce-sor może wykonać jedną lub czasami nawet dwie instrukcje programu. Jak się łatwo domyślić, jednym z najprostszych sposobów na zwiększenie szybkości systemu jest wstawienie szybszego procesora.

Pamięć podręczna procesora

Dokonując zakupu procesora, możesz natknąć się na termin pamięć podręczna (ang. cache). Nie wchodząc w szczegóły, pamięć podręczna procesora jest małą, bardzo szybką pamięcią, której używa procesor do przechowywania bieżących instrukcji lub instrukcji, których wykonania spodziewa się najbliższej przyszło-ści. Ogólna zasada jest taka, że im większa jest pamięć podręczna procesora, tym system ma większą wydajność.


WYMIANA PROGRAMU BIOS

Wprowadzenie nauczyciela:

BIOS w komputerze PC jest parą komputerowych kości, które nadzorują wszystkie operacje wejścia i wyjścia, wykonywane w komputerze. Kiedy pro-gramy odczytują naciśnięcia klawiszy klawiatury albo wyświetlają coś na ekranie monitora, to zdają się na kości BIOS-a. Ponadto BIOS zawiaduje wyjściem i wejściem dysku twardego oraz innymi kluczowymi operacjami. BIOS jest akro-nimem od fazy Basic Input/Output System (czyli podstawowy system wejścia i wyjścia).

Pojęcie:

BIOS (Basic Input Output System) - Podstawowy system wejścia i wyjścia. Jest to część systemu operacyjnego, która jest zapisana w pamięci stałej komputera (ROM). Programy wchodzące w skład BIOSu wprowadzane są automatycznie do pamięci po włączeniu komputera do sieci. W komputerze PC BIOS jest parą komputerowych kości, których zadaniem jest kierowanie operacjami wejścia i wyjścia.

Modernizacja BIOS-a krok po kroku:

Zazwyczaj potrzeba wymiany BIOS-a pojawia się wtedy, gdy do starszego sys-temu instalujesz nowe urządzenie współpracujące z BIOS-em. Wówczas urzą-dzenie nie funkcjonuje, ponieważ problemem jest niekompatybilność między tym urządzeniem, a BIOS-em. A więc przeprowadzenie modernizacji BIOS-u, za-pewni poprawną pracę jakiemuś nowemu urządzeniu zainstalowanemu do starego systemu.
Zanim przystąpisz do wymiany BIOS-a, dokładnie sprawdź jaki typ BIOS-a po-siadasz. Pamiętaj, że musi być on w pełni kompatybilny z twoim systemem. Są trzy sposoby na uzyskanie tej kluczowej informacji. Po pierwsze, gdy urucha-miasz komputer, to wyświetla on przy starcie skróconą informacje o BIOS-ie. Po drugie, za pomocą polecenia MSD możesz wyświetlić dane na temat BIOS-a. Na koniec, możesz uzyskać dane na temat BIOS-a korzystając z Windows 95 z Edy-tora Rejestru. Po wydaniu polecenia REGEDIT.EXE możesz odszukać bazę da-nych Rejestru dla słowa BIOS.


Wymiana BIOSu:
(polecenie dla ucznia)

Gdy upewnisz się, że nowy BIOS jest w pełni kompatybilny z Twoim systemem, wyłącz komputer i odłącz go od napięcia. Następnie zdejmij pokrywę jednostki systemowej i na płycie głównej odszukaj kości BIOS-a. Zanim dotkniesz czego-kolwiek wewnątrz komputera, nie zapomnij rozładować ładunku statycznego zgromadzonego na tobie. BIOS używa pary kości oznaczonych kolejno odd i even (nieparzysta i parzysta). Wymieniając te kości, musisz umieścić je w od-powiednich gniazdach. Dlatego zanim wyciągniesz stare kości, zanotuj położenie kości odd i kości even. Nową kość odd wsuń na miejsce starej kości odd, to sa-mo zrób z kością even. Do wyciągania starych kości wykorzystaj wyciągacz ko-ści.
Po dokonaniu wymiany kości zamontuj pokrywę jednostki systemowej. Potem podłącz napięcie do komputera i włącz go. Jeżeli przeprowadziłeś poprawnie modernizację BIOS-a, to system wykona swój test samo sprawdzający.

PAMIĘĆ CMOS

Wprowadzenie nauczyciela:

Jeżeli przyjrzysz się dokładnie 100 różnym komputerom PC, to możesz sobie uświadomić, jak wiele może być różnych konfiguracji sprzętu. Maszyny mogą się różnić liczbą, typem posiadanych stacji dysków miękkich, typem karty graficznej, pojemnością pamięci operacyjnej, a także wielkością dysków twardych. Aby pomóc komputerowi PC połapać się we własnej konfiguracji, konstruktorzy komputerów wyposażyli je w specjalną, zasilaną bateryjnie pamięć, zwaną pa-mięcią CMOS.
Pojęcie:

Nazwa CMOS to skrót od pełno brzmiącej nazwy angielskiej complementary metal oxide semiconductor. Nazwa ta określa materiał, z którego została wyko-nana ta specjalna pamięć. Aby poprawnie się uruchomić, komputer PC musi znać specyficzne parametry sprzętowe własnych elementów, takie jak typ dysku, karty graficznej, dostępność pamięci itd. Kiedy włączamy swój komputer, informacje przechowywane w pamięci operacyjnej komputera PC zostają unicestwione. Aby komputer znał podstawowe parametry swoich podzespołów, zastosowana jest mała, zasilana bateryjnie pamięć CMOS. Dzięki posiadaniu własnego, niezależ-nego źródła energii, zawartość pamięci CMOS pozostaje nienaruszona nawet po wyłączeniu komputera.


Zmiana ustawień w pamięci CMOS:

Kiedy dokonujesz jakiejś modernizacji sprzętowej komputera, być może będziesz musiał jeszcze uaktualnić ustawienia systemu zapisane w pamięci CMOS.
Procedura zmiany ustawień różni się w zależności od używanego systemu. Za-zwyczaj, aby uzyskać dostęp do ustawień, należy po uruchomieniu komputera odczekać, aż przeliczy swoją pamięć, a następnie natychmiast nacisnąć specjalną kombinację klawiszy.

Wymiana baterii CMOS:
(polecenie dla ucznia)
Tak jak wszystkie baterie, również bateria zasilająca pamięć CMOS może kiedyś odmówić posłuszeństwa. W takiej sytuacji musisz wykonać trzy czynności: roz-poznać czy bateria jest zużyta, gdy zaistnieje taka potrzeba dokonać wymiany, a następnie odtworzyć zawartość pamięci CMOS.
Kiedy bateria zasilająca pamięć CMOS odmówi posłuszeństwa,, komputer utraci wszystkie informacje mu potrzebne. Kiedy uruchomisz komputer i zobaczysz na ekranie następujący komunikat:

Invalid System Settings-Run Setup

W tej sytuacji oznacza to, że musisz dokonać wymiany baterii.
W komputerach PC są stosowane dwa typy baterii pamięci CMOS. Bateria pierwszego typu jest małym, płaskim niklowanym krążkiem. Bateria drugiego typu jest zespołem połączonych walców. W zależności od producenta kompute-ra, miejsce zamocowania baterii CMOS może się zmieniać. Po odszukaniu bate-rii, zanotuj sposób podłączenia, jeżeli korzysta ona z przewodów. Wymień bate-rię na nową, a następnie włącz komputer i wprowadź do pamięci CMOS orygi-nalna, uprzednio zapisane ustawienia systemu.

DYSK TWARDY (STAŁY)

Pojęcie:

Dysk stały (fixed disk) - Urządzenie do przechowywania informacji o dużej po-jemności. Krążek metalowy pokryty substancją magnetyczną montowany jes na stałe wraz z urządzeniem do zapisu i odczytu. Na jednej osi może być umiesz-czonych kilka krążków dyskowych. Informacje zapisane są na dysku z podziałem na cylindry, ścieżki i sektory.
Stacje dysków twardych są mechanicznymi urządzeniami, w których niektóre elementy się poruszają. Te mobilne elementy zwalniają pracę dysku i często są przyczyną jego awarii. Kiedy taki dysk się zepsuje, to należy go wymienić.

Zapis informacji na nośnikach magnetycznych

Wszystkie typy pamięci na warstwach magnetycznych działają na tej samej zasa-dzie: na poruszającej się warstwie magnetycznej dokonywany jest zapis infor-macji polegający na odpowiednim przemagnesowaniu pól nośnika informacji. Zapis i odczyt danych jest dokonywany za pomocą głowic. Głowicą nazywamy rdzeń z zawiniętą na nim cewką i niewielką szczelinę między biegunami.
Zapis informacji sprowadza się do magnesowania poruszającego się nośnika. Pole magnetyczne, wytworzone w szczelinie, magnesuje nośnik tak długo, jak długo płynie prąd w cewce głowicy. Namagnesowany odcinek nośnika zachowu-je się jak zwykły magnes, wytwarzając własne pole magnetyczne.
Odczyt informacji polega na przemieszczeniu magnesowanych odcinków nośnika pod szczeliną głowicy. Pole magnetyczne pochodzące od magnesowanego odcin-ka nośnika, przenika rdzeń głowicy i indukuje w cewce siłę elektromagnetyczną, która jest następnie wzmacniana i formowana w impuls cyfrowy, traktowany później jako impuls zegarowy lub bit danych, w zależności od metody zapisu in-formacji.

Typy stacji dysków twardych:

Dyski z interfejsem ESDI:

ESDI jest skrótem od Enhanced Small Device Interface (rozszerzony interfejs małego komputera). Zazwyczaj stacja tego typu jest połączona z kartą sterownika zainstalowanego w gnieździe rozszerzenia. Jest to interface szeregowym, wyko-rzystującym metodę NRZ kodowania informacji na dysku. Zapewnia większą gęstość zapisu danych, a tym samym większą pojemność (przynajmniej 34 sekto-ry na ścieżce) i większe szybkości przesyłania danych (do 3 MB/s). Posiada również lepsze czasy przeszukiwania niż interfejs ST- 506. Dysk twardy łączony jest kartą sterownika HDC za pomocą dwóch kabli 34-żyłowego kabla sygnałów kontrolnych i 20-żyłowego kabla sygnałów danych. Interfejs ten można odróżnić od interfejsu ST-506 po odległości sąsiadujących ze sobą złączy ESDI - 3/8 cala. Zamontowanie dysku ESDI w systemie, wymaga specjalnej karty sterownika HDC.

Dyski z interfejsem IDE - AT BUS:

IDE jest skrótem od Integrated Drive Elelectronics (zintegrowana elektronika stacji). Ten interfejs zawiera w swoich urządzeniach wszystkie układy związane ze sterowaniem transmisją danych. Interfejs posiada 16-bitową szynę danych do transmisji informacji, nie może więc być stosowany w komputerach XT. Napędy IDE posiadają krótkie czasy poszukiwania, rzędu 20 ms. Szybkość transmisji może osiągnąć nawet poziom 4MB/s.
W przypadku dysków z interfejsem IDE, nie należy stosować formatowania ni-skiego poziomu, gdyż czynią to producenci. Aby efektywnie wykorzystać po-wierzchnię dysku, ścieżki zewnętrzne dzielone są na większą liczbę sektorów, gdyż mogą pomieścić większą ilość informacji, a ścieżki leżące bliżej środka dysku zawierają mniej sektorów (technika ta nosi nazwę Zone Bit Recording - ZBR i stosowana jest w dyskach o dużej pojemności powyżej 150 MB). Z tego wynika, iż liczba fizycznych sektorów nie jest równa na wszystkich ścieżkach dysku. Ponieważ BIOS może jedynie obsłużyć dysk o równej liczbie sektorów na każdej ścieżce, dlatego też sterownik dysku twardego dopuszcza się tu pewnego oszustwa, przydzielając nadmiarowe sektory fizyczne ze ścieżek zewnętrznych tym ścieżkom, w których występuje ich niedomiar. Podczas formatowania lo-gicznego dysku programem Format z DOS, następuje podział dysku na sektory logiczne, które różnią się od sektorów fizycznych, zapisanych podczas formato-wania na niskim poziomie.
Niektóre sterowniki IDE są wyposażone w pamięć CACHE, pozwalającą zwięk-szyć szybkość transmisji danych. Pamięci te mogą osiągać pojemność kilku MB. Dyski twarde również zaopatrywane bywają w pamięć typu CACHE o pojemno-ści rzędu 64 kB. Aby przyspieszyć transmisję danych w dyskach z pamięcią Ca-che, stosuje się następującą zasadę: z dysku podczas odczytu wczytuje się do pamięci Cache, oprócz interesujących nas w danej chwili sektorów, również sektory następujące po nich. Jeśli dane te zostaną zażądane później, to nie muszą być odczytywane z dysku, lecz przywołane są z pamięci Cache.

Ta stacja nie wymaga karty w gnieździe rozszerzania. Zamiast niej stacja posiada własny wbudowany sterownik dysku. W wielu przypadkach stacje IDE łączy się bezpośrednio z płytą główną systemu. Standard AT-BUS zdominował w ciągu ostatnich lat rynek komputerowy klasy PC. Jednak, w miarę rozwoju technologii, coraz dotkliwiej dają znać o sobie ograniczenia tego systemu:
· ograniczona pojemność dysków (do 504 MB),
· ograniczona szybkość transmisji danych,
· możliwość podłączenia dwóch dysków twardych,
· brak możliwości podłączenia innych urządzeń niż dyski twarde.
Warto chyba w tym momencie przypomnieć, że w czasach projektowania archi-tektury PC pierwsze dyski twarde miały pojemność 5 - 10 MB, a dane przekazy-wane magistralą ISA mogły być transmitowane z szybkością do 8,3 MB/s (co znacznie przewyższało możliwości dysku. Dzisiaj, gdy sam system operacyjny może zajmować od kilku do kilkudziesięciu MB, ograniczenia te zaczynają być dotkliwe.
Standard EIDE (z ang. Enhanced IDE) ma za zadanie usunięcie tych ograniczeń, zapewniając przy tym zgodność ze standardem IDE (dyski IDE powinny współ-pracować z Host Adapterem EIDE, zaś urządzenia EIDE powinny współdziałać z Host Adapterem IDE).
Standard IDE wykorzystuje tryb PIO 3 zapewniający transfer z prędkością 11,11 MB/s. Ponieważ prędkość transmisji w tym trybie przekracza możliwości magi-strali ISA, adaptery EIDE muszą korzystać z magistrali VESA Local Bus lub PCI


Dyski z interfejsem SCSI:

W roku 1979 firma Shugart opracowała interfejs SCSI ( Small Computer System Interface), dla napędu dysków twardych. Interfejs ten został przyjęty przez ANSI - Amerykański Narodowy Instytut Normalizacji jako norma X-3T9.2. Poprzez SCSI można połączyć ze sobą 8 inteligentnych jednostek.
SCSI umożliwia każdej jednostce inicjować transmisje danych, jednak w prakty-ce najczęściej inicjatorem jest komputer, zaś adresatem - urządzenie zewnętrzne. Dostęp jednostek do magistrali rozstrzygany jest na drodze arbitrażu. Połączenie między urządzeniami realizowane jest za pomocą 50-żyłowego kabla o długości nie większej niż 6m. W mikrokomputerach osobistych, interfejs SCSI jest raczej rzadko stosowany, gdyż w jednostanowiskowym komputerze, włączenie dysku twardego nie wymaga aż tak skomplikowanej magistrali, chociaż od momentu rozpoczęcia produkcji układów scalonych realizujących funkcje SCSI, zaczęto wyposażać w ten interfejs niektóre droższe urządzenia peryferyjne. Poniższa ta-bela prezentuje sygnały na liniach Interfejsu SCSI:
· RST (Reset) Zakończenie transmisji i sprowadzenie urządzeń w stan początkowy
· DBO..DB7 szyna danych
· DBP parzystość przesyłanych danych
· BSY (Busy) magistrala zajęta
· SEL przesyłany bajt danych jest adresem urządzenia
· ANT (Attention) inicjator przesyła wiadomość do urządzenia
· MSG (Message) przesyłana informacja jest wiadomością
C/D (Control/Data) C/D w stanie aktywnym - przesyłany bajt jest rozkazem lub statusem:
· C/D nieaktywne - przesyłana jest dana
· I/O kierunek transmisji
· REQ, ACK sygnały wymiany potwierdzeń

Dysk twardy łączony jest kablem interfejsu SCSI ze sterownikiem umieszczonym w gnieździe PC Slot. Karty sterowników SCSI posiadają własny BIOS. PO zain-stalowaniu twardego dyski w komputerze, należy za pomocą zworek ustawić pewne parametry konfiguracyjne: przede wszystkim numer twardego dysku (od 0 do 6, nr & zarezerwowany jest dla sterownika), który jest jednocześnie prioryte-tem urządzenia pracującego w systemie SCSI. Ponadto za pomocą specjalnej zworki należy ustawić kontrolę parzystości lub zrezygnować z niej. Jeżeli w komputerze będzie instalowanych więcej niż jeden twardy dysk, należy tylko na ostatnim umieścić terminatory.
RYSUNEK(STR.68 OD MONIKI - KOLAN)

Montaż i konfiguracja:

Wprowadzenie nauczyciela:

Zanim zainstalujesz nową stację dysku, upewnij się wpierw czy twoja maszyna będzie w stanie ją obsłużyć. Jeżeli na przykład będzie to stacja typu ESDI, to musisz wcześniej sprawdzić, czy stacja ta będzie kompatybilna z obecnie zainsta-lowanym sterownikiem dysku. Podobnie sytuacja się przedstawia z dyskami typu IDE. Płyta główna twojego komputera musi posiadać odpowiednie złącze albo będziesz musiał dokupić jeszcze kartę IDE. Na koniec, jeżeli instalujesz stację SCSI, to musisz mieć zainstalowany adapter SCSI. Stacje dysków twardych mo-gą być wewnętrzne (przebywające w jednostce systemowej) albo zewnętrzne. Dla każdego typu stacji procedura instalacyjna jest inna.

Instalowanie wewnętrznego dysku twardego:
(polecenie dla ucznia)

Aby zainstalować wewnętrzną stację dysku twardego, wyłącz komputer i odłącz od niego napięcie. Następnie zdejmij pokrywę jednostki systemowej i pozbądź się ładunku elektrostatycznego, zgromadzonego na Twoim ciele. Jeżeli dokonu-jesz wymiany stacji dysku, to najpierw wyjmij wstęgę łączącą stację ze sterow-nikiem. Następnie wykręć śrubki mocujące stację do gniazda i umieść je w bez-piecznym miejscu. Wysuń stację z gniazda.
Musisz ustalić typ nowej stacji dysków. Niektóre posiadają małą metalową ta-bliczkę z wypisanym numerem stacji, najlepiej jest spisać wszystkie parametry tam podane, ponieważ mogą to być informacje o liczbie głowic, cylindrów, sek-torów itp. Wykorzystasz te informacje po zakończeniu instalacji, gdy przyjdzie Ci uaktualnić ustawienia systemu w pamięci CMOS.
Z odpowiedniego otworu gniazda w obudowie komputera usuń plastykową za-ślepkę i wykręć śrubki gniazda. Śrubki umieść w bezpiecznym miejscu. Jeżeli gniazdo ma prowadnice stacji, wsuń nową stację na swoje miejsce i umocuj ją śrubkami uprzednio wykręconymi z gniazda. Jeżeli gniazdo w obudowie nie jest wyposażone w prowadnice, to musisz je kupić i zamocować.
Po zamocowaniu stacji w gnieździe połącz ją z zasilaczem. Następnie wykorzy-stując wstęgę zamontowanej stacji dysku, połącz ją ze sterownikiem, płytą głów-ną lub z kartą adaptera SCSI, w zależności od typu stacji.
Na koniec załóż i zamocuj pokrywę jednostki systemowej oraz zmień ustawienia w pamięci CMOS.

DYSKI ELASTYCZNE

Wprowadzenie nauczyciela::

Standardowy komputer PC może być wyposażony w dwie stacje dyskietek są to: stacja zazwyczaj oznaczana jako A, mająca 3,5 cala oraz mniej spotykana B, 5,25 cala. Inny układ obecnie coraz częściej spotykany to: szczelina dla dyskie-tek 3,5 cala i CD-ROM. Dyskietka jest to krążek wykonany z giętkiego tworzy-wa sztucznego, pokryty warstwa materiału magnetycznego. Grubość krążka z folii jest mniejsza niż 1/10mm, a grubość warstwy magnetycznej wynosi 0.0025mm.

Pojęcie:

Dysk elastyczny (floppy disk) - Termin dotyczy nośnika informacji w postaci e-lastycznego krążka pokrytego substancją magnetyczną, bądź urządzenia do zapi-su lub odczytu informacji zawartej na dyskietce. Istnieje kilka systemów, w któ-rych stosuje się dyski elastyczne o różnej średnicy 5,25 cala oraz 3,5 cala. Dyski o średnicy 3,5 cala mają twardą obudowę, są trwalsze i pojemniejsze. Pojemność dyskietek (dla IBM PC):
5,25 cala: DD - 360 KB, HD - 1,2 MB
3,5 cala: DD - 720 KB, HD - 1,44 MB

Zapis informacji na dysku elastycznym

Zapis danych odbywa się na koncentrycznych ścieżkach, których liczba może być równa 35, 40 lub 80. Początek każdej ścieżki jest łatwo rozpoznawalny dzięki temu, że obudowa i dyskietka mają specjalne otwory, przez które prze-chodzi światło w momencie ich pokrycia się.
Informacja na dyskach może być zapisywana z pojedynczą gęstością (ang. Single Density, SD), z podwójną gęstością (ang. Double Density, DD) lub z wysoką gęstością (ang. High Density, HD).Często gęstość zapisu podawana jest w bitach na cal (ang. bits per inch, BPI). Dyski mogą być jednostronne (ang. Single Sided, SS) lub dwustronne (ang. Doubled Sined, DS). Następnym ważnym parametrem dyskietek jest gęstość zapisu ścieżek na cal (ang. Track Per Inch, TPI); z reguły na dyskietkach 5,25” można zapisać 48 lub 96 TPI. Dyskietka elastyczna 3,5” w odróżnieniu od 5,25” jest pokryta sztywną osłoną z tworzywa sztucznego. O-kienko dostępu głowicy jest zasłonięte ruchomą metalową przesłoną, która pod-czas wkładania dyskietki do napędu, automatycznie przesuwa się odsłaniając dostęp do głowicy do powierzchni magnetycznej. Poniższa tabela prezentuje pa-rametry najbardziej popularnych dyskietek.



Typ dyskietki 3,5” 1HD 3,5” 2DD 3,5” 2HD
gęstość ścieżek (tpi) 135 135 135
zapis dwujedno-stronny 1 2 2
liczba ście-żek/stronę 80 80 80
pojemność nie-sformatowanej dyskietki 0,5 1,0 2,0
gęstość zapisu (bpi) 8187 8717 17434

Każda ścieżka podzielona jest na pewną liczbę sektorów, o jednakowej długości. Sektor składa się z bloku identyfikatora i bloku danych.

Pamięć na dyskach elastycznych

Pamięć dyskowa zawierająca mechanizm oraz układy sterowania mechanizmem, łączona jest z systemem mikroprocesowym poprzez kontroler dysków elastycz-nych. Pakiet kontrolera tzw. karta FDC, wyposażony z reguły w specjalizowane układy scalone, łączy się mechanizmem za pomocą specjalnego interfejsu zwane-go DRIVE INTERFACE. Rysunek poniższy ilustruje schemat blokowy pamięci.




Rysunek ze strony 38- ksero


Instalowanie stacji dyskietek:
(polecenie dla ucznia)

Aby przystąpić do instalacji, najpierw wyłącz komputer i odłącz od niego napię-cie. Następnie zdejmij pokrywę jednostki systemowej i usuń plastykową zaślep-kę, która zabezpiecza otwór gniazda stacji. Ostrożnie wsuń stację w otwór obu-dowy i umocuj ja wkręcając śrubki.
Aby komputer miał pożytek z nowej stacji dyskietek, musisz połączyć stację ze sterownikiem dysku. Jest to karta rozszerzenia zawierająca elektronikę sterującą stacją dysków. Wewnątrz jednostki systemowej znajduje się wstęga mająca je-den koniec podłączony do karty sterownika, a drugi wolny. Odszukaj tę wstęgę jej wtyczkę do stacji i delikatnie wsuń jedno w drugie. Jeżeli łączysz stację 5,25 cala, to ma ona zazwyczaj złącze krawędziowe. Dopasuj wtyczkę tak, by szcze-lina wtyczki trafiła w występ złącza. Jeżeli dla odmiany instalujesz stację 3,5 ca-la, to wtedy masz do czynienia ze złączem szpilkowym. W tym przypadku tak dopasuj wstęgę ze złączem, by szpilka numer jeden złącza wsunęła się w otwór numer 1 wtyczki. Pamiętaj, że większość przewodów wskazuje szpilkę 1 barwną krawędzią wstęgi.
Na koniec musisz dostarczyć stacji energii przez podłączenie do niej przewodu zasilającego. Załóż pokrywę jednostki systemowej, podłącz do komputera na-pięcie i uruchom go. Po starcie maszyny uzyskaj dostęp do ustawień systemu, musisz powiadomić pamięć CMOS komputera o typie zainstalowanej stacji dys-ków, zanim będziesz mógł z niej korzystać. Gdy tego dokonasz opuść program Setup. Teraz ponownie uruchom komputer, nowa stacja powinna być w pełni gotowa do akcji.


KARTY GRAFICZNE

Wprowadzenie nauczyciela:

Pojęciem karta graficzna przyjęto określać zespół elementów elektronicznych zamontowanych na wspólnej płytce laminatowej, spełniających określone funkcje w całym systemie komputerowym. Funkcją karty graficznej jest gromadzenie o-raz odpowiednia interpretacja zawartych w niej danych, służących do otrzymania obrazu n ekranie monitora lub telewizora. W komputerze IBM PC karta graficzna jest elementem wymiennym, który umieszcza się w specjalnych gniazdach (SLOT) znajdujących się na płycie głównej komputera. W niektorych modelach komputerów kompatybilnych z IBM PC układy tworzące obraz na ekranie moni-tora są zamontowane na stałe na płycie głównej komputera. Układy takie tracą jednak swoją uniwersalność i możliwość rozbudowy systemu w miarę doskona-lenia techniki informatycznej. Rodzaj zamontowanej karty graficznej oraz typ uąytego monitora decydują o możliwościach graficznych komputera. Przed jego zakupem należy dobrać kartę graficzną i monitor odpowiednio do planowanego zastosowania. Jeżeli planujemy zastosowanie komputera do pracy z tekstami (edytory tekstów) lub z bazą danych, wystarczającym jest zakup monitora mono-chromatycznego.

Pojęcie:

Karty graficzna - inaczej nazywana sterownikiem jest elementem elektronicznym, umożliwiającym współpracę komputera z urządzeniami zewnętrznymi. Często zawiera specjalizowany procesor. Karta graficzna zawiera elektronikę, która po-zwala komputerowi wyświetlać tekst i grafikę na ekranie monitora. W większości przypadków karta graficzna przebywa w gnieździe rozszerzenia jednostki syste-mowej. Czasami jednak zdarza się, że niektóre komputery mają kartę graficzną umocowaną bezpośrednio do płyty głównej.

Pojęcie:

Akcelerator graficzny - Aby poprawić wydajność Windows konstruktorzy sprzętu komputerowego zbudowali wzbogaconą kartę graficzną, która przyspie-sza operacje graficzne. Karta z akceleratorem graficznym może na przykład po-siadać kości (procesory), które Windows wykorzystuje do szybkiej zmiany roz-miaru i położenia okna. Taka karta może również przyspieszyć operacje graficz-ne multimediów w wyniku zwiększenia częstotliwości odświeżania ekranu. Jeżeli chcielibyśmy zainstalować kartę graficzną do szybkiego komputera PC, to musia-łaby ona posiadać akcelerator graficzny.

Wprowadzenie nauczyciela:

Karty graficzne mogą się różnić pod następującymi względami:

· szybkością karty (z akceleratorem lub bez),
· liczbą kolorów obsługiwanych przez kartę,
· rozmiarem i typem pamięci.
Kartę graficzną określa również liczba kolorów, jakiej monitor może użyć do wyświetlania obrazu. Karty graficzne są często klasyfikowane jako 8-bitowe, 16-bitowe lub 24-bitowe. Podstawą tego podziału jest liczba bitów użytych do przedstawienia koloru każdego piksela. Bardzo ważna jest rozdzielczość karty graficznej, określa ona liczbę pikseli wyświetlających obraz na ekranie. Im wyż-sza jest rozdzielczość karty, tym więcej pikseli świeci się na ekranie monitora i tym ostrzejszy powstaje obraz.

Oto opis podstawowych kart graficznych:

Karta kolorowej grafiki EGA

Karta EGA (z ang. Enhanced Graphics Adapter)jest znacznie lepszą następca karty CGA, oferuje lepszą grafikę oraz wyraźniejszy tryb tekstowy. Poważnym jej atrybutem jest możliwość pracy w kolorze, co pozwala na wyświetlanie obra-zów w 16 kolorach. W trybie graficznym maksymalna rozdzielczość wyświetla-nego obrazu wynosi 640x350 punktow. W trybie tekstowym matryca znaku wy-nosi 8x14 punktów. Liczba kolorów, które może wykorzystywać użytkownik karty EGA, zależy od rozmiarów pamięci obrazu. W oferowanej standardowo wersji, karta ta zawiera 64 KB pamięci RAM. Przy tej pojemności dla trybu 640x350, każdy punkt na ekranie opisany jest za pomocą dwóch bitów; pozwala to na wykorzystanie czterech kolorów.
Karta EGA dysponuje kilkunastoma trybami wyświetlania. Każdy z trybów ma dodatkowo swoją odmianę. Tryb właściwy oznaczonu jest cyframi 0, 1, 2... w kodzie hex, natomiast, odmiany mają dodaną cyfrę 80H. Przykładowo, tryb zna-kowy 00H ma odmianę 80H. Odmiana trybu różni się od trybu właściwego tym, że ekran monitora po wywołaniu odmainy nie ulega kasowaniu. Dostępne tryby pracy dla karty EGA zebrano w tabeli:

Nr trybu Rodzaj trybu Rozdzielczość Matryca zna-ku Kolory
00,80 znakowy 40 x 25 8 x 14 (8) 16/64 (16)
01,81 znakowy 40 x 25 8 x 14 (8) 16/64 (16)
02,82 znakowy 80 x 25 8 x 14 (8) 16/64 (16)
03,83 znakowy 80 x 25 8 x14 (8) 16/64 (16)
04,84 graficzny 320 x 200 - 4
05,85 graficzny 320 x 200 - 4
06,86 graficzny 640 x 200 - 2
07,87 znakowy 80 z 25 9 x 14 4
0D,8D graficzny 320 x 200 - 16/64 (16)
0E,8E graficzny 640 x 200 - 16/64 (16)
0F,8F graficzny 640 x 350 - 4
10,90 graficzny 640 x 350 - 4/16


Karta kolorowej grafiki VGA

Karta graficzna VGA ( z ang. Video Graphics Array) może pracować w wielu trybach graficznych, np.: 16 kolorów z rozdzielczością 640x480 punktów lub 256 kolorów z rozdzielczością 320x200 punktów. Standardowy sterownik VGA po-siada 256 KB pamięci RAM. Karta ta pozwala również pracować w trybach od-powiadających EGA, CGA oraz MDA.

Obsługa programowa kart graficznych

Programy użytkowe mogą się odwoływać do procedur BIOS-u obsługi ekranu poprzez przerwanie INT 10H. Procedury obsługujące ekran wykonują szereg funkcji:

Funkcja OH ustawienie trybu pracy
Funkcja 1H ustawienie rozmiaru kursora
Funkcja 2H ustawienie pozycji kursora na ekranie
Funkcja 3H odczytanie pozycji kursora
Funkcja 4H odczytanie pozycji pióra świetlnego
Funkcja 5H ustawienie aktywnej strony
Funkcja 6H przewijanie okna w górę
Funkcja 7H przewijanie okna w dół
Funkcja 8H odczytanie znaku i atrybutu z pozycji kursora
Funkcja 9H wpisanie znaku w pozycji kursora
Funkcja 0AH wpisanie znaku w pozycję kursora
Funkcja 0BH ustawienie palety kolorów
Funkcja 0CH wyświetlanie punktu
Funkcja 0DH odczytanie punktu
Funkcja 10H wybór palety i atrybutów
Każda więc funkcja ma swój numer i aby ją wykonać, należy wpisać ten numer do rejestru AH mikroprocesora, zanim wywołane zostanie przerwanie 1 NT 10H.




Złącza kart graficznych

Karty graficzne HERKULES, CGA oraz EGA łączone są z monitorem ekrano-wym za pomocą 9-stykowego złącza cyfrowego. Przyporządkowanie sygnałów kolejnym stykom, złącza dla tych kart jest następujące:


Nr styku Hercules CGA EGA
1 Masa Masa Masa
2 Masa Masa Czerwony
3 - Czerwony Czerwony
4 - Zielony Zielony
5 - Niebieski Niebieski
6 Rozjaśnienie Rozjaśnienie Zielony
7 Video - Niebieski
8 HS HS HS
9 VS VS VS

Karta VGA posiada złącze z wyjściami analogowymi. Jest to 15-stykowe złącze, w którym kolejnym stykom przyporządkowano następujące sygnały:


Nr styku VGA
1 Czerwony (RED)
2 Zielony (GREEN)
3 Niebieski (BLUE)
5 Masa sygnałów cyfrowych (DIGITAL G)
6 Masa sygnału czerwonego (RED RTN)
7 Masa sygnału zielonego (GREEN RTN)
8 Masa sygnału niebieskiego (BLUE RTN)
10 Masa sygnałów cyfrowych (DIGITAL G)
13 HSYNC
14 VSYNC




MONITORY

Wprowadzenie nauczyciela:

Wyświetlanie informacji na ekranie monitora jest jednym ze sposobów komuni-kowania się człowieka z komputerem. Monitor służy do kontroli wprowadzania informacji oraz obserwacji wyników wykonanego przez komputer zadania. Dzi-siaj metoda komunikowania się z komputerem jest najefektywniejsza i o wiele lepsza niż w starszych modelach komputerw. Wówczas nie przewidywano w o-góle zastosowania monitora w systemie komputerowym. Rolę monitora i klawia-tury przy wprowadzeniu informacji pełnił czytnik specjalnych kart lub dziurko-wanej taśmy, natomiast przy wprowadzaniu informacji używano drukarek kom-puterowych lub urządzzeń piszących. Podstawową zaletą pracy w systemie kom-puterowym zawierającym monitor jest łatwość prowadzenia „dialogu” człowieka z komputerem. Komputer wypisuje na ekranie komentarze i informacje, które umożliwiają człowiekowi obsługę programu. W prostych komputerach domo-wych wyświetlaniem danych na ekranie monitora zajmują się specjalne układy scalone, natomiast w komputerach profesjonalnych funkcję tę pełnią układy mi-kroprocesorowe. Układy te mogą się znajdować wraz z innymi urządzeniami komputera na jego płycie głównej, bądź też na specjalnych kartach graficznych.

Powstawanie obrazu na ekranie monitora:

Pewnie zastanawialiście się w jaki sposób powstaje obraz na ekranie monitora? Otóż monitor wyświetla obraz w wyniku świecenia na ekranie malutkich krope-czek, zwanych elementami obrazu lub pikselami. Każdy piksel składa się z ele-mentów w kolorze czerwonym, zielonym i niebieskim. W wyniku świecenia tych elementów, każdy z odpowiednią intensywnością, monitor może zmienić kolor piksela. Wspomniane trzy elementy są w rzeczywistości trzema rodzajami lumi-foru, które po rozgrzaniu emitują światło określonego koloru. Aby spowodować świecenie lumiforu, monitor posiada trzy precyzyjne działa elektronowe (każde przeznaczone do innego koloru), które mogą być wycelowane i strzelać wiązką elektronów. Aby wyświetlić znaki lub obraz na ekranie, monitor szybko ostrzeli-wuje ekran działem elektronowym, przemieszczając cel wzdłuż poziomych, co-raz niższych linii.

Pojęcie:

Monitor (monitor) - Urządzenie posiadające ekran, na którym wyświetlane są informacje wprowadzane z klawiatury i wyprowadzane przez komputer. Często termin ten używany jest zamiast określenia terminal. Rzadziej określa się tak prosty jednozdaniowy system operacyjny do obsługi podstawowych urządzeń wejścia i wyjącia oraz do porozumienia się z użytkownikiem.

Pojęcie:

Częstotliwość monitora - Wiemy już, że monitor wyświetla obrazy przez świe-cenie luminoforu ostrzelanego działami elektronowymi. Aby wyświetlić obraz na całym ekranie, monitor omiata elektronami kolejne poziome coraz niższe linie ekranu. Gdy dojdzie do dołu, powraca na górę i powtarza całą operację. Za każ-dym razem lumifor świeci na zielono, czerwono lub niebiesko. Niestety aby u-trzymać obraz, lumifor musi być ciągle ponownie ostrzeliwany (rozgrzewany). Dlatego monitor musi bardzo szybko omiatać działami cały ekran. Rzeczywiście, monitor VGA na przykład odświeża obraz na ekranie 30 000 razy na sekundę.
Szybkość z jaką monitor odświeża cały ekran nazywana jest szybkością odświe-żania pionowego. Najczęściej szybkości pionowego odświeżania zawierają się w przedziale od 50 do 72 razy na sekundę. Jednak ostatnio pokazały się monitory, w których ta szybkość dochodzi do 160 razy na sekundę. Kiedy działo elektro-nowe osiąga dolną krawędź ekranu, zostaje wyłączone, ponownie wycelowane w górny lewy narożnik i zaczyna strzelać, powtarzając wędrówkę przez ekran.

Pojęcie:

Co to jest Hz, a co Khz? Kiedy określasz, że jakieś zdarzenie zaszło pewną licz-bę razy w ciągu sekundy, to posługujesz się hercami, które w skrócie oznacz Hz. Monitor odświeżany 72 razy w ciągu sekundy ma częstotliwość odświeżania równą 72 Hz. Kiedy jakaś operacja jest wykonywana tysiąc razy na sekundę, to jej częstotliwość wynosi 1 kiloherc, co w skrócie piszemy 1 Khz. Na przykład monitor, który jest odświeżany 15 000 razy na sekundę, ma częstotliwość od-świeżania równą 15 Khz.

Pojęcie rozdzielczości:

Jak już wiesz, monitory wyświetlają obrazy świecąc małymi elementami obrazu (pikselami) na ekranie. Rozdzielczość określa liczbę pikseli na ekranie. W zasa-dzie im większa jest rozdzielczość monitora, tym ostrzejszy uzyskuje się obraz na ekranie. Rozdzielczość monitora określa się parą liczb w postaci x na y (gdzie x jest liczbą pikseli na poziomej krawędzi ekranu, a y na pionowej). Najczęściej spotkasz się z następującymi rozdzielczościami: 640x480, 800x600, 1024x768, 1280x1024 i 1600x1200.

Modernizacja monitora:
(polecenie dla ucznia)

Należy wyłączyć komputer i odłączyć napięcie od niego i od monitora. Następnie trzeba podłączyć monitor do karty graficznej i można uruchomić cały komputer.

Współpraca monitorów ekranowych z kartami graficznymi:

Wstęp nauczyciela:

Monitor tylko w połowie decyduje o wyświetlanym obrazie. Drugą połowę sta-nowi karta graficzna, która zawiera elektronikę odpowiedzialną za wygląd ekra-nu. Jak już wiemy, do karty graficznej jest podłączony monitor. Aby wyświetlić obraz, procesor komputera wysyła informację do karty graficznej, która z kolei przesyła dane do monitora. Zatem warto wiedzieć, jakie parametry winny posia-dać monitory współpracujące z różnymi typami kart graficznych, ponieważ moni-tor i karta muszą być wzajemnie „dopasowane”, co niezawsze jest sprawą o-czywistą. Musimy przestrzegać zasady pełnej kompatybilności tych urządzeń.
Bardzo ważnym parametrem, na który należy zwrócić uwagę, przy doborze moni-tora jest częstotliwość odchylenia poziomego i pionowego. Eksploatacja kompu-tera będzie niemożliwa w przypadku różnych częstotliwości w monitorze i w karcie graficznej.
Poniższa tabela prezentuje częstotliwości odchylenia poziomego fHS dla różnych typów kart.


TYP KARTY GRAFICZNEJ CZĘSTOTLIWOŚĆ
Hercules 18,52 kHz
CGA 15,75 kHz
EGA 21,85 kHz
VGA 31,5 kHz

Z tabeli wynika, że każda karta wymaga współpracy z monitorem o innej czę-stotliwości odchylenia poziomego.
Drugim istotnym parametrem monitora jest pasmo przepustowe toru wizji. Sze-rokość pasma ma wpływ na ostrość obrazu zwłaszcza dla wyższych rozdzielczo-ści. Karta CGA winna współpracować z monitorem o szerokości pasma co naj-mniej 14 Mhz, karta Hercules 18 Mhz, natomiast karta VGA 30 Mhz.
Obecnie produkowane są monitory, mogące współpracować z każdą kartą gra-ficzną, które automatycznie dostrajają częstotliwości odchylenia do wymagań karty. Należą do nich monitory MULTISYNC, których częstotliwość odchylenia poziomego może zmieniać się w zakresie od kilkanastu do kilkudziesięciu kHz.
Częstotliwość odchylania pionowego fvs, zwana też częstotliwością odświeżania obrazu, ma wpływ na zjawisko migotania obrazu. Im wyższa częstotliwość od-chylenia pionowego, tym słabszy efekt migotania, ale z kolei im wyższa często-tliwość odchylenia pionowego, tym wyższa musi być częstotliwość odchylenia poziomego - uzyskanie której sprawia wiele problemów producentom monitorów. Z reguły monitory pracują z częstotliwościami fvs równymi 56-70 Hz. Standard Vesa zaleca częstotliwość 72 Hz.
Częstotliwość odchylania poziomego monitorów wzrasta wraz z rozdzielczością, dla której monitor może wyświetlać dane. Dla rozdzielczości 800x600 i często-tliwości odchylania pionowego 72 Hz (zalecanej przez VESA), wymagana czę-stotliwość odchylania poziomego wynosi 48 kHz. Aby zapewnić rozdzielczość 1024x768 (przy FfVS=72 Hz), częstotliwość fHS musi mieć wartość 58 kHz. Monitory z tak wysokimi częstotliwościami odchylania poziomego są bardziej skomplikowane i kosztowne, dlatego też przy dużych rozdzielczościach stoso-wane jest wybieranie międzyliniowe, które pozwala stosować monitory o dwu-krotnie niższej częstotliwości odchylania poziomego.
Większość kart graficznych i monitorów ekranowych dla trybów o rozdzielczości poniżej 800 600 pracuje z wybieraniem kolejno liniowym. Przy wyższych roz-dzielczościach konieczne jest niestety stosowanie wybierania międzyliniowego, które powoduje niewielkie drganie obrazu.

---