Флэш-память

К недостаткам дисковой памяти можно отнести наличие меха­нических движущихся компонентов, имеющих малую надежность, и большую потребляемую мощность при записи и считывании. Появ­ление большого числа цифровых устройств, таких как МРЗ-плееры, цифровые фото- и видеокамеры, карманные компьютеры, потребо­вало разработки миниатюрных устройств внешней памяти, которые обладали бы малой энергоемкостью, небольшими размерами, значи­тельной емкостью и обеспечивали бы совместимость с персональны­ми компьютерами. Первые промышленные образцы такой памяти появились в 1994 г.

Новый тип памяти получил название флэш-память (Flash-memory). Флэш-память представляет собой микросхему перепрограм­мируемого постоянного запоминающего устройства (ППЗУ) с нео­граниченным числом циклов перезаписи. В ППЗУ флэш-памяти использован новый принцип записи и считывания, отличный от того, который используется в известных схемах ППЗУ. Кристалл схе­мы флэш-памяти состоит из трех слоев. Средний слой, имеющий толщину порядка 1,5 нм, изготовлен из ферроэлектрического мате­риала. Две крайние пластины представляют собой матрицу провод­ников для подачи напряжения на средний слой. При подаче напря­жения, на пересечении проводников, возникает напряжение, достаточное для изменения направления магнитного момента атомов его кристаллической решетки, расположенной под местом пересече­ния проводников. Направление магнитного поля сохраняется и после снятия внешнего электрического поля. Изменение направления магнитного поля ферроэлектрика изменяет сопротивления этого участка слоя. При считывании, на один крайний слой подается напряжение, а на втором слое замеряется напряжение, прошедшее через ферроэлектрик, которое будет иметь разное значение для участков с разным направлением магнитного момента. Такой тип флэш-памя­ти получил название FRAM (ферроэлектрическая память с произвольным доступом).

Конструктивно флэш-память выполняется в виде отдельного блока, содержащего микросхему флэш-памяти и контроллер, для подключения к одному из стандартных входов компьютера. Разме­ры этого блока 40 × 16× 7 мм. Флэш-память, используемая в других цифровых устройствах, имеет иные размеры и конструктивное оформление. В настоящее время объем флэш-памяти достигает нескольких Гбайт, скорость записи и считывания составляют десятки Мбайт/с.

16 Видеоподсистема пк.

Видеоподсистема ПК – это комплекс технических средств, предназначенный для отображения информации.

В состав видеоподсистемы входят:

• графический адаптер;

• монитор;

• TV/FM-тюнер (может отсутствовать).

Графический адаптер (графическая карта, видеоадаптер, видеокарта, графический ускоритель) – это устройство согласования работы процессора с монитором и управления работой монитора.

Конструктивно видеокарта может быть либо интегрированной (встроенной) в чипсет, либо может представлять собой отдельную плату, которая вставляется в специальный разъем на материнской плате. На тыльной стороне видеокарты есть разъем для подключения монитора (причем к некоторым видеокартам можно подключать до трех мониторов одновременно). Появление и усложнение трехмерной (3D) графики потребовало размещения на видеокарте специализированной микросхемы – графического процессора, который берет на себя большую часть работы по формированию и обработке трехмерных образов и тем самым разгружает центральный процессор. Такую видеокарту в дальнейшем стали называть графическим ускорителем. Именно от типа графического процессора зависят производительность графического ускорителя и качество получаемого изображения. Кроме процессора видеокарта содержит и собственную оперативную память (видеопамять), объем которой всего лишь в два-четыре раза меньше объема оперативной памяти самого ПК.

Основные характеристики видеокарты:

1. Способ подключения к материнской плате.

Возможно подключение к материнской плате через шину PCI или AGP. Первый вариант широко использовался несколько лет назад применительно почти ко всем видеокартам. Однако с ростом производительности видеокарт пропускной способности шины PCI стало не хватать. На смену ей (но только для видеокарт) была разработана шина AGP (Accelerated Graphics Port – ускоренный графический порт).

2. Объем и тип видеопамяти.

Современные видеокарты имеют объем видеопамяти 32, 64, 128 или 256 мегабайт (Мбайт). Типы видеопамяти:

• SDRAM (Synchronous Dynamic RAM) – синхронная динамическая память;

• SGRAM (Synchronous Graphics RAM) – синхронная графическая память разновидность памяти SDRAM, оптимизированная для графических операций;

• DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM) – синхронная динамическая память с удвоенной скоростью передачи данных;

• DDR SGRAM (Double Data Rate SGRAM) – синхронная графическая память с удвоенной скоростью передачи данных.

3. Частота работы графического процессора и видеопамяти.

Следует отметить, что графический процессор и видеопамять работают на разной частоте: частота процессора – от 166 МГц, частота памяти – от 140 МГц. Чем выше частота, тем производительнее будет работать видеокарта. В некоторых видеокартах предусмотрена возможность повышения частоты («разгона») пользователем с помощью специальных драйверов. Но при этом для защиты видеокарты от перегрева может потребоваться дополнительный вентилятор.

4. Глубина цвета.

От этой характеристики видеокарты зависит количество цветов изображения, выводимых на экран монитора. Современные видеокарты поддерживают следующие режимы глубины цвета:

• Low Color – 8-разрядный цвет (256 цветов);

• High Color – 16-разрядный цвет (более 65 тысяч цветов);

• True Color – 32-разрядный цвет (более 16 миллионов цветов).

В играх чаще всего используются режимы Low Color и High Color, рабочими являются режимы High Color и True Color.

5. Разрешающая способность.

Разрешающая способность (разрешение) определяет максимальное количество точек, из которых может состоять графическое изображение. Эту характеристику описывают две величины: количество точек по горизонтали и по вертикали: 640×480, 800×600, 1024×768, 1280×1024, 1600×1200.

Тип видеокарты	Разрешение	Кол-во цветов	Размер видеопа­мяти
MDA — Monochro­me Display Adapter	720 × 360	2
CGA — Color Graphics Adapter	640 × 200	4
EGA — Enhanced Graphics Adapter	640 ×350	16	128 Кб
VGA — Video Graphics Adapter	640 × 480, 320 × 200	16, 256	256 Кб
SVGA — Super Video Graphics Adapter	640 × 480, 800 × 600 1024 × 768, 1600 ×1200	256, более 65 тыс., более 16 млн.	512 Кб, 1 Мб 2 Мб, 4 Мб
PGA — Professional Graphics Adapter		более 16 млн.	16 Мб, 128 Мб

Монитор (дисплей) – устройство для визуального отображения информации на экране.

Виды мониторов:

1. По назначению:

   • для домашнего ПК;

   • для офисного ПК;

   • профессиональные;

   • специального назначения.

2. По воспроизведению цветов:

• монохромные (черно-белые);

• цветные.

3. По режиму работы:

• алфавитно-цифровые – могут работать только в текстовом режиме;

• графические – могут работать и в текстовом, и в графическом режиме.

4. По физическим принципам формирования изображения на экране:

• мониторы на базе электронно-лучевой трубки (ЭЛТ);

• жидкокристаллические мониторы;

• газоплазменные мониторы;

• электролюминесцентные мониторы.

Последний принцип классификации мониторов является основным и во многом определяет характеристики монитора.

М ониторы на базе электронно-лучевой трубки (ЭЛТ или Cathode Ray Tube, CRT) – это наиболее распространенный тип мониторов для ПК. Эти мониторы по принципу действия напоминают цветные телевизоры, но имеют чуть меньший размер и обладают очень четким изображением. В качестве устройства, формирующего изображение, используется ЭЛТ (кинескоп). Лицевая поверхность ЭЛТ изнутри покрыта люминофором – веществом, элементы (зерна) которого испускают свет при попадании на них разогнанных электронов. Каждая точка на экране монитора состоит из трех расположенных рядом друг с другом зерен люминофора. Каждое зерно из этой триады благодаря попаданию на него разогнанных электронов светится с определенной интенсивностью собственным цветом (красным, зеленым или синим – RGB). Общий результат свечения зерен такой триады виден человеческому глазу как цветная точка. Для того, чтобы разогнанные электроны попадали именно на те зерна триад, на которые нужно, перед ними установлен специальный металлический экран с проделанными в нем отверстиями, расположенными напротив зерен триад – маска.

Достоинства мониторов с ЭЛТ:

• невысокая стоимость;

• высокое быстродействие и хорошие цветовые возможности.

Недостатки мониторов с ЭЛТ:

• большие габариты и вес;

• высокое энергопотребление;

• «искривленная» поверхность экрана и, как следствие, геометрические искажения изображения;

• возможные проблемы с плохой фокусировкой, несведением лучей и мерцанием изображения;

• наличие разного рода вредных излучений.

Р абота жидкокристаллических мониторов (Liquid Crystal Display, LCD) основана на изменении ориентации молекул жидких кристаллов (и, как следствие, изменении их оптических свойств) под воздействием внешнего электрического поля. Тонкий слой жидких кристаллов находится между двумя поляризаторами (горизонтальными и вертикальными электродами) и представляет собой матрицу миниатюрных жидкокристаллических элементов. Каждый жидкокристаллический элемент может светиться нужным цветом. В зависимости от способа управления элементами, различают мониторы с активной и пассивной матрицей. В мониторах с активной матрицей (TFT) каждый элемент имеет свой собственный управляющий транзистор. Вследствие этого изображение на TFT-мониторах способно меняться практически мгновенно. Мониторы с пассивной матрицей (DSTN) не имеют этой особенности, поэтому изображение на них меняется с «запаздыванием».

Достоинства LCD:

• малые габариты и вес;

• низкое энергопотребление;

• абсолютно плоская поверхность экрана;

• идеальная геометрия без каких-либо искажений, присущих мониторам с ЭЛТ;

• отсутствие проблем с плохой фокусировкой, несведением лучей и мерцанием изображения;

• медицинская и экологическая безопасность.

Недостатки LCD:

• высокая стоимость;

• маленький угол обзора, как по горизонтали, так и по вертикали;

• сравнительно меньшие быстродействие и цветовые возможности, чем у мониторов с ЭЛТ;

• высокая вероятность присутствия на экране одной или нескольких нефункциональных («мертвых») точек, постоянно светящихся одним цветом.

В газоплазменных мониторах между поляризаторами (горизонтальными и вертикальными электродами) находится инертный газ, области которого могут светиться под воздействием внешнего электрического поля.

Основные характеристики мониторов:

1. Размер экрана (диагональ) – это расстояние между противоположными углами монитора, измеряемое в дюймах: 15'', 17'', 19'', 20'', 21''. Следует отметить, что для мониторов с ЭЛТ размер видимого изображения почти на 1'' меньше размера, заявленного в спецификации (часть экрана скрыта под пластмассовой экранной окантовкой).

2. Шаг точки (полосы) – 0,24 − 0,28 мм. Чем меньше, тем лучше.

3. Разрешение (разрешающая способность) – максимальное количество точек, из которых может состоять графическое изображение. Эту характеристику описывают две величины: количество точек по горизонтали и по вертикали: 800×600, 1024×768, 1280×1024, 1600×1200. Разрешение монитора, прежде всего, зависит от: размера экрана, шага точки. Разрешение монитора должно соответствовать разрешению видеокарты.

4. Частота кадровой развертки – частота смены кадров на экране монитора (обновления экрана), измеряемая в герцах (Гц). Должна быть не ниже 85 Гц, чем больше, тем лучше (следует отметить, что разницу между частотами в 110 Гц и выше человеческий глаз определить не в силах). Частота кадровой развертки монитора должна соответствовать частоте работы видеокарты.

5. Стандарт безопасности – это международный стандарт, который определяет соответствие монитора: нормам допустимых излучений, безопасности, эргономики и энергосбережения. Наиболее распространенными являются следующие стандарты (перечислены в порядке ужесточения требований к безопасности):

   • MPR II;

   • TCO’92;

   • TCO’95;

   • TCO’99.

Первые в мире обоснованные стандарты безопасности монито­ров появились в Швеции. Еще в начале 80-х годов Национальный де­партамент стандартов Швеции совместно с Институтом расщепляющихся материалов разработали первую систему стандартов MRP I.

С 1990 года используется стандарт MRP II. В соответствии с MRP II уровень электростатического поля и электромагнитных из­лучений на расстоянии 50 см от монитора не должен превышать порогов, которые считаются безвредными для здоровья человека. Сегодня практически все мониторы, производимые в мире, обяза­тельно соответствуют стандарту MPR II. В MPR II также нормирова­ны следующие визуальные параметры: цвет фона и символов, яр­кость экрана и курсора, средняя яркость и ее равномерность, дрожание изображения и критическая частота мерцания, размеры и искажения символов, четкость изображения и требования к анти­бликовому покрытию экрана.

Параллельно с разработкой MPR II Шведская федерация проф­союзов (ТСО) и Национальный совет индустриального и техниче­ского развития Швеции (NUTEK) ввели систему стандартов ТСО, первым из которых был ТСО-92. В отличие от MPR II, измерение уровня вредных излучений и их ограничение ведется на расстоя­нии 30 см от экрана.

В 1995 и 1999 годах появились версии ТСО-95 и ТСО-99, рас­ширенные экологическими требованиями (см. рис.). Кроме этого, в ТСО-99 впервые было установлено обязательное требование по частоте развертки — не менее 85 Гц, а пороговые уровни излу­чений снижены на 10% по сравнению с ТСО-95. На сегодняшний день стандарт ТСО-99 считается наиболее совершенным, и поло­вина выпускающихся в мире мониторов соответствует его требо­ваниям. Дальнейшее развитие стандартов ТСО уже не связано с ужесточением требований по уровню излучений, даже в послед­ней версии — ТСО-03.

Производители мониторов: NEC, Samsung, Sony, ViewSonic, LG, Compaq, Daewoo и др.