
Pierwsza wersja AGP, dziś nazywana AGP 1.0 lub AGP 1x, używa 32-bitowej szerokości magistrali przy taktowaniu 66 MHz i napięciu 1.5 V lub 3.3 V. Maksymalny transfer jest ograniczony do 266 MB/s.
AGP 2x używa wciąż magistrali o szerokości 32 bitów i taktowania 66 MHz lecz transfer odbywa się tu na obu zboczach sygnału zegarowego (efektywna częstotliwość 133 MHz) co umożliwia transfer na poziomie 533 MB/s. Napięcie jest identyczne jak w AGP 1x.
AGP 4x posługuje się taktowaniem 133 MHz i transferem na obu zboczach i w rezultacie maksymalny transfer 1066 MB/s. Napięcie zredukowano do 1.5 V.
AGP 8x to transfer na obu zboczach ale przy częstotliwości 266 MHz; transfer 2133 MB/s. Standard ten obniża napięcie do 0.8 V.
PCI (ang. Peripheral Component Interconnect) - magistrala komunikacyjna służąca do przyłączania urządzeń do płyty głównej. Po raz pierwszy została publicznie zaprezentowana w czerwcu 1992r. Przedstawione rozwiązanie umożliwia znacznie szybszą komunikację niż stosowane dotychczas ISA, pomiędzy procesorem i kartami w gniazdach rozszerzeń PCI. Dodatkowo nie ma znaczenia czy w gnieździe jest karta sterownika dysków (np. SCSI), sieciowa czy graficzna (choć ta ostatnio w ostatnich latach jest umieszczana w bardziej zaawansowanych złączach typu AGP). Każda karta, pasująca do gniazda PCI, będzie w nim pracować bez jakichkolwiek problemów związanych z kompatybilnością, gdyż nie tylko sygnały ale i przeznaczenie poszczególnych styków gniazda są znormalizowane.
Szyna PCI stanowi kompleksowe rozwiązanie, przyspieszające współpracę z dowolnym urządzeniem zewnętrznym. Przy częstotliwości taktowania 33 MHz i szerokości 32 bitów magistrala PCI osiąga szybkość transmisji 132 MB/s. Nawet jeśli szerokość szyny adresowej i danych nowych procesorów 64 bitowych zmiany nie wpływają na architekturę PCI. Jedynie podwaja się przepustowość do 264 MB/s, ale kompatybilność 32 i 64-bitowych urządzeń peryferyjnych standartu PCI pozostanie zapewniona.
Bardzo istotną cechą architektury PCI jest skalowalność: w jednym i tym samym komputerze może być równolegle lub szeregowo połączonych kilka magistrali PCI. Ponieważ nad koncepcją PCI Local Bus pracowało wielu znaczących producentów komputerów (co znacząco umożliwiło upowszechnienie się tego standardu), pojawiło się dużo pomysłów. Przykładowo, rozwiązanie jest na tyle elastyczne, że uwzględnia możliwość współpracy magistrali nie tylko z komputerami wyposażonymi w procesory firmy Intel, ale również z AMD, Cyrix. Warto także zwrócić uwagę na to iż 32-bitowy standard adresowania wykorzystywany w PCI używany jest również w innych magistralach (np. AGP).
Kolejną istotną cechą PCI jest wysoka zgodność pomiędzy poszczególnymi wersjami PCI, jak i rozwiązań pochodnych (np. PCI X) przejawiająca się tym że pod warunkiem dopasowania napięciowego (warianty 3.3V i popularniejszy 5V) urządzenia mogą pracować zarówno w starszych jak i nowszych gniazdach (spotyka się także urządzenia mogące pracować zarówno w magistralach 3.3V jak i 5V). Zgodność ta nie jest jednak zachowana w stosunku co do PCI Express, która to ma zastąpić PCI oraz AGP.
ISA (ang. Industry standard architecture - standardowa architektura przemysłu) to standard magistrali oraz łącza dla komputerów osobistych wprowadzony w roku 1984, jako rozszerzenie architektury IBM PC/XT do postaci szesnastobitowej. Służy do przyłączania kart rozszerzeń do płyty głównej.
Pod koniec lat dziewięćdziesiątych dwudziestego wieku znaczenie tej architektury zaczęło maleć, a jej funkcje przejmował standard PCI.
PCI-Express (PCIe), znana również jako 3GIO (od 3rd Generation I/O) jest szeregową magistralą służącą do przyłączania urządzeń do płyty głównej. Ma ona zastąpić magistralę PCI oraz AGP. Interfejs równoległy zastąpiony został tu szeregowym. Sygnał przekazywany jest za pomocą dwóch linii, po jednej w każdym kierunku. Częstotliwość taktowania wynosi 2.5GHz. Protokół transmisji wprowadza dwa dodatkowe bity, do każdych ośmiu bitów danych. Zatem przepustowość jednej linii wynosi 250MB/s. W związku z tym, że urządzenia mogą jednocześnie przekazywać sygnał w obydwu kierunkach (full-duplex) to można ewentualnie przyjąć, że w przypadku takiego wykorzystania złącza, transfer może sięgać 500MB/s. Należy również zwrócić uwagę na fakt, że w odróżnieniu od wcześniejszych szyn, odbiorniki danych nie muszą się dzielić pasmem. Każdy ma całą przepustowość tylko dla siebie.
wariant PCIe - przepustowość (w każdą stronę)
x1 - 250 MB/s
x2 - 500 MB/s
x4 - 1000 MB/s
x8 - 2000 MB/s
x16 - 4000 MB/s
x32 - 8000 MB/s
Jedną z najważniejszych zalet nowej magistrali jest jej skalowalność. W związku z niezależnością pasma, w jednym slocie możemy jednocześnie wykorzystać więcej dwukierunkowych złączy PCI Express, dzięki czemu możemy zwielokrotnić przepustowość dla pojedynczego urządzenia (karty). Ze względu na to, w oznaczeniach nazw gniazd pojawiły się dodatkowe wyróżniki cyfrowe. Uwzględniając urządzenia w pełni wykorzystujące full-duplex można więc, dla takiego gniazda, pisać o łącznej przepustowości 1GB/s.
USB (ang. Universal Serial Bus - uniwersalna magistrala szeregowa) to typ złącza, pozwalającego na podłączanie do komputera urządzeń cyfrowych (takich jak: kamery video, aparaty fotograficzne, skanery, drukarki, itp).
Urządzenia w tym standardzie można łączyć ze sobą tworząc sieć. W całej sieci można podłączyć do 127 urządzeń USB. W jednej sieci mogą pracować urządzenia o różnych prędkościach transmisji. Magistrala wymaga obecności dokładnie jednego kontrolera magistrali, którego rolę pełni komputer (host). Uniemożliwia to bezpośrednie połączenie dwóch komputerów.
Transmisja odbywa się przy wykorzystaniu dwóch przewodów (zielonego Data+ i białego Data-). Magistrala zawiera również linie zasilającą (czerwony (+5 VDC) i czarny (masa) przewód) o napięciu 5V i maksymalnym poborze prądu 500 mA.
Urządzenia USB możemy podzielić ze względu na zgodność z przyjętymi specyfikacjami na:
1.1 Urządzenia spełniające warunki tej specyfikacji mogą pracować z prękościami 1.5 Mbit/s lub 12 Mbit/s
2.0 Urządzenia zgodne z warunkami nowej specyfikacji mogą pracować z prędkością 480 Mbit/s
Większość współczesnych systemów operacyjnych obsługuje złącze USB. Microsoft Windows 95 od wersji OSR2 (istnieje także poprawka do wersji OSR1 udostępniająca obsługę USB).
IEEE 1394 - FireWire
IEEE 1394 (znane również pod nazwą handlową firmy Apple jako FireWire) to standard łącza szeregowego umożliwiającego szybką komunikację i izosynchroniczne usługi w czasie rzeczywistym. Opracowany w roku 1995 dla komputerów osobistych i cyfrowych urządzeń optycznych. Rozwijany głównie przez firmę Apple Computer. Jest zdefiniowany w dokumencie IEEE 1394.
Magistrala ta w odrobinę okrojonej wersji (brak linii zasilających) znana jest również pod używaną przez koncern Sony nazwą i.Link. FireWire jest szeregową magistralą ogólnego przeznaczenia, jednak ze względu na lansowanie jej przez Apple jako wyjątkowo multimedialnej oraz ze względu na powszechne jej stosowanie w kamerach (pod nazwą i.Link) jest kojarzona prawie wyłącznie z kamerami cyfrowymi.
Szybkość transmisji
Nazwa FireWire obejmuje kilka standardów komunikacji zapewniających transfer rzędu: 100, 200, 400 Mbit/s. Najnowsza specyfikacja IEEE-1394b (instalowana np. w komputerach Aluminium PowerBook firmy Apple) dopuszcza również przesył z prędkością 800 Mbit/s (wersja 9-żyłowa) i nie ma ograniczenia na długość kabla. Standard ten jest znacznie szybszy niż USB 2. Planowane jest zwiększenie maksymalnej szybkości do 2 Gbps. Długość kabla ograniczona jest do 4½ metra, ale można stworzyć specjalne połączenia nawet 16 odcinków kabla, co daje efektywną długość siedemdziesięciu dwóch metrów. Transmisja odbywa się przy pomocy dwóch par przewodów (TPA+ i TPA- oraz TPB+ i TPB-), dodatkowo interfejs wyposażony jest w linię zasilającą (masa i nieregulowane napięcie dodatnie - 30V bez obciążenia). Najnowszy standard 1394b przewiduje również wykorzystanie połączeń optycznych, co umożliwi transfer 3.2 Gbit/s i uzyskanie długości ponad 100 m, natomiast przy wykorzystaniu standardowej skrętki 5 kategorii możliwe jest uzyskanie 100 Mbit/s i odległości 100 m.
IrDA (ang. Infrared Data Association) - grupa skupiająca kilkudziesięciu producentów sprzętu komputerowego. Grupa ta opracowała firmowy system bezprzewodowej transmisji danych cyfrowych z wykorzystaniem podczerwieni. Jego elementy przeznaczone są przede wszystkim do tworzenia sieci tymczasowych, w których znajdują się komputery przenośne (laptopy, palmtopy).
Podstawowe usługi, wymienione w opisie systemu obejmują:
przesył plików między komputerami,
drukowanie.
dostęp do zasobów sieci przewodowej,
transmisja danych i mowy między komputerem a telefonem komórkowym,
sterowanie urządzeniami telekomunikacyjnymi.
Zegar czasu rzeczywistego (ang. Real-Time Clock) stanowi blok funkcjonalny wbudowany w CMOS znajdujący się na płycie głównej komputera.
Stanowi podstawę do odmierzania czasu przez system operacyjny działający na komputerze a także do działania wielozadaniowych systemów operacyjnych. Czas odmierzany jest nawet po wyłączeniu komputera dzięki baterii zasilającej, która umieszczona jest na płycie głównej obok układu. Istnieją układy CMOS zawierające w sobie baterię np: DS12887A firmy Dallas, która wystarcza na około 10 lat pracy.
Zegar ten to układ programowalnych liczników (historycznie układ 8253) które zliczają impulsy zegarowe najczęściej z zewnętrznego źródła impulsów. Maksymalna częstotliwość zliczanych impulsów to 2MHz. Obecnie standard to około 1,2MHz generowane przez oscylator kwarcowy. Po zliczeniu pewnej, ustalonej liczby impulsów generowane jest przerwanie sprzętowe IRQ0, które dla wielozadaniowego systemu operacyjnego jest najczęściej informacją o momencie przełączenia zadania.
Front Side Bus (FSB) jest wystepującą w wielu architekturach komputerów PC magistralą łączącą CPU z kontrolerem pamięci (najczęściej zlokalizowanym w moście północnym). Składa się ona z linii adresowych, linii danych oraz linii sterowania. Parametry FSB (ilość linii poszczególnych typów, częstotliwość) zależne są od zastosowanego procesora.
HyperTransport, znana również jako Lightning Data Transport (LDT) jest magistralą systemową spotykaną w komputerach PC wyposażonych w procesor z zintegrowanym kontrolerem pamięci (zastępuje tam FSB). Wykorzystywana jest do łączenia CPU z pozostałymi komponentami (kontrolery PCI Express, PCI, Ethernetu, USB, ...).
Jest to łącze typu punkt-punkt, umożliwiające połączenie ze sobą dokładnie dwóch urządzeń. Konieczne jest do tego łącze dwukierunkowe zasadniczo składające się z dwóch łącz jednokierunkowych (nie musi być symetryczne - łącza w różnych kierunkach mogą mieć różną szerokość). Szerokość pojedynczego łącza jednokierunkowego może wynosić od 2 do 32 bitów.
Jest to 1.2 V szyna mogaca pracować z zegarem od 200 do 800 MHz i w podstawowej wersji umożliwia przesył z prędkością 1600 Mbit/s (200 MByte/s), natomiast przy maksymalnej, 32-bitowej szerokości z prędkością 6400 MByte/s. Korzysta ona z transmisji pakietowej (pakiety będące wielokrotnością 32 bitów, początkowe 64 bity zawierają komendę oraz 40-bitowy adres, kolejne zawierają dane).
Zasilacz komputera
zamienia prąd zmienny dostępny w sieci elektrycznej na cały zestaw napięć potrzebnych do pracy komputera. W komputerach osobistych do zasilacza podłączone są:
płyta główna
włącznik na obudowie (w zasilaczach AT bezpośrednio, w ATX - przez płytę główną)
dysk twardy
napędy CD-ROM, DVD-ROM lub nagrywarka
stacja dyskietek
wentylatory (wiatraki)
inne wbudowane w obudowę komputera stacje zewnętrznych nośników danych
oraz niektóre urządzenia zewnętrzne:
klawiatura
mysz (zarówno zasilana przez port szeregowy, jak i PS/2)
urządzenia zasilane przez port USB
Zasilacz komputera wykonany jest zwykle w technice impulsowej.
Dysk optyczny to jeden z rodzajów nośników informacji używany w systemach komputerowych, zapisie danych. Dysk optyczny jest płaskim, plastikowym krążkiem pokrytym materiałem na którym mogą być zapisywane bity informacji w postaci fragmentów dobrze i słabo odbijających wiązkę światła. Odczyt danych następuje poprzez oświetlenie promieniem laserowym. Dane są zapisane sekewncyjnie na ciągłej, spiralnej ścieżce od środka dysku na zewnątrz.
Pierwsze dyski optyczne zapisujące wideo zostały wynalezione przez firmę Phillips w latach 60. XX wieku i wprowadzone na rynek w kooperacji z firmą Sony. Zgomadzone doświadczenie umożliwiło wyprodukowanie CD-ROMów w latach 80..
Do pamięci optycznych zalicza się:
CD
DVD
Blu-ray
Minidisc
Płyta kompaktowa (ang. Compact Disc, CD-ROM - Compact Disc Read Only Memory) to polipropylenowy krążek z zakodowaną cyfrowo informacją do bezkontaktowego odczytu światłem lasera optycznego. Ten sam format używany jest dla standardu płyt muzycznych. Dzięki dużej pojemności, niezawodności i niskiej cenie, CD-ROM stał się najbardziej popularnym medium do zapisywania danych.
Płyta kompaktowa została opracowana przez koncerny Sony i Philips pod koniec lat 70., a jej premiera odbyła się w 1982. Jej pierwotnym zastosowaniem był zapis dźwięku, adaptacja do innych zastosowań nastąpiła później.
Pojemność i rozmiar
Standardowa płyta CD mieści 80 minut muzyki, co odpowiada 700 MB danych. Powstały również nośniki mieszczące: 650 MB (74 min.), 800 MB (90min.), 870 MB (99 min.), a nawet 1,4 GB - płyty dwuwartstwowe, przy czym dwie ostatnie występują niemal wyłącznie jako płyty jednokrotnego zapisu. Wśród płyt pierwotnie tłoczonych (komercyjnych) dominują wyłącznie rozmiary 650 MB, 700 MB. Rozmiar 800 MB jest dosyć rzadko spotykany.
Płyta CD może służyć do zapisu muzyki, filmu (Video CD albo Super Video CD) lub danych - plików komputerowych. Płyty z danymi są zwykle zapisane z użyciem systemu plików ISO 9660 (wcześniej zwanym High Sierra). Format ten ogranicza nazwy plików do stylu MS-DOS-a (8+3). Joliet pozwala na dłuższe nazwy plików i zagłębienia w strukturze katalogów poniżej ośmiu poziomów. Rock Ridge Extensions tak jak Joliet wykorzystuje niezdefiniowane pola w standardzie ISO 9660, aby obsługiwać dłuższe nazwy i dodatkowo informacje typowo uniksowe (właściciel pliku, symboliczne dowiązania itp.)
Napędy CD-ROM
Napędy pierwszej generacji pracowały z prędkością ok. 150 KB/s. Producenci sprzętu zaprezentowali potem napędu podwójnej prędkości (300 KB/s), czterokrotnej prędkości (600 KB/s) i szybsze. Najszybsze napędy CD osiągają 52-krotną prędkość odczytu (7800 KB/s), jest to jednak prędkość maksymalna, osiągana tylko na pewnym obszarze płyty.
Większość napędów CD-ROM komunikuje się z komputerem za pomocą interfejsu SCSI, lub IDE EIDE, wykorzystując najczęściej protokoły ATAPI lub ASPI. Współczesne napędy CD wyposażone są prawie zawsze w zewnętrzne gniazdo słuchawkowe, pozwalające odtwarzać płyty Audio-CD bez konieczności użycia jakiegokolwiek oprogramowania, oraz wewnętrzne wyjście cyfrowe SPDIF umożliwiające czytanie ramek danych z płyt Audio-CD w formie cyfrowej.
Dostępne są także nagrywarki CD (zapisujące płyty CD-R oraz CD-RW). Używają one innych środków i specjalizowanego wyposażenia do nagrywania, ale płyta wynikowa CD-R może być odczytana przez jakikolwiek napęd CD-ROM.
Rok 2004 i 2005 to lata przełomowe, w których nagrywarki następego standardu, DVD, znacznie staniały. Niższa cena nowych nagrywarek, potrafiących nie tylko zapisywać dyski DVD(±R/RW/RAM/DL), ale również CD-R/RW, prawdopodobnie sprawi obniżenie popytu na nagrywarki i czytniki CD.
DVD - (ang. Digital Versatile Disc czyli Cyfrowy dysk ogólnego przeznaczenia).
DVD jest standardem zapisu danych na optycznym nośniku danych, podobnym do CD-ROM(te same wymiary: 12 lub 8 cm) lecz pozwalającym osiągać większe pojemności poprzez większą gęstość zapisu. Dzieli się na przeznaczony tylko do odczytu DVD-ROM oraz umożliwiający zapis DVD-RAM, DVD-R, DVD-RW, DVD+R, DVD+RW, DVD+R DL. Dyski DVD w zależności od typu mogą pomieścić od 5 GB (jednowartostwowe, jednostronne płyty DVD) do 18 GB danych (obustronne, dwuwarstwowe DVD). Te najbardziej pojemne pozwalają zapisać do ośmiu godzin obrazu wysokiej jakości (lepszej na przykład od filmów zapisanych w formacie DivX na CD).
W przeciwieństwie do płyty CD, płyta DVD musi zawierać system plików UDF, będący rozszerzeniem standardu ISO 9660, aby mogła być odtwarzana.
Oprócz standardów DVD jako nośnika danych, rozróżniamy standardy aplikacyjne, takie jak DVD-Video i DVD-Audio.
Twardy dysk – jeden z typów urządzeń pamięci masowej, wykorzystujących nośnik magnetyczny do przechowywania danych. Nazwa twardy dysk (hard disk drive) powstała w celu odróżnienia tego typu urządzeń od tzw. miękkich dysków, czyli dyskietek (floppy disk), w których nośnik magnetyczny naniesiono na elastyczne podłoże, a nie jak w dysku twardym na sztywne.
Pierwowzorem twardego dysku jest pamięć bębnowa. Pierwsze dyski twarde takie, jak dzisiaj znamy, wyprodukowała w latach 70-tych firma IBM. Była to słynna seria o nazwie Winchester. Obecnie sam wynalazca nie produkuje już dysków - w 2002 roku zawarł porozumienie joint venture z firmą Hitachi, na mocy którego IBM prowadzi prace badawcze oraz sprzedaje rozwiązania (systemy dyskowe jak ESS - Enterprise Storage Systems), a Hitachi produkuje jednostki dyskowe, jak też i systemy dyskowe.
Pojemność dysków wynosi od 10 MB (współcześnie dyski kilkusetmegabajtowe lub mniejsze w komputerach osobistych należą do rzadkości, najczęściej posiadają rozmiar nawet kilkuset GB, (w laptopach 20 GB i więcej). Małe dyski o pojemności do 1 GB stosuje się w urządzeniach przenośnych, np. w kartach Compact Flash (1 Gigabajt Microdrive) do cyfrowych aparatów fotograficznych.
Dla dysków twardych najważniejsze są parametry: pojemność, szybkość transmisji danych, czas dostępu, prędkość obrotowa talerzy (obr/sek.) oraz MTBF.
Kilka dysków twardych można łączyć w jedną logiczną całość: macierz dyskową, dzięki czemu można zwiększyć niezawodność przechowywania danych, dostępną przestrzeń na dane, zmniejszyć czas dostępu.
Dysk stały składa się z zamkniętego w hermetycznej obudowie, wirującego talerza (dysku) lub zespołu talerzy, wykonanych najczęściej ze stopów aluminium, o wypolerowanej powierzchni pokrytej nośnikiem magnetycznym (grubości kilku mikrometrów) oraz z głowic elektromagnetycznych umożliwiających zapis i odczyt danych. Na każdą powierzchnię talerza dysku przypada po jednej głowicy odczytu i zapisu. Głowice są umieszczone na elastycznych ramionach i nie stykają się one z talerzem, a ich odległość nad talerzem jest stabilizowana dzięki sile aerodynamicznej (głowica jest przyciagana do talerza podobnie jak skrzydło samolotu unosi samolot) powstałej w wyniku szybkich obrotów talerza. Jest to najpopularniejsze obecnie rozwiązanie (są też inne sposoby prowadzenia głowic nad dyskami twardymi).
Ramię głowicy dysku ustawia głowice w odpowiedniej odległości od osi obrotu talerza w celu odczytu lub zapisu danych na odpowiednim cylindrze. Pierwsze konstrukcje były wyposażone w silnik krokowy, stosowane również w stacjach dysków. Wzrost liczby cylindrów na dysku oraz konieczność zwiększenia szybkości dysków wymusił wprowadzenie innych rozwiązań. Najpopularniejszym obecnie jest tzw. voice coil czyli cewka głosowa, wzorowana na układzie magnetodynamicznym stosowanym w głośnikach. Umieszczona w silnym polu magnetycznym cewka porusza się i zajmuje położenie zgodnie z przepływającym przez nią prądem, ustawiając ramię w odpowiedniej pozycji. Dzięki temu czas przejścia między kolejnymi ścieżkami jest nawet krótszy niż 1 milisekunda a przy większych odległościach nie przekracza kilkudziesięciu milisekund. Układ regulujący prądem zmienia natężenie prądu, tak by głowica ustabilizowała jak najszybciej swe położenia w zadanej odległości od środka talerza (nad wyznaczonym cylindrem).
Informacja jest zapisywana na dysk przez przesyłanie strumienia elektromagnetycznego przez antenę albo głowicę zapisującą, która jest bardzo blisko magnetycznie polaryzowalnego materiału, który zmienia swoją polaryzację (kierunek namagnesowania) wraz ze strumieniem magnetycznym. Informacja może być z powrotem odczytana w odwrotny sposób, gdyż zmienne pole magnetyczne powoduje indukowanie napięcia elektrycznego w cewce gowicy lub zmianę oporu w głowicy magnetyczno oporowej.
Ramiona połączone są w zworą i poruszają się razem. Zwora kieruje głowicami promieniowo po talerzach a w miarę rotacji talerzy, daje każdej głowicy dostęp do całości jej talerza.
Zintegrowana elektronika kontroluje ruch zwory, obroty dysku, oraz przygotowuje odczyty i zapisy na rozkaz od kontrolera dysku. Niektóre nowoczesne układy elektroniczne są zdolne do skutecznego szeregowania odczytów i zapisów na przestrzeni dysku, oraz do remapowania sektorów dysku, które zawiodły.
Szczelna obudowa chroni części napędu od pyłu, pary wodnej, i innych źródeł zanieczyszczenia. Jakiekolwiek zanieczyszczenie głowic lub talerzy może doprowadzić do uszkodzenia głowicy (head crash), awarii dysku, w której głowica uszkadza talerz, ścierając cienki film magnetyczny. Awarie głowicy mogą również być spowodowane przez błąd elektroniczny, zużycie i zniszczenie, błędy produkcyjne dysku.
Sposoby adresowania danych na dysku
CHS (cylinder, head, sector)
LBA (Logical Block Adressing)
MZR (Multi Zone Recording)
Znani producenci
EMC
Fujitsu
Hitachi
IBM
Maxtor
Quantum
Samsung
Seagate
Western Digital
ATA (ang. Advanced Technology Attachments) - interfejs systemowy PC przeznaczony do komunikacji z dyskami twardymi. Standard ATA jest ciągle rozwijany w kierunku zwiększania szybkości transmisji. Początkowo stosowano oznaczenia ATA-1, -2 itd., obecnie używa się określeń związanych z zegarem traktującym interfejs (ATA/33, ATA/66, ATA/100, ATA/133).
ATAPI (ang. Advanced Technology Attachment Packet Interface) - roższerzona wersja standardu ATA, który początkowo przeznaczony był do obsługi dysków twardych. Wersja ta stworzona ze względu na zapotrzebowanie na podłączanie do komputera PC innych urządzeń, zazwyczaj obsługujących wymienne media. Głównie dotyczyło to, napedów CD-ROM, napędów taśmowych, czy też dyskietek o dużych rozmiarach - ZIP, SuperDisk. W wyniku wprowadzonych zmian w standardzie ATA, od tamtej pory przyjął on nazwę ATA/ATAPI - chociaż i tak większość posługuje się jego starą, krótszą nazwą.
SATA (ang. Serial Advanced Technology Attachment) - szeregowa magistrala Serial ATA jest następcą równoległej magistrali pamięci ATA. Do transmisji przewidziane są cieńsze i bardziej elastyczne kable z mniejszą ilością styków, co pozwala na stosowanie mniejszych złączy na płycie głównej w porównaniu do równoległej magistrali ATA. Interfejs przeznaczony do komunikacji z prędkością 150 MB/s, umożliwiający szeregową transmisję danych między kontrolerem a dyskiem komputera z szybkością ok. 1,5 Gb/s.
Dodatkowo architektura kabli upraszcza instalację i prowadzenie ich w obudowie, co poprawia warunki chłodzenia wewnątrz obudowy.
Organizacja Serial ATA Working Group pracująca nad tym standardem zakończyła już prace nad jego drugą wersją (SATA-2), która ma umożliwić dwukrotnie większy transfer niż jej poprzednik. Będą też potrzebne nowe kable, które umożliwią tak szybką transmisję. Planowana jest też trzecia wersja tego interfejsu, która ma umożliwić przesyłanie danych z prędkością 600 MB/s.
SCSI - skrót od Small Computer Systems Inferface - standard równoległego przesyłu danych między komputerem a jego urządzeniami poprzez tzw. szynę SCSI.
Komputer musi posiadać specjalny kontroler, który kontroluje "ruch" na szynie.
Wyróżniamy kilka odmian SCSI:
SCSI-1: pierwsza wersja standardu. Pozwalała na transfer z prędkością 5MB/s na odległość 6m,
SCSI-2: kolejna wersja standardu. Składa się z dwóch wariantów, zwiększających transfer do 10 lub 20 MB/s (odpowiednio Fast SCSI i Wide SCSI). Maksymalna odległośc to około 3 metry,
SCSI-3: znany jako Ultra SCSI, prędkość transferu 20-40MB/s, teoretycznie maksymalna odległość zostaje nadal 3 metry,
Ultra2 SCSI: wprowadzono technologię Low Voltage Differencial, pozwalającą na zwiększenia maksymalnej odległości do ~ 12m. Prędkość tranferu 40-80 MB/s,
Ultra3 SCSI: maksymalny transfer 160MB/s, dodano fukcje wspomagające wykrywanie i usuwanie przekłamań.
Każde urządzenie SCSI, z kontrolerem włącznie, posiada swój niepowtarzalny numer identyfikacyjny (tzw. SCSI ID). Szyna jest zakończona specjalnym terminatorem.
System SCSI jest obecnie wykorzystywany głównie w wysokiej klasy serwerach i stacjach roboczych. Tańsze komputery domowe wykorzystują przeważnie standard ATA/IDE.
BIOS (akronim ang. Basic Input/Output System - podstawowe procedury wejścia-wyjścia) to zapisany w pamięci stałej, inny dla każdego typu płyty głównej komputera, zestaw podstawowych procedur pośredniczących pomiędzy systemem operacyjnym a sprzętem. Program konfiguracyjny BIOS'a to BIOS setup.
Program zapisany w pamięci ROM (Read Only Memory - pamięć tylko do odczytu) płyty głównej oraz innych urządzeń takich jak karta graficzna. W wypadku płyty głównej BIOS testuje sprzęt po włączeniu komputera, przeprowadza tzw. POST (akronim ang. Power On Self Test), zajmuje się wstępną obsługą urządzeń wejścia/wyjścia, kontroluje transfer danych pomiędzy komponentami takimi jak dysk twardy, procesor czy napęd CD-ROM. Inicjuje program rozruchowy.
Za pomocą wbudowanego w BIOS programu setup można zmieniać standardowe ustawienia BIOS-u, np. parametry podłączonych dysków twardych lub zachowanie się komputera po jego włączeniu (np. szybkość testowania pamięci RAM), a także włączać/wyłączać niektóre elementy płyty głównej, np. porty komunikacyjne. Za pomocą BIOS-u można też przetaktowywać procesor (zmiana częstotliwości i mnożnika).
Obecnie większość BIOS'ów zapisywana jest w pamięciach typu EEPROM, co umożliwia ich późniejszą modyfikację.
EEPROM (ang. Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory) - rodzaj nieulotnej pamięci komputerowej w postaci układu scalonego. W odróżnieniu od EPROMów, EEPROM może być wielokrotnie programowany i czyszczony przy użyciu prądu elektrycznego. Ilość zapisów lub wyczyszczeń jest ograniczona (między 100 tysięcy a milion), natomiast ilość odczytań jest dowolna. Bardziej rozwiniętą formą EEPROM jest pamięć typu Flash
Pamięć typu Flash to rodzaj pamięci EEPROM, pozwalającej na zapisywanie i czyszczenie wielu komórek pamięci na raz. Normalne EEPROMy pozwalają zapisywać naraz tylko jedną komórkę, oznacza znacznie wolniejsze działanie. Wszystkie typy pamięci Flash zużywają się po pewnej ilości zapisań i wyczyszczeń.
Pamięci Flash produkuje się w dwóch formach: NOR i NAND. Nazwy odnoszą się do typu bramki logicznej używanej w każdej komórce pamięci.
Jako pierwszą opracowano pamięć NOR. Zrobiono to w firmie Intel w roku 1988. Ma ona długi czas zapisu i czyszczenia, ale posiada pełny interfejs adresowania i dostępu do danych, co pozwala na szybki dostęp do dowolnego miejsca w pamięci. Jest przez to dobra do przechowywania programów, które nie wymagają częstej aktualizacji, na przykład w aparatach cyfrowych i notatnikach elektronicznych. Wytrzymuje od 10 tysięcy do 100 tysięcy cykli zapisu. Przy jej użyciu konstruowano wczesne formy pamięci wymiennej typu flash (na przykład Compact Flash i SmartMedia).
Pamięci NAND opracowano w firmie Toshiba w roku 1989. W stosunku do pamięci NOR ma krótszy czas czyszczenia i zapisu, większą gęstość, mniejszy współczynnik koszt/bit oraz dziesięciokrotnie większą wytrzymałość. Jednak jej interfejs umożliwia jedynie dostęp sekwencyjny, co czyni ją lepszą w zastosowaniach typu pamięci masowej, takich jak karty PCMCIA i karty pamięci, lecz gorszą jako pamięć komputerowa. Na bazie pamięci NAND powstało kilka form pamięci przenośnej, takich jak MMC, Secure Digital oraz Memory Stick, które mają mniejsze wymiary.
Pamięć flash jest jądrem urządzeń pamięci wymiennej podłączanej przez USB.
EPROM (ang. erasable programmable read-only memory) - rodzaj pamięci cyfrowej, w postaci układu scalonego, przechowującej zawartość nawet po odłączeniu zasilania. Oparta jest o specjalnie skonstruowany tranzystor MOS z dwiema bramkami - sterującą normalnie podłączoną elektrycznie do reszty układu i pamiętającą - dokładnie zaizolowaną od reszty układu. Programowanie układu polega na przebiciu cienkiej wartswy izolatora i wpuszczeniu do bramki pamiętającej określonego ładunku elektrycznego. Jego obecność na stałe zatyka tranzytor, niezależnie od stanu drugiej bramki. Skasowanie pamięci polega na odprowadzeniu ładunku z bramki. Programowana jest przy pomocy urządzenia elektronicznego, które podaje napięcie wyższe niż normalnie używane w obwodach elektronicznych, zdolne do chwilowego przebicia warstwy izolacyjnej wokół bramki pamiętającej. Raz zapisana, pamięć EPROM może zostać skasowana jedynie przez wystawienie jej na działanie silnego światła ultrafioletowego, które jonizuje izolator umożliwijąc odpłynięcie zgromadzonego ładunku. Większość EPROMów łatwo rozpoznać po przeźroczystym okienku ze szkła kwarcowego na górze układu, przez które widać kość krzemową i które umożliwia dostęp światła ultrafioletowego w razie konieczności skasowania.
Zaprogramowany EPROM przechowuje dane przez około dziesięć do dwudziestu lat i może być odczytywany dowolnie często. Aby ochronić pamięć przed przypadkowym skasowaniem okienko musi być zawsze zasłonięte.
W starszych BIOSach często wykorzystywane były EPROMy, a okienko było zakrywane etykietką z wydrukowaną nazwą producenta BIOSu, numerem wersji i notką o prawach autorskich.
RAM (ang. Random Access Memory) - jest to podstawowy rodzaj pamięci cyfrowej zwany też pamięcią użytkownika lub pamięcią o dostępie swobodnym. Teoretycznie oznacza to każdą pamięć o bezpośrednim dostępie do dowolnej komórki pamięci (w przeciwieństwie do pamięci o dostępie sekwencyjnym, np. rejestrów przesuwnych). W praktyce jednak skrótem tym oznacza się tylko pamięć, którą można normalnie zapisywać, a wyklucza pamięci ROM (tylko do odczytu), pomimo iż w ich przypadku również występuje swobodny dostęp do zawartości.
W pamięci RAM przechowywane są aktualnie wykonywane programy i/lub dane początkowe dla tych programów, oraz wyniki ich pracy.
Zawartość pamięci RAM jest zerowana w momencie zaniku napięcia zasilania, dlatego wyniki pracy programów muszą być zapisane na jakimś nośniku danych.
RAM jest stosowany między innymi jako pamięć operacyjna komputera (montowany do gniazd na płycie głównej), jako pamięć niektórych komponentów komputera (np. kart graficznych, dźwiękowych, itp.), oraz w wielu innych zastosowaniach - np. w programatorze pralki automatycznej.
Technologie pamięci RAM
Współczesna pamięć RAM jest realizowana sprzętowo w postaci układów scalonych występujących w różnych technologiach i w postaci różnych modułów, znajdujących głównie zastosowanie w komputerach. Wyróżnia się pamięci trwałe (NVRAM) i ulotne.
Pamięci ulotne (Volatile Random Access Memory)
DRAM (Dynamic RAM) - elementem pamięciowym są kondensatory; pamięć DRAM dzieli się na podtypy różniące się realizacją cykli dostępu:
EDO DRAM (Extended Data-Out DRAM)
FPM DRAM (Fast Page Mode DRAM)
SDRAM (Synchronous DRAM)
SRAM (Static RAM) - elementem pamięciowym jest przerzutnik bistabilny
Pamięci trwałe (Non-Volatile Random Access Memory)
FRAM - nośnikiem danych jest kryształ (konstrukcja prototypowa)
MEMS - pamięć mikroelektromechaniczna (konstrukcja eksperymantalna)
MRAM - nośnikiem danych sa magnetyczne złącza tunelowe (konstrukcja prototypowa)
NRAM - Nanotube RAM - pamięć zbudowana z węglowych nanorurek (konstrukcja eksperymantalna)
OUM - pamięć oparta o zmiany stanu stopów pierwiastków rudotwórczych
PRAM - elementem pamięciowym jest kryształ (konstrukcja prototypowa)
Typy pamięci:
SIMM 30 Pin - 386,486
SIMM 72 Pin - 486 Pentium
DIMM SDRAM - Pentium II, Pentium III
RIMM DDR - Pentium IV
ROM (ang. Read-Only Memory - pamięć tylko do odczytu).
Jest to rodzaj pamięci operacyjnej urządzenia elektronicznego, w szczególności komputera.
W normalnym cyklu pracy urządzenia pamięć ta może być tylko odczytywana, zapis do pamięci dokonywany jest w zależności od rodzaju pamięci. Najpopularniejsze rodzaje to
ROM - programowane przez producenta pamięci w czasie produkcji, czasami określana jako MROM (Mask programmable ROM).
PROM - Programmable ROM - pamięć która może zostać zaprogramowana. Pierwsze pamięci tego typu były programowane przez przepalenie cieniutkich drucików wbudowanych w strukturę
EPROM - Electrically Programmable ROM - pamięć programowalna elektrycznie, kasowana innymi metodami np. przez naświetlanie ultrafioletem
EEPROM - Erasable Electrically Programmable ROM = pamięć kasowalna i programowalna elektrycznie. Wykonywana w różnych postaciach (np. jako FLASH), różniących się sposobem organizacji kasowania i zapisu.
Zawiera ona stałe dane potrzebne w pracy urządzenia - np. procedury startowe komputera, czy próbki przebiegu w cyfrowym generatorze funkcyjnym.
Procesor (ang. processor) - urządzenie cyfrowe sekwencyjne potrafiące pobierać dane z pamięci, interpretować je i wykonywać jako rozkazy. Wykonuje on bardzo szybko ciąg prostych operacji (rozkazów) wybranych ze zbioru operacji podstawowych określonych zazwyczaj przez producenta procesora jako lista rozkazów procesora.
Procesor składa się z:
zespołu rejestrów do przechowywania danych i wyników, rejestry mogą być ogólnego przeznaczenia lub mają specjalne przeznaczenie
jednostki arytmetycznej (arytmometr) do wykonywania operacji na danych
układu sterującego przebiegiem wykonywania programu
Jedną z podstawowych cech procesora jest długość (liczba bitów) słowa, na którym wykonywane są podstawowe operacje obliczeniowe. Jeśli słowo ma np. 32 bity, mówimy że procesor jest 32-bitowy. Innym ważnym parametrem określającym procesor jest szybkość z jaką wykonuje on program. Szybkość ta w znaczym stopniu zależy czasu trwania pojedynczego taktu procesora, jest on odwrotnością częstotliwości procesora.
Obecnie najnowsze procesory mają 64 bity
Mikroprocesor to układ cyfrowy wykonany jako układ scalony lub kilka układów scalonych zdolny do wykonywania operacji cyfrowych według dostarczonych mu instrukcji.
Twórcą idei mikroprocesora był Ted Hoff z firmy Intel. Wpadł on na prosty lecz genialny pomysł - by zamiast projektować 12 niezależnych układów scalonych do kalkulatorów zaprojektować jeden, który będzie w stanie pełnić funkcje wszystkich ich razem wziętych i będzie pracować w taki sposób jak procesor w komputerze. W firmie Intel wyprodukowano pierwszy mikroprocesor o nazwie 4004 - zawierał on 2300 tranzystorów i wykonany był w technologii p-MOS.
W prawie każdym mikroprocesorze możemy wyróżnić następujące bloki
ALU - jednostka arytmetyczno-logiczna (Arithmetic Logic Unit), wykonuje ona operacje logiczne na dostarczonych jej danych, podstawowy zestaw to: dodawanie, podstawowe operacje logiczne (AND, XOR, OR, NOT), oraz przesunięcia bitowe w lewo i w prawo. W bardziej złożonych mikroprocesorach zestaw ten jest znacznie bogatszy.
CU - układ sterownia (Control Unit), zwany też dekoderem rozkazów. Odpowiedzialny jest on za dekodowanie dostarczonych mikroprocesorowi instrukcji i odpowiednie sterowanie pozostałymi jego blokami (na przykład jeśli zdekodowaną instrukcją będzie dodawanie, CU odpowiednio ustawi sygnały sterujące, by ALU wykonała tę właśnie operację
Rejestry - umieszczone wewnątrz mikroprocesora komórki pamięci o niewielkich rozmiarach (najczęściej 4/8/16/32/64/128 bitów) służące do przechowywania tymczasowych wyników obliczeń (rejestry danych) oraz adresów lokacji w pamięci operacyjnej (rejestry adresowe). Proste mikroprocesory mają tylko jeden rejestr danych zwany akumulatorem. Oprócz rejestrów danych i rejestrów adresowych występuje też pewna liczba rejestrów o specjalnym przeznaczeniu:
PC - licznik rozkazów (Program Counter) - zawiera on adres komórki pamięci zawierającej następny rozkaz do wykonania
IR - rejestr instrukcji (Instruction Register) - zawiera on adres aktualnie wykonywanej przez procesor instrukcji.
SP - wskaźnik stosu (Stack Pointer) - zawiera adres wierzchołka stosu
Mikroprocesor komunikuje się z otoczeniem za pomocą szyny danych i szyny adresowej.
Generalnie każdy bardziej skomplikowany mikroprocesor można zaklasyfikować do jednej z dwóch architektur:
CISC (Complex Instruction Set Computers)
RISC (Reduced Instruction Set Computers)
VLIW (Very Long Instruction Word)
Każda z nich ma swoją specyfikę, swoje wady i zalety.
ps. poproszę moderka o korektę jeśli coś pokręciłem lub skrócenie tego posta.