Блок системний

Блок системний використовують для розташування у ньому основних компонент ПЕОМ - системної плати з процесором, оперативною пам'яттю, платами розширення, пристроїв читання/запису даних на гнучкі магнітні диски, оптичні диски; жорстких магнітних дисків; блока живлення. На рис. 1.1 подана схема розташування складових системного блоку

Рис. 1.1 Розташування складових системного блоку

1- блок живлення, 2 - системна плата (System Board, Mother Board) , 3 - процесор з охолоджувачем, 4 - мікросхема системної логіки, 5 — графічний контролер, 6 — ЖМД, 7 — пристрій читання/запису даних на оптичний диск

Окрім корпусів типу "башта (англ. Tower)" використовують і інші види корпусів

Рис. 1.2 Сучасні корпуси системних блоків

Особливо оригінальні форми корпусів використовують для домашніх ПЕОМ (barebone)

Рис. 1.3 Домашні ПЕОМ

Веб-камери

Рис. 1.4. Зовнішній вигляд Веб-камер

Рис. 1.5. Веб-камера із бездротовою передачею інформації

Веб-камери використовують для організації відеоконференцій з передаванням інформації через локальні і глобальні мережі. Веб-камери можна розглядати як спрощені цифрові фотокамери (див. фотокамера цифрова) з меншою кількістю фоточутливих елементів на матричному фотоприймачі і меншою кількістю функцій. Найдешевші моделі Веб-камер не мають буферної пам'яті і потребують постійного під'єднання до системного блоку, дорожчі дозволяють зробити кілька десятків знімків без під'єднання до системного блоку (межа між дорогими Веб-камерами і дешевими цифровими фотокамерами доволі умовна). Широке впровадження бездротових інтерфейсів призвело до появи бездротових Веб-камер.

Відеокамера цифрова

Цифрові відеокамери використовують для запису оцифрованих відеопослідовності і фонограми у запам'ятовуючий пристрій камери. Як запам'ятовуючий пристрій у цифрових відеокамерах використовують:

флеш-карти;

DVD-диски;

жорсткі магнітні диски.

Для перенесення відеофільму у ПЕОМ використовують швидкісні інтерфейси — USB 2.0 або IEEE 1394. На рис. 1.6 подано зображення цифрових відеокамер із записом відеофільму на DVD-диск (а) або ЖМД (б).

а) б)

Рис. 1.6. Цифрові відеокамери

Відеопроектор

Відеопроектори (портативні, переносні та стаціонарні) використовують для формування великоформатного зображення на великих екранах. За конструкцією проектори поділяють на просвітні (рис. 1.7) і мікродзеркальні (рис. 1.8)

Рис. 1.7. Блок-схема просвітного проектора

У просвітних дисплеях потік білого світла розділяють на три кольорові пучки за допомогою напівпрозорих дзеркал і світлофільтрів. Отримані кольорові пучки світла

скеровують на три рідкокристалічні матриці, які формують колірні (синє, зелене, червоне) зображення. За допомогою системи дзеркал кольорові зображення скеровують у об'єктив, який проектує зображення на великий екран.

Рис. 1.8. Блок-схема мікродзеркального проектора

1- дзеркало відбиває світло в об'єктив, 2 - дзеркало відбиває світло на світлопоглинач

В мікродзеркальних відеопроекторах завдяки обертовому світлофільтру формують по черзі кольорові пучки світла, які скеровують на мікродзеркальну матрицю. Кожне дзеркальце може перебувати у двох положеннях:

перше - відбиті промені потрапляють в об'єктив (світла крапка зображення);

друге - відбиті промені потрапляють на світлопоглинаючу пластинку (чорна крапка зображення). Для зміни яскравості свічення світлої крапки зображення використовують часті коливання дзеркальця між двома крайніми положеннями на періоді обертання світлофільтра (усі відбиті промені потрапляють в об'єктив - найяскравіша крапка зображення, усі відбиті промені потрапляють на світлопоглинаючу пластинку - найтемніша крапка зображення, певну частину періоду відбиті промені потрапляють в об'єктив, іншу потрапляють на світлопоглинаючу пластинку - проміжна яскравість крапки зображення). Останнім часом виробники мікродзеркальних відеопроекторів стали використовувати три мікродзеркальні матриці - по одній на кожний основний колір (очевидно, що у таких відеопроекторах відпала потреба в обертовому світлофільтрі).

Диск магнітний

Диск магнітний використовують для довготривалого зберігання даних. Магнітні диски поділяють на гнучкі (ГМД, дискети) та жорсткі (ЖМД ["вінчестери"] ). Гнучкі магнітні диски для ЕВМ-подібних ПЕОМ випускались двох діаметрів - 5,25" (застаріло) і 3,5". У таблиці подані усі формати ГМД для ЕВМ-подібних ПЕОМ

Дискета	Місткість	Примітка
5,25" DD	360К	Застаріло
5,25" HD	1,2М	Застаріло
3,5" DD	720К	Застаріло
3,5" HD	1,44М
3,5" ED	2,88М

Інформація на ГМД зберігається на концентричних доріжках (Track), які розділені на сектори.

Рис. 1.9. Схема розміщення даних на магнітному диску

Рис. 1.10. Пристрій запису/читання даних з ГМД

Під час роботи з ГМД голівка читання/запису даних торкається поверхні гнучкого пластикового диска, а диск обертається із швидкістю 360 обертів за хвилину. Для захисту ГМД від забруднень їх розміщують у пластикових коробках (конвертах).

Рис. 1.11. Голівка запису/читання даних з ГМД

ГМД потрібно уберігати від зовнішніх магнітних полів, які можуть попсути дані на дискеті. Принципи роботи жорстких магнітних дисків подібні до принципів роботи гнучких магнітних дисків, однак феромагнітне покритття наносять на металеві або скляні (жорсткі) пластини, які розміщують у герметизованій коробці з добре ощищеним від пилу повітрям.

Пакети магнітних дисків (прообраз сучасних ЖМД) стали широко використовувати на великих ЕОМ з середини 60-х років 20-го сторіччя. На ЕОМ серії ЕС-ІОхх (радянський аналог ІВМ-360/370) використовували пакети алюмінієвих дисків місткістю 7Мб (5 пластин), 29Мб (10 пластин), 100Мб (10 пластин), 200Мб (10 пластин). Діаметр однієї пластини складав 355 мм. Пакети магнітних дисків були змінними, вага 100 мегабайтного пакету була такою, що для його монтажу використовували спеціальний механічний пристрій.

Рис. 1.12. Пакет магнітних дисків для ЕОМ серрії ЕС

Рис. 1.13. Внутрішня будова ЖМД (стрілками вказано напрямки руху повітря при обертанні пакету дисків)

Після появи персональних ЕОМ виникла потреба у малогабаритних пристроях запису/читання даних на магнітні диски. Першим жорстким магнітним диском (ЖМД) діаметру 5,25" став пристрій ST-506 фірми Seagate місткістю 5Мб. Подальший розвиток технології ЖМД полягав у зменшенні розмірів пристрою (3.5", 2.5", 1.8", 1", 0.85"), збільшенні місткості ЖМД - сотні гігабайт на початку III тисячоліття, збільшенні швидкості обертання пакету дисків - 3600 об./хв., 4200 об./хв., 5400 об./хв., 7200 об./хв., 10000 об./хв., 15000 об./хв., збільшенні швидкості роботи контролера ЖМД. На рис. 1.13 зображена внутрішня будова сучасного ЖМД , на рис. 1.14 - зображення блоку голівок читання/запису інформації, а на рис. 1.15 — будова сучасної голівки читання/запису даних. Під час роботи ЖМД голівки читання/запису ширяють над пластинами на невеликій відстані від пластини завдяки повітряному потоку, який зумовлений обертанням пластин. Для стабілізації відстані між голівкою і пластиною голівку прикрипліють до повзунка з боріздками спеціальної форми (рис. 1.16)

Рис. 1.14. Блок голівок запису/читання даних ЖМД

Рис. 1.15. Повзунок з магнітною голівкою

Місткість сучасних жорстких дисків істотньо більша від місткості ГМД. Швидкість запису/зчитування даних залежить від швидкості обертання пакета дисків та параметрів контролера диска. Для під'єднання ЖМД до системної плати використовують Paralel ATA (IDE), Serial ATA або SCSI-інтерфейс (більшість системних плат мають два вбудовані контролери інтерфейсу AT А, деякі системні плати мають вбудований контролер SCSI). Залежно від конструкції контролера ЖМД швидкість обміну даними з системною платою може складати від 5 Мб/сек. до 640 Мб/сек..

Рис. 1.16. Блок-схема контролера ЖМД

На швидкість обміну даними між системною платою та ЖМД істотно впливає розмір буферної пам'яті на контролері ЖМД (кеш-пам'ять контролера [2-32 Мб]). Для збільшення швидкості обміну даними з ЖМД у 2006 р. стали використовувти в якості кеш-пам'яті

контролера ЖМД мікросхеми флеш-пам'яті архітектури OneNAND місткістю 512Мб. Збільшений розмір кеш-пам'яті у поєднанні із перпендикулярним методом запису даних дозволять у найближчі роки довести місткість ЖМД до 1 Тб.

На рис. 1.17 зображені кабелі для під'єднання гнучких та жорстких магнітних дисків (ATA IDE). Кожний кабель має два розняття, тобто до кожного контролера можна під'єднати два пристрої.

Рис. 1.17. Кабелі для під'єднання гнучких та жорстких магнітних дисків

Розняття для гнучкого магнітного диска а: має кілька „ перекручених" на 180 градусів ліній. При встановленні двох ЖМД на одному кабелі один з них має бути встановлений як "активний" (Master) - з цього диска завантажується операційна система, а інший - як "пасивний" (Slave). Задания режимів Master/ Slave здійснюється перемикачами на контролері ЖМД.

Рис. 1.18. З'єднання ЖМД із силовим і сигнальним кабелями

Якщо на одному кабелі інтерфейсу ATA IDE встановлені два пристрої з різною (високою та низькою) швидкістю обміну даними, то це може бути причиною повільної роботи ПЕОМ. У зв'язку з цим пристрій для роботи з оптичними дисками доцільно під'єднувати окремим кабелем до контролера ШЕ2.

Швидкість обміну даними між процесором та ЖМД істотно впливає на швидкодію ПЕОМ. Залежно від набору мікросхем системної логіки ця швидкість може бути різною:

AT A 33-33 Мбайт/сек.;

АТА 66 - 66 Мбайт/сек.

АТА 100 - 100 Мбайт/сек.;

ATA 133 - 133 Мбайт/сек..

З 2004 року розпочалося виробництво системних плат з інтерфейсом Serial ATA, у якому замість паралельного використовується послідовне передавання даних. Це дозволяє перейти на більш високі швидкості передавання даних (Serial ATA I-150 Мбайт/сек., Serial ATA II - 300 Мбайт/сек., Serial ATA III - 600 Мбайт/сек.,), збільшити до 90 см. довжину кабеля та спростити під'єднання пристроїв (на кожний пристрій окремий кабель).

Рис. 1.19. Жорсткий магнітний диск з інтерфейсом Serial ATA і розняття цього

Інтерфейсу

Для використання ЖМД з паралельними інтерфейсами розроблені перехідники Serial ATA- ШЕ.

Рис. 1.20. Жорсткий магнітний диск з перехідником для Serial ATA

Якщо у вас часто випадає потреба у пересенні даних з однієї ПЕОМ на іншу і ці ПЕОМ не зв'язані мережею, подумайте про придбання контейнера (Mobile Rack) для змінних ЖМД (рис. 1.21), або зовнішнього ЖМД з інтерфейсом USB (рис. 1.22).

а) б)

Рис. 1.21. Фотографії контейнерів (Mobile Rack) для змінних ЖМД

a - з інтерфейсом IDE, б - з інтерфейсом Serial ATA

Рис. 1.22. Зовнішній ЖМД з інтерфейсом USB і ключами захисту даних

Вдосконалення технології магнітного запису призвела до появи малогабаритних ЖМД (поперечний розмір менше одного дюйма), які використовують у переносних ПЕОМ, цифрових фотоапаратах тощо. На їх основі деякі виробники пропонують зовнішні ЖМД з інтерфейсом USB.

Диск оптичний

Диск оптичний - це штампований полікарбонатний диск із заглибинами, на який вакуумним напиленням нанесено металеве покриття (див. далі)

Рис. 1.23. Фрагмент оптичного диска CD-ROM (Compact Disk-Read Only Memory) із

Записаними даними

Зчитування даних із оптичного оптичного диска здійснюється за допомогою лазерного променя - при потраплянні променя на недеформовану частину фольги він відбивається від неї (рис. 1.24а) і через об'єктив скеровується на фотоприймач (рис. 1.25). При потраплянні променя на впадину він також відбивається, але не потрапляє в об'єктив (рис. 1.246)

а) б)

Рис. 1.24. Відбивання лазерного променя від фольги

Рис. 1.25. Спрощена будова пристрою читання даних з оптичного диска Промінь від лазера через систему призм скеровується на об'єктив, який фокусує промінь лазера на фользі. Промінь, відбитий від недеформованої частини фольги фольги, через об'єктив і систему призм скеровується на фотоприймач, який перетворює інтенсивність падаючого на нього оптичного потоку в електричний сигнал. При відбиванні променя від заглиблень на фользі він не потрапляє у об'єктив.

Дані на оптичному диску записують по спіральній доріжці. Система слідкування за доріжкою забезпечує фокусування променя лазера на доріжці. Коли у пристрій читання даних вставляють оптичний диск, ця система забезпечує виведення променя лазера на початок доріжки у внутрішній частині диска. Читання даних з диска здійснюється переміщенням променя лазера по спіральній доріжці від внутрішньої частини диска назовні. Для забезпечення постійної швидкості лазерного променя по доріжці кутова швидкість обертання диска є змінною.

Рис. 1.26. Структура запису даних на оптичному диску

Для компенсації помилок, які виникають внаслідок забруднення поверхні оптичного диска, кожен байт кодується чотирнадцяти-бітними символами. Із 42 символів формується фрейм, 98 фреймів формують сектор.

Рис. 1.27. Схема розташування даних на оптичному диску

Рис. 1.28. Параметри сучасних оптичних дисків

В оптичних дисках типу CD використовують інфрачервоний лазер з довжиною хвилі 780 нм. Довжина бітової ділянки і ширина доріжки повинні бути більшими від довжини хвилі лазера. З метою збільшення місткості оптичних дисків було запропоновано стандарт DVD - для читання даних використовують два лазери (спочатку застосовували інфрачервоний і червоний, згодом жовтий і зелений). Перехід до лазерів з меншою довжиною хвилі дозволив зменшити ширину доріжки і довжину бітової ділянки (рис. одб), а отже збільшити щільність запису даних. Для збільшення місткості DVD-дисків у них розташовують два (односторонній диск) або чотири робочих шари (двосторонній диск), на рис. 1.29 зображена взаємодія лазерних променів з робочими шарами а на рис. 1.30 спрощена блок-схема пристрою читання даних з DVD-дисків (і CD-дисків також)

Рис. 1.29. DVD-диск з двома робочими шарами: 1 - відбиваючий шар для променів з довжиною хвилі 650 нм. (прозорий для для променів з довжиною хвилі 780 нм.), 2 -відбиваючий шар для променів з довжиною хвилі 780 нм.

Рис. 1.30. Блок-схема пристрою читання інформації з DVD-дисків

Місткість DVD-дисків складає від 1,2 до 50 Гб, пристрої читання DVD-дисків читають також звичайні CD-ROM (місткість таких дисків складає 650 -1000Мб.).

Поряд із DVD-дисками триває розробка BD-дисків (Blu-ray) (з голубим і ультрафіолетовим лазерами). У BD-дисках використовують нові алгоритми зчитування і обробки інформації, що дозволяє зменшити довжину бітової ділянки ( 0.138, 0.149 або 0.160 мкм) і відстань між доріжками. Реєструючий шар на диску розташований на відстані 0.1 мм від поверхні. Завдяки цьому зменшуються спотворення лазерного променя і час відгуку. Основні характеристики оптичних дисків (CD, DVD, BD, HD-DVD) подано у наступній таблиці

Показник	CD	DVD	Blu-ray	HD-DVD
Місткість штампованного (ROM) диска, Гбайт на один шар	0,68	4,7	23,3/25	15
Місткість штампованного (ROM) диска, Гбайт з двома шарами	немає	8,5	46,6/50	30
Місткість диска багаторазового запису/читання (RW) на один шар	0,68	4	23,3/25/ 27	20
Місткість диска багаторазового запису/читання (RW) з двома шарами Гбайт	немає	немає	46,6/50/ 54	32
Місткість диска одроразового запису (R) з одним робочим шаром, Гбайт	0,68	4,7	23,3/25/ 27	15
Місткість диска одроразового запису (R) з двома робочими шарами, Гбайт	немає	8,5	46,6/50/ 54	немає
Максимальна місткість існуючих прототипів багатошарових дисків, Гбайт	1,4	8,5	100	45
Довжина хвилі лазера, нм	780	650	405	405
Апертура	0,45	0,6	0,85	0,65
Потужність променя лазера при читанні, мВт	-	-	0,35	0,5
Захисний шар, мм	1,2	0,6	ОД	0,6
Розмір бітової ділянки, нм	830	410	160/149/ 138	204

Показник	CD	DVD	Blu-ray	HD-DVD
Відстань між доріжками, нм	1600	740	320	400
Швидкість передачі даних, Мбіт/с	0,15 (їх)	1,385 (їх)	36 (їх)/ 54 (video BD-ROM)	36,5 (їх)
Підтримка Java	немає	немає	є	немає
Пітримувані кодеки		MPEG2	MPEG2/ MPEG4/ AVC/ VC-1	MPEG2/ MPEG4/ AVC/ VC-1
Система захисту даних	-	CSS	AES	AACS

Примітки:

Content Scrambling Sequirity (CSS) - система шифрування вмісту;

Advanced Access Content System (AACS) - поліпшена система доступу до вмісту;

Advanced Encryption Standard (AES) - поліпшена система шифрування;

Audio-Visual Connection (AVC) - засоби опрацювання аудіовізуальної даних;

Motion Pictures Exprts Group (MPEG) - експертна група з кінематографії;

Virtual Container (VC-1) - стандарт захисту даних.

Для виготовлення оптичних дисків великим тиражем виконують такі операції:

1. оптичний запис даних на склопластиковий диск з фоторезистивним покриттям (у тих місцях, на які потрапляють промені фоторезист твердне, у ненасвічених місцях фоторезист залишається м'яким);

2. насвічений диск промивають розчинником - фоторезист залишається лише у насвічених місцях. Таким чином на поверхні диска створюється рельєф;

3. метазація рельєфу на фоторезисті (майстер-диск);

4. методом гальванопластики з майстер-диска виготовляють потрібну кількість робочих копій;

5. робочі копії покривають твердим металевим шаром (наприклад нікелем) із збереженням рельєфу на поверхні;

6. шляхом гарячого пресування полістиролових заготовок металізованими робочими копіями виготовляють основу дисків CD-ROM, DVD-ROM, BD-ROM (до 10000 на одну робочу копію);

7. на диски з напресованою доріжкою вакуумним напиленням наносять алюмінієву відбиваючу плівку;

8. отриманий диск покривають захисним шаром прозорого лаку.

Для запису невеликої кількості оптичних дисків використовують записуючі пристрої CD-RW, DVD-RW (Disk Read /Write). Розрізняють оптичні диски одноразового запису (CD-R, DVD-R) і багаторазового зчитування та диски багаторазового запису і зчитування (CD-RW, DVD-RW). Диск одноразового запису всередині пластикової обкладинки має металевий шар, який покритий барвником. Матеріал барвника (ціанін зеленого кольору, або фталоціанін жовтого) є прозорим для променів використовуваного лазера, однак при запису інформації завдяки більшій потужності записуючого променя барвник втрачає свою прозорість (плями на доріжці). На рис. 1.31 зображена схема читання даних з диска CD-R.

Рис. 1.31. Читання інформації з диска CD-R

Принцип роботи дисків багаторазового запису також грунтується на зміні коефіцієнта відбивання робочого шару під дією потужного лазерного променя. Робочий шар дисків CD-RW виготовляють із сплаву (наприклад Ag-In-Sb-Te), який може перебувати у аморфному і кристалічному станах. Коефіцієнти відбивання аморфного і кристалічного стану сильно відрізняються. Під час запису даних потужний промінь лазера розігріває окремі ділянки робочого шару до температури 500-700 гр. Цельсія, розплавляючи їх. Після охолодження ці ділянки переходять в аморфний стан. Під час витирання даних увесь диск розігрівається до температури 200 гр. Цельсія, що викликає перехід аморфних ділянок у кристалічний стан. На рис. 1.32 подана внутрішня будова дисків CD-R і CD-RW

Рис. 1.32. Диск одно- і багаторазового запису даних Слід зауважити, що у дисках CD-R і CD-RW робочий шар наноситься у боріздки

шириною 0,6 мм. Це потрібно для системи слідкування за доріжкою під час запису даних.

Окрім внутрішніх пристроїв читання даних з оптичних дисків, які встановлюють у

системний блок, використовують зовнішні пристрої. Основним інтерфейсом під'єднання

внутрішніх пристроїв є інтерфейс IDE, зовнішні пристрої під'єднують до системного блоку

за допомогою інтерфейсів USB, Fire Ware, SCSI.

Рис. 1.33. Фотографія пристроїв читання даних з оптичних дисків з відкритим лотком

Важливим показником пристроїв зчитування (і запису) є множник, який вказується у назві пристрою - 52х, 45х і т.ін. Цей множник вказує у скільки разів збільшена швидкість зчитування даних з оптичного диска порівняно з стандартною швидкістю їх ( 150 Кб/сек.). Стандартна швидкість читання даних для DVD-дисків (їх) складає 1385 Кб/сек. При використанні пристроїв читання даних з оптичних дисків з великим множником (більше 40х) слід пам'ятати про небезпечність використання „піратських" дисків - внаслідок високої швидкості обертання погано відцентровані диски „вибухають" у пристрої. Уламки пластику можуть „заклинити" двигуни, а шматочки металевої фольги „закоротити" лінії передачі електричних сигналів і напруг живлення. Якщо внаслідок такого „вибуху" вийде з ладу лише блок живлення, то можете вважати, що вам повезло!

На початку 2006 року компанія InPhase Technologies оголосила про створення промислового зразка записуючого пристрою Tapestry HDS4000 голографічних дисків формату Holographic-ROM (H-ROM). Для запису даних використовується червоний лазер з довжиною хвилі 680 нм ( CD - 780 нм, DVD - 635 нм або 650 нм). Місткість 130-мм дисків складає 300 Гб, швидкість читання даних - 20Мб\сек.

Під час запису даних на голографічний диск світло, випромінюване когерентним джерелом (лазером), розділюється на два промені: сигнальний і опорний. Сигнальний промінь за допомогою матричного модулятора формує окремі кадри (сторінки) запису даних. Кожний елемент модулятора відповідає одному біту записуваної сторінки даних і може перебувати в одному із двох стійких станів (пропускати світло або ж не пропускати). Завдяки цьому із інформаційного променя модулятор з певною частотою формує крапковий малюнок, який відповідає записуваній сторінці даних. Після формування крапкового малюнка сигнальний промінь під певним кутом перетинається із опорним променем, що призводить до виникнення інтерференційної картини, яка і записується у шарі світлочутливого матеріалу.

Рис. 1.34. Процес запису даних на голографічний диск

При зчитуванні даних з голографічного диска опорний промінь проектується крізь диск на матричний детектор. Зафіксовані у реєструючому шарі інтерференційні картини при проходженні через них опорного променя призводять до відтворення інформаційних кадрів.

Рис. 1.35. Читання даних з голографічного диска

Оскільки читання даних з голографічних дисків здійснюється інформаційними кадрами (паралельно), то це дозволяє досягти високих швидкостей читання (і запису!) даних — від десятків до сотень мегабайт у секунду. Змінюючи кут падіння опорного променя або довжину хвилі лазера можна записати кілька інформаційних кадрів на одну і ту ж ділянку світлочутливого шару, що дозволяє значно збільшити щільність запису даних на диск.

Дисплеї

Дисплей використовують для відображення тексту графічних зображень. За час існування ПЕОМ використовувались різні моделі дисплеїв, які відрізнялись як зображувальними можливостями (CGA, EGA, HERCULES, VGA - WUXGA), так і фізичними принципами формування зображення (свічення люмінофора у електроннопроменевій трубці, газоплазмові дисплеї, рідкокристалічні дисплеї тощо).

Стандарт	Кількість крапок у рядку	Кількість рядків	Кількість кольорів	Примітка
CGA	320 (640)	200	16(2)	Застаріло

EGA	640	350	16	Застаріло
Hercules	720	348	2	Застаріло
VGA	640	480	16-4294967296	Застаріло
SVGA	800	600	256-4294967296
WSVGA	1024	600	256-4294967296
XGA	1024	768	256-4294967296
SXGA	1024	768	256-4294967296
UXGA	1600	1200	256-4294967296
WUXGA	1920	1200	256-4294967296

Рис. 1.36. Дисплей з шпаруватою маскою

Кольорові зображення в електронно-променевих трубках формують змішуванням трьох основних кольорів - червоного, зеленого, синього. Люмінофори (речовини, що світяться під дією пучка електронів) з такими кольорами свічення наносяться на екран дисплею так, як це показано на рис. 1.36-37. Більша чіткість (але менша яскравість) зображення досягається у дисплеях з так званою "мозаїчною" маскою. Переднє скло звичайної електронно-променевої трубки є частиною сфери (шлях електронів до різних ділянок екрану дисплею має бути однаковим!). На екранах дисплеїв з великою діагоналлю кривизна переднього скла стає доволі відчутною, що призводить до підвищеного навантаження на очі користувача ПЕОМ. Тому виробники дисплеїв за рахунок ускладнення електроніки дисплею стали використовувати різні типи дисплеїв з покращеною геометрією переднього скла (dinaflat, natural flat, flatron).

Рис. 1.37. Дисплей з мозаїчною маскою

Окрім дисплеїв на електронно-променевих трубках комп'ютерні фірми пропонують плоскі дисплеї (TFT-дисплеї), в яких зображення формується підсвічуванням лампою білого світла рідкокристалічних комірок малих розмірів ( від 0,26 мм до 0,42мм), які під дією електричної напруги змінюють коефіцієнт пропускання світла. Вихідний світловий потік проходить через світлофільтри (червоний, синій, зелений) які розташовані після рідкокристалічних комірок. На рис. 1.38 подано зображення комірки у режимі пропускання і затримки світла, а на рис. 1.39 - структура рідкокристалічного (TFT) дисплея. Останнім часом ведуться розробки (Mitsubishi Electric) рідкокристалічних дисплеїв, у яких комірки підсвічуються світло діодами шести кольорів. Новий дисплей відображає 95.58% кольорової шкали Мансела ( стандарт sRGB - 52.67%). Довжини хвиль світлодіодів розподілені так -410 нм (В2), 430 нм (В1), 510 нм (G1), 540 нм (G2), 615 нм (R2) і 625 нм (R1). Світлодіоди

розділені на дві групи - Rl, G1, В1 і R2, G2, В2 і вмикаються послідовно.

а) б)

Рис. 1.38. Рідкрокристалічна комірка у режимах пропускання і затримки світла

а) світло проходить через комірку (висока напруга)

б) світло не проходить через комірку (низька напруга)

Рис. 1.39. Структура рідкокристалічного дисплея і дисплея на електролюмінісцентній органічній плівці

1 — лампа білого світла, 2 — поляризатор (вирізає із світлового потоку) хвилі із певною площиною поляризації, 3 — рідкокристалічна комірка (повертає площину поляризації світлового потоку, кут повороту пропорційний напрузі, яка прикладається до комірки), 4 — аналізатор (вихідний світловий потік пропорційний косинусу кута між площиною поляризації світлового потоку і напрямком орієнтації аналізатора), 5 — світлофільтри

Останнім часом ведуться роботи по створенню електролюмінісцентних органічних плівок (Organic Light Emiting Device), на рис. 1.39 подано зображення одного елемента зображення (pixel). На їх основі створюють плівкові дисплеї, які можна згорнути у рулон. Такі дисплеї уже використовують у переносних пристроях.

Для під'єднання рідкокристалічного дисплея до графічного контролера використовують аналоговий (VGA) або цифровий (DVI) інтерфейси (див. контролер графічний).

Окрім дисплеїв на електроорганічних сполуках ведуться розробки дисплеїв на так званих "електронних чорнилах" - мікрокапсули заповнені рідиною, у якій плавають білі і чорні мікрочастинки. Чорні частинки притягуються до електрода із позитивним зарядом, білі - відштовхуються від позитивного електрода. Дисплеї на електронних чорнилах дуже тонкі і споживають малі струми, однак поки що дуже дорогі.

Рис. 1.40. Електронні чорнила

Ще одним прикладом електронних чорнил є комірки з водою і світлопоглинаючою оливою. Якщо до комірки не прикладене електричне поле, то олива повністю покриває прозорий електрод над відбиваючою білою підкладкою (чорна комірка). Коли ж до комірки прикласти електричне поле певної полярності, то під дією електичного поля олива стиснеться, а відбиваюча здатність комірки зросте. На рис. 1.41 зображена одна комірка і електронна книжка на основі на основі цієї технології.

Рис. 1.41. Відбиваюча комірка і електронна книга з відбиваючими комірками

На основі нанотехнологій ведеться розробки пласких дисплеїв із холодною емісією електронів із наноконусів

Рис. 1.42. Електролюмінісцентний дисплей із наноконусами

За допомогою напруги, яку подають на керуючий електрод, змінюють кількість електронів, які потрапляють на люмінофор. Таким чином за допомогою керуючої напруги змінюють яскравість свічення одного елемента зображення.

Живлення ПЕОМ

Живлення стаціонарних ПЕОМ здійснюють від блока живлення, який виконує перетворення змінної напруги 220В (110В) у постійні напруги +5В (10-50А),+12В (3.5-15А),-12В (0.3-1А), -5В (0.3-0.5А). Блоки живлення стандарту АТХ окрім перерахованих напруг виробляють ще й напругу 3,3В. Напругу +5В використовують для живлення цифрових мікросхем,+12В - для живлення двигунів дискових пристроїв та живлення інтерфейсних схем, -12В - для живлення інтерфейсних схем, напруга -5В виробляється для підтримки стандарту ISA і у більшості ПЕОМ не використовується. З метою зменшення розмірів блоки живлення ПЕОМ будують на основі схем прямого перетворення змінної напруги 220В у постійну напругу близько 400В, яку використовують для живлення імпульсного генератора (робоча частота генератора складає десятки кілогерц). Навантаженням генератора є трансформатор з феритовим осердям. Вторинні обмотки трансформатора з'єднані з випростувачами, які і виробляють напруги +5В, -5В, +12В, -12В. У більшості випадків блоки живлення обладнані перемикачем робочої напруги 220В-110В, однак деякі моделі можуть живитися лише від напруги НОВ. У цьому випадку доводиться користуватись перетворювачами 220 В - 110В (трансформаторами або тиристорними конверторами). Потужність, споживана блоком живлення від електромережі, залежить від моделі і змінюється від 150Вт до 500Вт. Цю обставину слід враховувати при додатковому встановленні або заміні дисків (гнучких, жорстких, оптичних). Для охолодження елементів блока використовують вентилятор, який живиться від напруги +12В. Для усунення завад іншим електроспоживачам, які може створити імпульсний блок живлення ПЕОМ, на вході блока живлення встановлюють ємнісний фільтр.

Рис. 1.43. Блок-схема блока живлення стандарту AT (а) і вихідні розняття блока живлення