Аппаратные средства для персональных компьютеров: Методические указания к практическим работам по курсу ''Периферийные устройства''

Министерство общего и профессионального образования Российской Федерации

ОРЕНБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра Вычислительных машин, комплексов, систем и сетей

И.В.Матвейкин, Е.В.Романова, Ю.И.Синицын

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

К ПРАКТИЧЕСКИМ РАБОТАМ ПО КУРСУ “Периферийные устройства” АППАРАТНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ПЕРСОНАЛЬНЫХ КОМПЬЮТЕРОВ

Оренбург 1998 ББК 32.97Я7

С-38 УДК 681.3 (075.8)

1 Источники бесперебойного питания Самую простейшую защиту по питанию обычно обеспечивают так называемые ограничители перенапряжений. Эти устройства смогут предохранить нагрузку от различного рода выбросов и всплесков питающего напряжения электросети, а также радиочастотных шумов. Некоторые из таких приборов гарантируют максимальный рабочий ток до десятка ампер (при напряжении 220-240 В) и могут обеспечивать защиту в одном из трех режимов: “фаза-земля”, “фаза-нейтраль” и “нейтраль-земля”. Подобные устройства выпускают, например, фирмы American Power Conversion (APC), TrippleLite, Best Power Technology /1/. Более высокий уровень защиты обеспечивают устройства нормализации, которые надежно ”очищают” питающее напряжение от всевозможных шумов и позволяют регулировать его в достаточно широком диапазоне. Некоторые модели таких устройств в силах предотвратить даже кратковременные провалы в питающем напряжении. Мощность нагрузки, подключаемой к таким устройствам, может варьироваться (в зависимости от модели) от сотен ВА до единиц КВА. В том случае, когда в данных приборах используется технология феррорезонансного преобразования, они могут обеспечивать полную развязку по частоте, не допуская проникновения высокочастотных шумов в цепи нагрузки. Феррорезонансный трансформатор к тому же превосходно защищает от скачков напряжения, а также всплесков и выбросов в питающей сети. Например, амплитуда случайного пика может быть уменьшена в сотни раз. Обеспечить работу нагрузки при полном отключении электропитания (blackout) могут только устройства, называемые UPS (Uninterruptible Power Supply), или БИП (Бесперебойный Источник питания). Функционально такой прибор практически всегда состоит из устройства подавления помех , зарядного устройства, батареи аккумуляторов и преобразователя напряжения (постоянное- переменное). Все предлагаемые в настоящее время БИП можно условно подразделить на несколько групп. К самой немногочисленной группе относятся так называемые встраиваемые (internal) UPS, Это самые дешевый по стоимости и самый простой тип БИП. Конструктивно данные устройства выглядят как отдельная плата расширения, вставляемая в соответствующий разъем на системной плате компьютера. В БИП этого типа отсутствует преобразователь напряжения, так как цепи питания подключены непосредственно к батареи аккумуляторов, которая и выдает необходимые уровни постоянного напряжения. Сами же аккумуляторы подзаряжаются, конечно, же от электросети. Все это является несомненным преимуществом таких БИП и сказывается на их невыокой стоимости. Однако 2

заметим, что подобные БИП не могут эащитить от неприятностей в сети электропитания ни монитор, ни внешние накопители, ни другие периферийные устройства. Установка встраиваемых БИП не очень сложна, но требует аккуратности. Производством подобных UPS занимаются, в частности, фирмы Emerson Computer Power и Powercard. Наиболее многочисленные группы БИП составляют устройства, имеющие топологию on-line (постоянно включены) и off-line или standby (резервные) . Кстати, БИП, относящиеся к последней группе, в свою очередь могут быть поделены на две подгруппы: standby hybrid UPS и standby-ferro UPS (гибридные и феррорезонансные). Подгруппа устройств, выполненных по технологии line-interactive (интерактивные БИП), выглядит несколько обособленно, хотя чаще всего подобные устройства относят к типу standby (или hybrid) UPS. Для того чтобы как-то пояснить данную классификацию БИП, обратимся к рисунку 1, на котором приведена схема классического БИП.

Вход

Устройство подавления перенапряжения

Зарядное устройство

Выход Фильтр

Аккумуляторы

Переключатель

Преобразователь DC/AC

Рисунок 1 - Схема классического БИП

Как уже говорилось, в состав БИП обычно входят стабилизатор (устройства подавления перенапряжения и фильтр), зарядное устройство, аккумуляторы (возможно, кислотные), преобразователь постоянного напряжения в переменное (DC/AC), иначе называемый инвертором, и переключатель выходного напряжения. Постоянно включенные БИП (работающие в режимах on-line) обеспечивают энергоснабжение подключенных устройств от батареи аккумуляторов через преобразователь напряжения независимо от состояния электросети, в то время как резервные UPS переходят на такой режим работы только при полном отключении внешнего питающего напряжения. Для постоянно включенных БИП в рабочем режиме используется “ветка”, включающая в себя зарядное устройство, аккумуляторы и 3

преобразователь. Таким образом, энергопитание подключенных к такому БИП устройств происходит от заведомо “чистого” и не зависит от ”капризов” электросети. Зарядное устройство в этом случае должно быть достаточно мощным, что приводит, по понятным причинам, к заведомо большим габаритным размерам самого БИП. Кроме того, требования к электронным компонентам, на кото-рых выполнены функциональные узлы такого БИП, существенно повышаются. В случае выхода из строя какого-либо компонента рабочей “ветки” подобного БИП, питание подключенных устройств осуществляется в резервном режиме непосредственно от сети по второй “ветке” через стабилизатор. Из-за высоких требований к компонентам (особенно аккумуляторам) классическая схема включения on-line на практике не используется. Вместо нее применяются различные схемы двойного и тройного преобразования. Так, последняя технология заключается в преобразованиях напряжения: переменное-постоянное, постоянное-постоянное (с использованием широтно-импульсной модуляции) и постоянное-переменное. Заметим, что в нормальном режиме работы в этом случае аккумулятор не разряжается. В частности, это позволяет гарантировать коэффициент гармонических искажений не выше 5% при снижении выходного уровня напряжения даже на 50%. Для резервных БИП все выглядит с точностью до наоборот: “вет-ка” со стабилизатором является основной, а с аккумулятором - резервной. В частности классическая топология резервного БИП используется в моделях серии Back-UPS фирмы АРС и моделях серии Patriot фирмы Best Power Technology. Функциональная блок-схема, поясняющая принцип действия UPS, использующих топологию line-interactive (интерактивные БИП),в соответствии с рисунком 2. Одним из основных отличий от классической топологии standby UPS является, например, наличие узла Smart-Boost. Это позволяет при кратковременных провалах (brownout) напряжения до 12% от номинального не переходить на питание от аккумуляторов, а “вытягивать” уровень выходного напряжения за счет усиления входного. Преимущества такого технического решения особенно ярко проявляются при “грязной” электросети. Действительно, обычный резервный БИП даже при кратковременном падении входного напряжения переключается на резервную ”ветку” с аккумулятором, так как он должен обеспечить стабильное выходное напряжение. Если “провалы” входного напряжения следуют достаточно часто, БИП начинает работать практически на аккумуляторах, которые сравнительно быстро (в зависимости от нагрузки) разряжаются.Другим не менее важным отличием от классической схемы является то, преобразователь напряжения (DC/AC) постоянно подключен к выходу БИП.Таким образом, при размыкании переключателя на выходе уже присутствует соответствующее напряжение питания. В качестве примеров 4

подобных устройств можно привести модели Fortress фирмы Best Power Technology и модели Smart-UPS фирмы АРС. Заметим, что последние модели наиболее популярны.

Вход

Выход Стабилизатор

Переключатель

Зарядное устройство

Аккумуляторы

Smart-Boost

Преобразователь DC/AC

Рисунок 2 - Интерактивный БИП Основным узлом феррорезонансных моделей БИП является, разумеется, феррорезонансный трансформатор, который имеет две первичных обмотки по рисунку 3. В нормальном режиме работы напряжение от сети поступает через переключатель на одну из первичных обмоток трансформатора, а при сбое питания - от аккумулятора через преобразователь на другую. Наличие феррорезонансного преобразования позволяет гарантировать высокий уровень гальванической развязки, практически синусоидальную форму выходного напряжения, а также исключить большинство ”неприятностей” в электропитании (особенно импульсные помехи). Разумеется, подобные устройства не лишены и определенных недостатков. Примером подобных БИП могут служить модели Ferrups фирмы Best Power Technology. В отдельную группу устройств стоит выделить непрерываемые аккумуляторные системы UBS (Uninterruptible Battery System). По сути, любая из таких систем представляет из себя маленькую электростанцию: управляемый микропроцессором источник постоянного тока с приводом от двигателя (система“мотор-генератор”). При использовании UBS можно гарантировать надежное электропитание в течение часов, дней и даже недель, причем при этом не требуется замены дорогостоящих элементов (аккумуляторов). Для локальных вычислительных сетей большое значение имеет автоматический контроль состояния БИП, подключенного к серверу.

5

Вход

Феррорезонансный трансформатор

Переключатель

Зарядное устройство

Аккумуляторы

Выход

Преобразователь DC/AC

Рисунок 3 - Феррорезонансный БИП Для этой цели в сетевые операционные системы включаются специальные программы, а БИП доукомплектовываются соответствующими платами контроля (UPS Monitoring Board). Для соединения с БИП (за исключением встраиваемых) используются обычно либо специальный интерфейс, либо стандартный последовательный интерфейс RS-232, либо mouse-порт (обычно только для PS/2). В заключении стоит отметить, что существующая классификация UPS весьма условна,что дает некоторым фирмам-производителям подобных устройств спекулировать на терминологии. Видимо, с внедрением нового европейского стандарта EN50091 Part 3 положение дел может измениться. В частности, данный стандарт определяет такие категории БИП, как пассивный резервный (Passive Standby), активный резервный (Active Standby) и постоянного действия (Continuous Operation). В частности, активный БИП отличается от пассивного наличием узла типа Smart-Boost. Кроме того, в активных БИП нагрузка питается от UPS в случае сбоя по питанию только через инвертор. Ключевым моментом БИП постоянного действия является питание нагрузки через инвертор, который, как правило, от нее гальванически развязан.

2 Сканеры 2.1 Оригиналы изображений Сканером называется устройство позволяющее вводить в компьютер образы изображений, представленных в виде текста, рисунков, слайдов, фотографий или другой графической информации. Несмотря на обилие различных моделей сканеров в первом приближении их классификацию можно провести всего по нескольким признакам (или критериям). Вопервых, по степени прозрачности вводимого оригинала изображения, вовторых, по кинематическому механизму сканера (конструкции механизма 6

движения), в-третьих, по типу вводимого изображения и, в-четвертых, по особенностям программного и аппаратного обеспечения сканера.

2.2 Механизм движения Определяющим фактором для данного параметра является способ перемещения считывающей головки сканера и бумаги относительно друг друга. В настоящее время все известные сканеры по этому критерию можно разбить на два основных типа: ручной (hand-held) и настольный (desktop). Тем не менее существуют также комбинированные устройства, которые сочетают в себе возможности настольных и ручных устройств. В качестве примера можно привести модель Niscan Page американской фирмы Nisca /2/.

2.3 Ручные сканеры Ручной сканер, как правило, чем-то напоминает увеличенную в размерах электробритву. Для того чтобы ввести в компьютер какой-либо документ при помощи этого устройства, надо без резких движений провести сканирующей головкой по соответствующему изображению. Таким образом, проблема перемещения считывающей головки относительно бумаги целиком ложится на пользователя. Кстати, равномерность перемещения сканера существенно сказывается на качестве вводимого в компьютер изображения. В ряде моделей для подтверждения нормального ввода имеется специальный индикатор. Ширина вводимого изображения для ручных сканеров не превышает обычно 4 дюймов (10 см). В некоторых моделях ручных сканеров, в угоду повышения разрешающей способности, уменьшают ширину вводимого изображения. Современные ручные сканеры могут обеспечивать автоматическую <склейку> вводимого изображения, то есть формируют целое изображение из отдельно вводимых его частей. Это, в частности, связано с тем, что при помощи ручного сканера невозможно ввести изображения даже формата А4 за один проход.

2.4 Настольные сканеры Настольные сканеры называют и страничными, и планшетными, и даже автосканерами. Такие сканеры позволяют обычно вводить изображения размерами 8,5 на 11 или 8,5 на 14 дюймов. Существует три разновидности настольных сканеров: планшетные (flatbed), рулонные (sheetfed) и проекционные (overhead) /3/. Основным отличием flatbed-сканеров является то, что их сканирующая головка перемещается относительно бумаги с помощью шагового двигателя. Flatbed-сканеры - обычно достаточно дорогие устройства, но, пожалуй, и наиболее <способные>/3/. Внешне они чем-то могут напоминать копировальные машины - <ксероксы 7

>, внешний вид которых известен, конечное, многим. Для сканирования изображения (чего-нибудь) необходимо открыть крышку сканера, положить сканируемый лист на стеклянную пластину изображением вниз, после чего закрыть крышку. Все дальнейшее управление процессом сканирования осуществляется с клавиатуры компьютера - при работе с одной из специальных программ, поставляемых вместе с таким сканером. Понятно, что рассмотренная конструкция сканера позволяет (подобно <ксероксу>) сканировать не только отдельные листы, но и страницы журнала или книги. Наиболее популярными сканерами этого типа на российском рынке являются модели фирмы Hewlett-Packard. Работа sheet-fed-сканеров чем-то напоминает работу обыкновенной факс-машины. Отдельные листы документов протягиваются через такое устройство, при этом и осуществляется их сканирование. Таким образом, в данном случае сканирующая головка остается на месте, а уже относительно нее перемещается бумага. Понятно, конечно, что в этом случае копирование страниц книг и журналов просто невозможно. Рассматриваемые сканеры достаточно широко используются в областях, связанных с оптическим распознаванием символов OCR (Optical Character Recognition). Для удобства работы sheet-fed-сканеры обычно оснащаются устройствами для автоматической подачи страниц. Третья разновидность настольных сканеров - overhead- сканеры, которые больше всего напоминают своеобразный проекционный аппарат (или фотоувеличитель). Вводимый документ кладется на поверхность сканирования изображением вверх, блок сканирования находится при этом также сверху. Перемещается только сканирующее устройство. Основной особенностью данных сканеров является возможность сканирования проекций трехмерных предметов. Упомянутый выше комбинированный сканер Niscan Page обеспечивает два варианта работы: в режиме протягивания листов (сканирование оригиналов форматом от визитной карточки до 21 ,6 см) и в режиме самодвижущегося сканера. Для реализации последнего режима у сканера необходимо снять нижнюю крышку. При этом валики, которые обычно протягивают бумагу, служат своеобразными колесами, на которых сканер и движется по сканируемой поверхности. Хотя понятно, что ширина вводимого сканером изображения в обоих режимах не изменяется (чуть больше формата А4), однако в самодвижущемся режиме можно сканировать изображение с листа бумаги, превышающего этот формат, или вводить информацию со страниц книги.

2.5 Типы вводимого изображения

8

По данному критерию все существующие сканеры можно подразделить на черно-белые и цветные. Черно-белые в свою очередь могут подразделяться на штриховые и полутоновые (<серые>). Однако, как мы увидим в дальнейшем, полутона изображения могут также эмулироваться. Итак, первые модели черно-белых сканеров могли работать только в двухуровневом (bilevel) режиме, воспринимая или черный, или белый цвет. Таким образом, сканироваться могли только либо штриховые рисунки (например, чертежи), либо двухтоновые изображения. Хотя эти сканеры и не могли работать с действительными оттенками серого цвета, выход для сканирования полутоновых изображений такими сканерами был найден псевдополутоновой режим, или режим растрирования (dithering), сканера имитирует оттенки серого цвета, группируя несколько точек вводимого изображения в так называемые gray scale-пикселы. Такие пикселы могут иметь размеры 2х2 (4 точки), 3х3 (9 точек) или 4х4 (16 точек) и т.д. Отношение количества черных точек к белым и определяет уровень серого цвета. Например, ray-scale -пиксел размером 4х4 позволяет воспроизводить 17 уровней серого (включая и полностью белый цвет). Не следует, правда, забывать, что разрешающая способность сканера при использовании gray-scale-пик-селов снижается (в последнем случае в 4 раза). Полутоновые сканеры используют максимальную разрешающую способность, как правило, только в двухуровневом режиме. Обычно такие сканеры поддерживают 16, 64 или 256 оттенков серого цвета, для 4-, 6- и 8-разрядного кода, который ставится при этом в соответствие каждой точке изображения. Разрешающая способность сканера измеряется в количестве различаемых точек на дюйм изображения – dpi (dot per inch). Если в первых моделях сканеров разрешающая способность была обычно 200-300 dpi, то в современных моделях это, как правило, 400, а то и 800 dpi. Некоторые сканеры обеспечивают аппаратное разрешение 600х1200dpi. В ряде случаев разрешение сканера может устанавливаться программным путем в процессе работы из ряда значений: 75, 100, 150, 200, 300 и 400 dpi. Надо сказать, что благодаря операции интерполяции, выполняемой обычно программно, современные сканеры могут иметь разрешение 800 и даже 1600 dpi. В результате интерполяции на получаемом при сканировании изображении сглаживаются кривые линии и исчезают неровности диагональных линий. Напомним, что интерполяция позволяет отыскивать значения промежуточных величин по уже известным значениям. Например, в результате сканирования один из пикселов имеет значение уровня серого цвета 48, а соседний с ним - 76. Использовавание простейшей линейной интерполяции позволяет сделать предположение о том, что значение уровня серого цвета для промежуточного пиксела могло бы быть равно 62. Если вставить все оценочные значения пикселов в файл отсканированного изображения, то разрешающая способность 9

сканера как бы удвоится, то есть вместо обычных 400 dpi станет равной 800 dpi.

2.6 Черно-белые сканеры Принцип работы сканера заключается в следующем. Сканируемое изображение освещается белым светом, получаемым, как правилом от флюоресцентной лампы. Отраженный свет через редуцирующую (уменьшающую) линзу попадает на фоточувствительный полупроводниковый элемент, называемый Прибором с Зарядовой Связью ПЗС (Charge-Coupled Device, CCD). В основу ПЗС положена чувствительность проводимости р-n-перехода обыкновенного полупроводникового диода к степени его освещенности. На р-n-переходе создается заряд, который рассасывается со скоростью, зависящей от освещенности. Чем выше скорость рассасывания, тем больше ток через диод. Каждая строка сканирования изображения соответствует определенным значениям напряжения на ПЗС. Эти значения напряжения преобразуются в цифровую форму либо через аналогоцифровой преобразователь АЦП (для полутоновых сканеров), либо через компаратор (для двухуровневых сканеров). Компаратор сравнивает два значения (напряжение или ток) от ПЗС и опорное в соответствии с рисунком 4, причем в зависимости от результата сравнения на его выходе формируется сигнал 0 (черный цвет) или 1 (белый). Источник белого света

Идуцирующая линза

Изображение

АЦП или компаратор

ПЗС

Рисунок 4 - Блок-схема черно-белого сканера

Разрядность АЦП для полутоновых сканеров зависит от количества поддерживаемых уровней серого цвета. Например, сканер, поддерживающий 64 уровня серого, должен иметь 6-разрядный АЦП. Каким образом сканируется каждая следующая строка изображения, целиком зависит от типа используемого сканера. Напомним, что у flatbedсканеров движется сама сканирующая головка, а в sheet-fed-cкaнepax 10

головка остается неподвижной, изображением - бумага.

потому

что

движется

носитель

с

2.7 Цветные сканеры В настоящее время существует несколько технологий для получения цветных сканируемых изображений. Один из наиболее общих принципов работы цветного сканера заключается в следующем. Сканируемое изображение освещается уже не белым светом, а через вращающийся RGB-светофильтр в соответствии с рисунком 5.

Источник белого света

АЦП или компаратор

Вращающийся RGB-фильтр

ПЗС

Изображение

Редуцирующая линза

Рисунок 5 - Блок- схема цветного сканера с вращающимся RGB - фильтром Для каждого из основных цветов (красного, зеленого и синею) последовательность операций практически не отличается от последовательности операций при сканировании черно-белого изображения. Исключение составляет, пожалуй, только этап предварительной обработки и гамма-коррекции цветов, перед тем как информация передается в компьютер. Понятно, что этот этап является общим для всех цветных сканеров. В результате трех проходов сканирования получается файл, содержащий образ изображения в трех основных цветах - RGB (образ композитного сигнала). Если используется 8 -разрядный АЦП, который поддерживает 256 оттенков для одного цвета, то каждой точке изображения ставится в соответствие один из 16,7 миллиона возможных цветов (24 разряда). Сканеры, использующие подобный принцип действия, выпускаются, например, фирмой Microtek. Надо отметить, что наиболее существенным недостатком описанного выше метода является увеличение времени сканирования в три раза. Проблему может представлять также 11

<выравнивание> пикселов при каждом из трех проходов, так как в противном случае возможно размывание оттенков и <смазывание> цветов. В сканерах известных японских фирм Epson и Sharp, как правило, вместо одного источника света используются три, для каждого цвета отдельно. Это позволяет сканировать изображение всего за один проход и исключает неверное <выравнивание> пикселов. Сложности этого метода заключаются обычно в подборе источников света со стабильными характеристиками. Другая японская фирма Seiko Instruments разработала цветной flatbed-сканер SpectraPoint, в котором элементы ПЗС были заменены фототранзисторами. На ширине 8,5 дюйма размещено 10200 фототранзисторов, которые расположены в три колонки по 3400 в каждой. Три цветных фильтра (RGB) расположены так, что каждая колонка фототранзисторов воспринимает только один основной цвет. Высокая плотность интегральных фототранзисторов позволяет достигать хорошей разрешающей способности - 400 dpi (3 400/8,5) - без использования редуцирующей линзы. А вот принцип действия цветного сканера ScanJet Не фирмы Hewlett-Packard несколько иной. Источник белого света освещает сканируемое изображение, а отраженный свет через редуцирующую линзу попадает на трехполосную ПЗС через систему специальных фильтров, которые и разделяют белый свет на три компонента: красный, зеленый и синий в соответствии с рисунком 6. Источник белого света

DichroicФильтр 1

Редуцирующая линза

Изображение

Dichroicфильтр 2

ПЗС

АЦП

Рисунок 6 - Блок - схема сканера с dichroic - фильтрами Физика работы подобных фильтров связана с явлением дихроизма, заключающегося в различной окраске одноосных кристаллов в проходящем белом свете, в зависимости от положения оптической оси. В рассматриваемом случае фильтрация осуществляется парой таких фильтров, каждый из которых представляет собой <сэндвич> из двух тонких и одного более толстого слоя кристаллов. Первый слой первого фильтра отражает синий свет, но пропускает зеленый и красный. Второй слой отражает 12

зеленый свет и пропускает красный, который отражается только от третьего слоя. Во втором фильтре, наоборот, от первого слоя отражается красный свет, от второго - зеленый, а от третьего - синий. После системы фильтров разделенные красный, зеленый и синий свет попадают на собственную полосу ПЗС, каждый элемент которого имеет размер около 8 мкм. Дальнейшая обработка сигналов цветности практически не отличается от обычной. Заметим, что подобный принцип работы (с некоторыми отличиями, разумеется) используется и в цветных сканерах фирмы Ricoh.

2.8 Аппаратные интерфейсы сканеров Для связи с компьютером сканеры могут использовать специальную 8или 16-разрядную интерфейсную плату, вставляемую в соответствующий слот расширения. Кроме этого, в настоящее время достаточно широко используются стандартные интерфейсы, применяемые в IBM РСсовместимых компьютерах (последовательный и параллельный порты, а также интерфейс SCSI). Стоит отметить, что в случае стандартного интерфейса у пользователя не возникает проблем с разделением системных ресурсов: портов ввода-вывода, прерываний IRQ и каналов прямого доступа ОМА. По понятным причинам наиболее медленно передача данных осуществляется через последовательный порт (RS-232С). Именно поэтому в ряде последних ручных или комбинированных моделей сканеров для связи с компьютером используется стандартный параллельный порт. Это очень удобно, например, при работе с портативным компьютером. Программные интерфейсы и TWAIN. Для управления работой сканера (впрочем, как иного устройства) необходима соответствующая программа - драйвер. В этом случае управление идет не на уровне <железа> (портов ввода-вывода), а через функции или точки входа драйвера. До недавнего времени каждый драйвер для сканера имел свой собственный интерфейс. Это было достаточно неудобно, поскольку для каждой модели сканера нужна была своя прикладная программа. Логичнее было бы наоборот, если бы с одной прикладной программой могли работать несколько моделей сканеров. Это стало возможным возможным благодаря TWAIN. TWAIN - это стандарт, согласно которому осуществляется обмен данными между прикладной программой и внешним устройством (читай, его драйвером). Напомним, что консорциум TWAIN был организован с участием представителей компаний Aldus, Саеre, Eastman Kodak, Hewlett-Packard и Logitech. Основной целью создания TWAIN-спецификации было решение проблемы совместимости, то есть легкого объединения различных устройств ввода с любым программным обеспечением. Конкретизируя, можно выделить несколько основных вопросов, во-первых, поддержку различных платформ компьютеров, во-вторых, поддержку различных устройств, включая разнообразные сканеры и устройства ввода видео, и, в13

третьих, возможность работы с различными форматами данных. Благодаря использованию TWAIN-интерфейса можно вводить изображение одновременно с работой в прикладной программе, поддерживающей TWAIN, например Corel DRAW, Picture Publisher, PhotoFinish. Таким образом, любая TWAIN-совместимая программа будет работать с TWAINсовместимым сканером. В заключение стоит отметить, что образы изображений в компьютере могут храниться в графических файлах различных форматов, например TIFF, РСХ, ВМР, GIF и т.д. Надо иметь в виду, что при сканировании изображений файлы получаются достаточно громоздкие и могут достигать десятков и сотен мегабайт. Для уменьшения объема хранимой информации используется обычно процесс компрессии (сжатия) таких файлов.

3 Стриммеры Носители на магнитной ленте применяются в компьютерах еще с начала 50-х годов. В те времена подобные устройства стали приходить на смену “бумажным носителям” информации - перфолентам и перфокартам. Как устройство длительного хранения данных магнитная лента до сих пор сохраняет свое значение. В настоящее время чаще всего применяется несколько типов устройств, использующих в качестве носителя информации магнитную ленту. Более всего известны, конечно, накопители, использующие полудюймовые ленты, намотанные на бобины или катушки (half-inch reel-to-reel). Остальные типы устройств (кстати, более современные) используют для намотки ленты не отдельные бобины, а специальные кассеты - картриджи, или компакт-кассеты. Эти кассеты, во многом определяя, по сути, различные форматы ленты, различающиеся как по внутреннему устройству, так и по ширине самой ленты, носят следующие названия : четверть-дюймовые картриджи (quarter Inch cartridge, QIC-картриджи), 8-миллиметровые картриджи, 4 милиметроровые картриджи OAT (digital audio tape) и цифровые компакт-кассеты /3/. Как известное полудюймовые ленты, используемые в соответствующих накопителях, называют также девятидорожечными. Действительно, информация на эти ленты записывается параллельно по 9 дорожкам (8 бит данных плюс контрольный бит) с плотностью 800, 1600, 3200 или 6250 бит/дюйм. Сейчас наиболее распространены магнитные ленты длиной 2400 футов (732 м), намотанные на бобины диаметром 10,5 дюйма (267 мм). Реже применяются ленты длиной 1200 и 600 футов (соответственно 366 и 183 м). Накопители на полудюймовых лентах в основном используются в составе мини- и универсальных ЭВМ (mainframes). Огромным преимуществом девятидорожечных лент является их практически стопроцентная совместимость и переносимость. Информация на магнитной ленте с одного компьютера может быть перенесена на другой, а затем и 14

прочитана на нем. Причем основным условием успешного переноса информации является, как правило, только наличие на обеих машинах соответствующих накопителей. Пользователям персональных компьютеров, на которых девятидорожечные ленты практически не применяются, в этом смысле повезло значительно меньше. Хотя заметим, что ряд фирм, например Qualstar, Computer Logics, Overland, производят накопители на полудюймовых магнитных лентах в расчете именно на персональные компьютеры. Прежде чем перейти к разговору о стримерах, напомним некоторые определения. Под стримером (streamer) понимается просто лентопротяжный механизм, работающий в инерционном режиме, и не более того. Так что то, намотана лента на бобину или заключена в кассету (картридж), к названию"стример" ровно никакого отношения не имеет. Но поскольку практически во всех лентопротяжных механизмах современных средств резервного копирования используется именно этот режим работы, сами накопители и называют стримерами (иногда "потоковыми" лентами). Инерционный режим работы лентопротяжного механизма был впервые предложен фирмой IBM еще в 1978 году. Суть этого режима состоит в том, что длина отрезка магнитной ленты, проходящего мимо головки при остановке или перезапуске, превышает длину промежутка между блоками информации, записанными на ленте. Вследствие этого после остановки ленту необходимо вернуть (перемотать) назад - пере позиционировать. И только выполнив эту операцию, можно перейти к следующему сеансу работы с лентой. Инерционный режим обладает неоспоримыми преимуществами перед известным ранее старт-стопным режимом работы лишь при передаче больших объемов данных (десятки и тысячи килобайт), так как только в этом случае ленты могут обрабатываться на значительно более высокой скорости. Так как инерционный режим может использовать очень короткие промежутки между блоками информации, хранимый объем данных на ленте фиксированной длины может быть увеличен. Не следует, конечно, забывать и об основном недостатке этого режима- сравнительно большом времени повторного позиционирования (обычно О,1 - 2 с). Теперь понятно, почему лентопротяжные механизмы, использующие инерционный режим (стримеры), применяются в основном для операций резервного копирования и архивирования данных с жестких дисков (backup). Цифровая компакт-кассета (а по сути, хорошо всем известная аудио кассета) является разработкой фирмы Philips. Изготавливается цифровая кассета, правдам с более высокой точностью, нежели обычная звуковая. Лента в этой кассете (шириной 0,15 дюйма) протягивается от бобины к бобине под прямым воздействием на нее ведущего вала, к которому ее прижимает прижимной ролик. Это, кстати, одно из основных ее отличий от картриджей с четверть-дюймовой лентой. Устройства для цифровых 15

компакт кассет не находят в настоящее время серьезного применения в составе персональных компьютеров. В картриджах с шириной ленты 4 и 8 мм используют технологию записи типа helical scan, которая, к слову, известна как наклонно-строчная запись. Обязательным атрибутом лентопротяжного механизма в данном случае является блок вращающихся головок (БВГ), выполненный в виде цилиндра (барабана). В зависимости от формата записи лента обернута вокруг БВГ под некоторым углом, причем ось самого цилиндра БВГ также находится под небольшим углом к ленте. Вообще говоря, 8-миллиметровые системы выполнены на базе лентопротяжных механизмов аналоговых VCR (Video Cassette Recorder) фирмы Sony, имеющих три головки - серво, записи и чтения после записи. Отдельная головка предусмотрена также для стирания всей информации с ленты. Барабан вращается со скоростью около 1800 об/мин, а лента движется со скоростью примерно 10 мм/с. Каждая дорожка записывается индивидуально и содержит 8 Кбайт информации. Лента обертывается вокруг БВГ больше чем наполовину. Емкость 2 -часового картриджа в формате NTSC может составлять до 10 Гбайт. В среднем же одна 8 миллиметровая кассета вмещает от 5 до 7 Гбайт цифровой информации в зависимости от алгоритма компрессии и модели механизма. Первая кассета типа D8 была разработана в 1987 году на фирме Sony. Привод данного накопителя связывается с компьютером через собственный (proprietary) интерфейс. Одним из производителей подобных устройств является компания Exabyte Corporation /3/. Как правило, 8-миллиметровые системы применяются в крупных локальных сетях для резервирования баз данных и файлов. Для 4-миллиметровых картриджей по технологии OAT (Digital Audio Таре) чаще всего используется формат DOS (Digital Data Storage), разработанный фирмами Sony и Hewlett Packard в 1987 году /1/. Этот формат также основан на технологии helical scan. DDS не использует ни MFM-, ни RLL-кодирование. Битам данных присваиваются числовые значения, после чего эти цифры транслируются в поток электронных импульсов, которые и помещаются на ленте. Данная технология во многом напоминает запись музыки на компакт-диск. Формат DDS, вообще говоря, использует "внутренности" лентопротяжного механизма DAT с четырьмя головками на БВГ: две головки записи и две чтения после записи. Дорожки записываются парами, так называемыми фреймами, причем записи на дорожках частично перекрываются. Каждый фрейм содержит 8 Кбайт информации. Головки на БВГ расположены под различными азимутальными углами (azimuth angles) относительно ленты, поэтому каждая головка может легко "различить" свою дорожку. Лента обернута вокруг цилиндра БВГ только под углом 90 градусов, что, разумеется, уменьшает ее износ. Барабан вращается со скоростью примерно 2000 об/мин, а лента движется существенно медленнее - 8 мм/с. Емкость картриджей при использовании формата DDS обычно не 16

превосходит 1,3 Гбайта. Стандартный формат записи DDS-2 (разработка Sony, 1993 год) обеспечивает емкость резервного копирования без сжатия до 4 Гбайт (на ленте длиной 125 м) и полностью совместим с DDS. Формат DDS/DC включает в себя компрессию данных. Другой формат, применяемый в 4-миллиметровых системах DAT, называется Data/OAT (разработка компании Hitachi). Основное его отличие от DOS - возможность производить частичное обновление данных резервного копирования. Таким образом, устройствам использующие формат Data/DAT, являются, по сути, блочно-ориентированными с произвольным доступом. В качестве основного контраргумента сторонники формата DDS выдвигают версию о том, что подобный режим работы стримера Data/DAT приводит к быстрому износу ленты. Правда, вопрос остается открытым до сегодняшнего дня, хотя большинство производителей ориентируются пока на формат DDS. Для связи приводов накопителей с компьютером обычно используется интерфейс SCSI. Надо особо отметить, что все стримеры, применяющие технологию helical scan, могут использовать такие возможности, как верификация данных типа "чтение после записи" и коррекция ошибок непосредственно во время записи. Для автоматического копирования больших объемов данных часто используются системы с несколькими (от 4 до 12) 4- или 8миллиметровыми кассетами. В процессе работы после заполнения одной ленты механизм автоматически устанавливает другую. Фирма Digital (по другим данным - Quantum) разработала так называемые DLT-накопители (Digital Linear Таре). По сравнению с DAT- и QIC -устройствами новые накопители отличаются повышенной емкостью и быстродействием. Скорость копирования может превышать 70 Мбайт/мин. При использовании аппаратной компрессии данных на одном DLTкартридже может быть сохранено до 20 Гбайт информации. Технология DLT основана на одновременном чтении-записи нескольких каналов и собственном методе сжатия данных. В отличие от наклонно-строчной записи данные здесь записываются на последовательных дорожках. Последовательная запись позволяет добавлять к головке дополнительные элементы записи-чтения для повышения производительности. Системы DLT используются для резервного копирования и архивирования цифрового видео, оригинал-макетов изданий, высококачественных изображений.

3.1 QIC-стримеры Организациям которая разрабатывает стандарты для стримеров с QICкартриджами, находится в г. Санта-Барбара (Калифорния) и называется достаточно длинно - Quarter Inch Cartridge Drive Standarts, однако для 17

простоты ее название часто сокращают до QIC (Quarter Inch Committee). В 1983 году появились первые приводы, базирующиеся на стандарте QIC-02. Картриджи этих устройств могли хранить 60 Мбайт информации на 300 фугах ленты. До настоящего времени этой организацией разработано большое количество стандартов, которые определяют, например, такие вещи, как интерфейс между компьютером и стримером, формат ленты, необходимое количество головок, методы кодирования, коды и алгоритмы коррекции данных, а также SCSI-команды для накопителей, использующих этот интерфейс. Понятно, что все усилия QIC направлены на то, чтобы запись на ленте стримера одного производителя могла читаться на стримере другого производителя. Так, одними из первых изготовителей стримеров и картриджей, полностью соответствующих стандарту QIC-40, стали три известные фирмы: Archive, Mountain Computer и Colorado Memory Systems /2/. Стримеры, соответствующие стандарту QIC-40 или QIC-80 в соответствии с рисунком 7, часто называют просто "floppy tape" . Дело в том, что каждый такой стример может подключаться к компьютеру, используя для этого уже существующий в самом компьютере контроллер флоппи-дисков. Преимущества такого технического решения очевидны. Вопервых, отпадает нужда в собственном контроллере для стримера, что сказывается и на цене изделия, и, во-вторых, экономятся слоты расширения на системной плате компьютера, что бывает особенно важно для системных плат типа baby-AT. Однако такому подходу свойственны и недостатки. Как правило, скорость передачи данных для контроллера флоппи - дисков на 360 Кбайт, используемого в РС/ХТ, теоретически не превышает

Рисунок 7 – Типы стриммеров 250 Кбит/с, а для контроллера, используемого в PC/AT, - 500 Кбит/с. Во многих компьютерах часто бывают заняты оба привода флоппи-дисков. В этом случае обычно применяется специальный кабель для разделения интерфейса. Если внутри компьютера не хватает места для установки 18

накопителя, то чаще всего используется внешний стример, выполненный в отдельном корпусе со своим источником питания. Вообще говоря, стандарты QIC-40 и QIC-80 определяют не только то, как стример использует контроллер флоппи-дисков, но и такие параметры, как, например, плотность записи, количество дорожек на ленте, техника кодирования и емкость одного картриджа. В частности, стандарт QIC-80 предусматривает: количество дорожек - 28, плотность записи - 14 700 бит/дюйм, техника кодирования - MFM, емкость одного картриджа - 80 Мбайт несжатых данных. Кстати, стандарт QIC-40 определяет только 20 дорожек. Оба этих стандарта определяют также и то, как дорожки на ленте подразделяются на треки, сектора и стороны эмулируемого флоппи-диска. Важной особенностью стандартов является их совместимость сверху вниз, то есть предполагается, что на QIC-80-стримерах можно читать ленты с QIC-40 стримеров, но не наоборот. Помимо прочего, эти стандарты определяют такие важные детали, как, например, местонахождение информации о директориях, размеры сегментов данных и секторов, способ хранения информации об ошибках. Стандарты QIC-40 и QIC-80 используют блоки данных размером 1 Кбайт. В случае применения контроля данных по циклическому избыточному коду (СRС) каждый блок данных сопровождается двумя байтами CRC - кода, который может генерироваться соответствующим флоппи-контроллером. Но, как известно, при помощи CRC-кода можно только обнаружить ошибку. Чтобы ее устранить, необходим специальный код с исправлением ошибок (Error Correction Code, ЕСС), использующий обычно алгоритм Рида-Соломона. В этом случае логический сегмент имеет размер 32 Кбайта, причем под данные используется 29 Кбайт, а 3 Кбайта - под ЕСС-код. Возможно совместное использование CRC - и ЕСС-кодов, что позволяет в принципе достигать одновременного контроля и исправления ошибок при очень высокой достоверности записи данных (один ошибочный бит из ста триллионов). Оба стандарта QIC-40 и QIC-80 определяют использование как CRC -, так и ЕСС-кодирования. Стримеры, соответствующие другим стандартам QIC, например QIC120, QIC-150, QIC-525, QIC-3040, используют не флоппи-, а SCSIконтроллеры, а отвечающие QIC-3010 - IDE. Это позволяет достигать более высоких скоростей обмена (от 2 до 10 Мбайт/с) /3/.

3.2 Картриджи Теперь коротко рассмотрим, как же устроены используемые в стримерах картриджи. Кассеты типа DС300 фирмы 3М стали первыми из

19

тех, что используют четвертьдюймовую ленту в соответствии с рисунком 8.

Рисунок 8 – Катридж для стриммера Заметим, что эта фирма стала прародителем QIC. В настоящее время неким стандартом для четверть- дюймовых лент стали картриджи DC6000 и DC2000. Каждый такой картридж выполнен в корпусе из металла и пластика, в котором находятся две небольшие бобины для намотки магнитной ленты. Вращение бобин с лентой происходит благодаря гибкому плоскому пассику, приводимому в движение мотором привода через так называемый валик-кабестан. Путь пассика проходит, разумеется, частично вокруг каждой из ступиц бобин. Используемая кинематическая схема такого картриджа обеспечивает необходимые угловые скорости вращения бобин в зависимости от количества на них ленты. Небольшая "дверка" на картридже предназначена для контакта головок записи-считывания с лентой. В закрытом состоянии эта "дверка" предохраняет содержимое картриджа от проникновения частичек мусора и пыли. Вообще говоря, картриджи фирмы 3М, защищенные многими патентами, достойны всяческих похвал и многих добрых слов. Предусмотрены даже такие "мелочи", как насечки на металлическом основании картриджа, которые обеспечивают более точную установку и ведение ленты. Надо сказать, что хотя в принципе механизм картриджей идентичен, между ними имеются и существенные отличия. Например, стримеры для картриджей DC6000 используют раздельные головки записичтения, в то время как стримеры для DC2000 - только одну (универсальную). Поскольку для картриджей типа DC2000 используется только одна головка записи-чтения, то в одно и то же время может читаться или писаться только одна дорожка. Однако как чтение, так и запись могут происходить в противоположных направлениях. После чтения признака конца логической дорожки головка чтения-записи стримера опускается или 20

поднимается на уровень следующей нужной дорожки, и чтение (запись) происходит уже в обратном направлении. Такой метод записи-чтения называют "серпантином" (serpentine recording). Он позволяет достаточно быстро находить любую часть файла, что дает возможность как бы эмулировать произвольный доступ (random access), хотя время такого доступа составляет 20-30 с, а не десятки миллисекунд, как у жестких дисков. Размеры DC6000 составляют 4 на 6 на 5/8 дюйма, DC2000 - 3,25 на 2,5 на 3/5 дюйма. Понятно, что размеры кассеты влияют, безусловно, и на размеры корпуса самого стримера. Поэтому встраиваемый стример для DC6000 может-быть установлен в монтажный отсек 5,25 дюйма, а не 3,5 дюйма, как в случае использования стримера для DC2000. Поскольку для приводов с картриджами DC6000 используется SCSI-интерфейс, то по скорости передачи данных они превосходят устройства для DC2000 /3/. Надежность хранения записанных данных на этих картриджах примерно одинакова. Обычно приводы, использующие картриджи DC2000 и DC6000, позволяют реализовать метод QFA (Quick File Access). Дело в том, что большинство программ резервного копирования записывают индекс архивируемого файла в заголовок ленты, находящийся в ее начале. QFAприводы просматривают заголовок и позволяют восстанавливать файлы гораздо быстрее, нежели при последовательном доступе к каждому файлу.

3.3 Сжатие данных Емкость отдельного картриджа зависит в основном от таких параметров, как плотность записи, материал и длина ленты, число дорожек и метод записи. Так, например, одинаковые по размеру картриджи DC2000, DC2080, DC2120 имеют емкость соответственно 40, 80 и 120 Мбайт. И если в первых двух картриджах используется лента стандартной длины (208 футов), то для последнего - так называемая extended-лента длиной 307,5 фута. Не менее важным фактором максимальной емкости картриджа является сжатие (компрессия) данных. При использовании стандартных алгоритмов сжатия емкость хранимых на ленте данных можно увеличить еще почти в два раза. Таким образом, сжатие данных - один из эффективных путей повышения максимальной информационной емкости системы. Как показывает практика, большинство алгоритмов сжатия данных, реализованных программно и дающих при этом хороший коэффициент сжатия, ограничены пределом производительности 64 Кбайта/с. Понятно, что такая цифра устраивает пользователя не во всех случаях. Более кардинально проблема компрессии данных решается на аппаратном уровне. Поэтому ряд фирм предлагают специальные платы акселераторов. 21

Например, фирма Stac Electronic разработала микросхему кодера-декодера данных, реализующую модифицированный алгоритм Зива-Лемпела (ZivLempel) с коэффициентом сжатия 2:1. Впоследствии этот алгоритм был адаптирован в стандарте QIC-122. Поскольку многие производители тем не менее использовали и продолжают использовать иные алгоритмы сжатия данных, был выпущен еще один стандарт - QIC-123, регистрирующий, скажем так, корректные алгоритмы компрессии данных. В нем, в частности, показывается, как закодированные на ленте данные могут быть расшифрованы и прочитаны. Заметим, что для кодирования информации в QICстримерах используются методы MFM и RLL. Следует также напомнить, что программное обеспечение, поставляемое производителями стримеров вместе со своими изделиями, далеко не всегда соответствует существующим стандартам. Опять же приятными исключениями являются стримеры, отвечающие стандартам QIC-40/80, которые могут работать, например, с хорошо известными пакетами PC Tools (версии выше 7.х) фирмы Central Point Software и Norton Backup фирмы Symantec.

3.4 Комплекс «АрВид» Довольно недорогой способ резервного копирования информации стал доступен отечественным пользователям благодаря появлению программноаппаратного комплекса "АрВид", генеральным разработчиком которого является фирма "КСИ" из подмосковного Зеленограда. Собственно сам комплекс состоит из специально разработанного контроллера, вставляемого в один из свободных слотов расширения компьютера типа PC/AT (шина ISA), и набора драйверов и утилит, записанных на дискете. Пользователь должен иметь либо видеомагнитофон, либо пишущий плейер, используемый в качестве накопителя. В режиме записи комплекс обеспечивает преобразование данных, поступающих с интерфейсной магистрали ISA, в видеосигнал и запись его на кассету. Заметим, что в "АрВид" применен принцип многократного дублирования информации, благодаря чему выпадения строк при работе видеомагнитофона практически не влияют на целостность сохраняемых данных. Максимальная скорость переноса информации с/на ленту составляет около 200 Кбайт/с. Максимальная емкость кассеты прямо пропорциональна длине ее ленты и скорости обмена (на кассете Е-180 может храниться, например, до 2 Гбайт информации) /3/. Управление видеомагнитофоном (или пишущим видеоплейером) осуществляется посредством генерации последовательности инфракрасных (ИК) световых импульсов от соответствующего светодиода, подключенного к плате контроллера. Иными словами, эмулируется пульт дистанционного управления конкретного видеомагнитофона. В режиме отладки для приема и анализа ИК22

последовательностей пульта дистанционного управления служит фото приемник, расположенный непосредственно на плате контроллера. Сегодня для пользователей QIC-80-стримеров компания 3Мпредлагает форматированный картридж DC2120 XL Xirnat, который имеет номинальную емкость 170 Мбайт (до 350 Мбайт при компрессии). В картридже находится лента длиной 425 футов, покрытая гаммаферрооксидным материалом, коэрцитивная сила которого составляет 550 эрстед. Подобный картридж может применяться вместе с QIC-80стримером, если на компьютере установлено соответствующее программное обеспечение (Arcada Backup). Надо отметить, что включение ленточных накопителей в стандарт Hnhanced IDE позволяет использовать для них тот же адаптер, что и для жесткого диска, благодаря чему скорость передачи можно увеличить без применения дополнительных плат-акселераторов. Как известное поддержка стандарта Enhanced IDE обеспечивается соответствием спецификации ATAPI. Принятый комитетом QIC интерфейс (стандарт QIC157) был одобрен производителями аппаратных и программных средств. В настоящее время уже появились первые модели стримеров, отвечающих QIC- 157 ATAPI, у которых скорость передачи увеличена более чем в 5 раз по сравнению с обычными накопителями.

4 Модемы Появление и широкое распространение персональных компьютеров привело к тому, что теперь все проблемы подключения к сетям ложатся на пользователя: он должен вначале осознать, что, ему нужно, подобрать необходимое программное обеспечение, приобрести модем и, наконец, научиться всем этим управлять. Представляем результаты тестирования 21 модема. Данные модели выбраны по трем причинам: во-первых, не рассматривались устройства с предельной скоростью передачи данных менее 14400 бит/с, во-вторых, не были протестированы портативные PCMCIA-модемы /2/. За подключение к сетям, входящим в систему Internet (внашей стране из них наиболее известны Relcom, GlasNet и Demos), необходимо платить, пользование же достаточно распространенной сетью Fido-Net, согласно ее уставу, бесплатно. не следует также сбрасывать со счетов огромное количество так называемых BBS (в переводе это электронная доска объявлений, хотя найти на ней можно и многое другое), использование которых позволяет легко общаться с большим количеством людей. Само слово модем произошло от двух -- МОДулятор /ДЕМодуля-тор. Появление устройств этого класса вызвано следующим: когда понадобилось передавать данные на большие расстояния, перед разработчиками аппаратного обеспечения встала альтернатива -23

прокладывать особые кабели (как при построении локальных сетей) или использовать телефонную сеть. Само собой разумеется, что последнее решение гораздо дешевле. Однако возникла другая проблема: телефонные линии рассчитаны на передачу аналоговых сигналов, а вычислительная техника, как правило, использует дискретный сигнал. Бурное развитие цифровых телефонных сетей (ISDN) началось только сейчас, и пройдет еще немало лет, пока они вытеснят классические аналоговые кабели. Таким образом, требовалось создать два устройства: первое, способное преобразовывать цифровой сигнал в аналоговый (модуляция), и второе, решающее обратную задачу (демодуляция). Технически это устройство представляет собой своего рода компьютер, содержащий микропроцессор, постоянное запоминающее устройство и тому подобное. адо заметить, что по "вычислительной мощности" современные модемы сравнимы с компьютерами десятилетней давности, например, в широко распространенных в нашей стране модемах ZyXEL используется микропроцессор Motorola 68000, тот самый, который служил "сердцем" первых компьютеров Apple Macintosh, Amiga и даже рабочих станций фирмы Sun Microsystems первого поколения. Сегодняшние технические новинки также нашли свое место в модемах: так, например, приобретающие все большую популярность модемы USRobotics Courier (да и не только они) содержат ПЗУ на основе флэшпамяти, что позволяет "на лету" модернизировать управляющие микропрограммы. Но все-таки для пользователя важно не то, какие микросхемы установлены в модеме, а то, как он работает: скорость и надежность обмена данными, а также совместимость с модемами других производителей. Чтобы узнать эти параметры, как правило, не нужно разбирать устройство -- достаточно взглянуть на поддерживаемые им стандарты. К стандартам высокого уровня относятся так называемые hayesкоманды, или АТ-команды. Они позволяют управлять модемом практически напрямую: изменить значение регистров, набрать телефонный номер и многое другое. Так, например, команда ATDP123-45-67 означает, что модем должен позвонить по телефонному номеру 123-45-67, используя стандартную для российских АТС импульсную систему набора, а команда ATH указывает на необходимость разорвать связь. (нетрудно заметить, что эти команды начинаются с префикса АТ, верного практически для всего указанного набора, что и дало одно из названий стандарту.) Впервые такая система команд появилась в модеме Smartmodem, выпущенном фирмой Hayes (причина появления другого названия) и быстро стала действующим стандартом в отрасли. Через некоторое время она была значительно расширена, однако базовое ядро, выполняющее необходимые функции, сохранилось. Для того чтобы использовать все созданное к настоящему времени коммуникационное программное обеспечение, необходимо иметь модем, поддерживающий эти 24

команды, иначе можно оказаться в положении владельцев модемов Lexand 2400, вынужденных применять специально разработанные приприложения. Стандарты низкого уровня регламентируют скорость передачи данных, а также протоколы коррекции ошибок и сжатия информации. Сегодня существует множество международных (разработанных Международным консультативным комитетом по телеграфии и телефонии -- МККТТ, или в зарубежной литературе – CCITT /2,3/. По своему внешнему виду и месту установки модемы под-разделяются на внутренние и внешние. Внутренние модемы представляют собой электронную плату, устанавливаемую непосредственно в компьютер, а внешние - автономное устройство, подсоединяемое к одному из портов. Внешний модем стоит, как правило, немного дороже внутреннего того же типа из-за внешней привлекательности ( индикаторы, регулятор громкости) и более легкой установки. Основной параметр в работе модема - скорость передачи данных. Она измеряется в bps (бит в секунду) и устанавливается фирмойпроизводителем в 2400, 9600, 14400, 16800, 19200 или 28800 bps. Иногда встечаются устаревшие модели модемов (300 и 1200 bps), но они уже практически вышли из употребления. Сегодня достаточно хорошим модемом считается модем со скоростью 14400 bps (около 1 Mb в 10 минут) /2/. Также важными показателями в современных модемах является наличие режима коррекции ошибок и режима сжатия данных. Первый режим обеспечивает дополнительные сигналы, посредством которых модемы осуществляют проверку данных на двух концах линии и отбрасывают немаркированную информацию, а второй сжимает информацию для более быстрой и четкой ее передачи, а затем восстанавливает ее на получающем модеме. Оба эти режима заметно увеличивают скорость и чистоту передачи информации, особенно в российских телефонных линиях. Одна из передовых фирм- производителей модемов "Hayes Microcomputer Products" приняла основные стандарты для команд модемов, включая набор AT- команд, с помощью которых пользователь может непосредственно управлять работой модема. Сегодня Hayes-стандартами пользуется подавляющее большинство фирм во всем мире и лучшие модемы являются Hayes- совместимыми. Также существуют мировые стандарты скорости модема, сжатия данных и коррекции ошибок. Эти стандарты устанавливаются комитетом ITU-T (стандарт CCITT) и фирмой Microcom (стандарт MNP). Самые лучшие модемы соответствуют обоим этим стандартам. Самые распространенные стандарты CCITT сегодня: стандарт скорости 9600 bps - V.32 и скорости 14400 bps - V.32bis; стандарт коррекции ошибок - V.42; 25

стандарт сжатия данных с коэффициентом 4:1 - V.42bis. Основные стандарты пересылки факсимильных сообщений-Class 1 и Groop IV, поддерживающие скорость до 19200 bps и сжатие данных. Сейчас на мировом рынке модемов фактически правят 2 фирмы : ZyXEL и US Robotics. Они производят самые скоростные и самые качественные модемы и факс- модемы. Очень дорогие суперсовременные модемы ZyXEL имеют возможность воспроизведения голоса, записанного в цифровом режиме и сжатия речевых сигналов, что позволяет использовать их в качестве автоответчиков. Также некоторые модели ZyXEL U-1496 и US Robotics Courier снабжены переключателем речь/данные, встроенным тестированием и другими полезными функциями. Основное качество модемов ZyXEL богатейший выбор возможностей, хотя это значительно увеличивает их стоимость, а модемов US Robotics (Courier и Sportster) надежность при относительно низкой цене на них. Среди новинок последних лет в мире модемов можно также выде-лить специальные модемы для Notebook'ов, поставляемые на платах типа PCMCIA. Эти платы очень удобны своей компактностью, они позволяют компьютеру не отдавать свободный COM-порт под внешний модем, но все же они много дороже, чем обычный модем.

4.1 Стандарты Трудно поверить, но всего десять лет назад скорость передачи данных 300 бит в секунду считалась вполне достаточной и даже высокой. Соединение на данной скорости регламентировалось двумя не совместимыми друг с другом стандартами: CCITT V.21 и Bell 103. Сейчас первый из них используется только на этапе установления соединения, а второй вообще вышел из употребления. Затем появились стандарты CCITT V.22 и Bell 212A, сохранившие совместимость со своими предшественниками, но за счет изменения методов модуляции повысившие регламентируемую скорость до 1200 бит в секунду. Стандарт V.22bis позволил увеличить скорость передачи данных до 2400 бит/с. Введение стандартов CCITT V.32 и V.32bis повысило максимальную скорость передачи данных сначала до 9600 бит/с, а затем до 14400 бит/с. Большинство протестированных нами модемов относится именно к этому классу. Наиболее выгодна сейчас покупка как раз такого модема. Цены на эти модели (например, USRobotics Sportser 14400) не превышают 100 долларов, и, вероятно, в ближайшее время еще снизятся в связи с усилением конкуренции со стороны недавно появившихся более высокоскоростных устройств. Кроме того, такие модемы начали производиться в России фирмой "Инзер", к которой наверняка подключатся и другие организации. Од-нако, скорость 14400 казалась все же недостаточной (действительно, не такая она и большая в сравнении с десятками мегабайт в секунду внутри 26

компьютера), и фирмы стали разрабатывать новые протоколы. Среди них стоит особо отметить протоколы ZyX фирмы ZyXEL на 16800 и 19200 бит/с и HST, разработанный USRobotics, на 16800 бит/с . По свидетельству пользователей, HST сегодня признан одним из наиболее надежных высокоскоростных протоколов. Появившиеся в то же время межфирменные стандарты V.32 terbo (19200 бит/с) и V.FastClass (28800 бит/с) широкого распространения не получили. Менее года прошло после введения стандарта V.34, поднявшего реальную скорость приема/передачи данных до 28800 бит/с. В описываемых устройствах увеличена скорость передачи данных, снижено время установления соединения за счет использования нового протокола установления связи (V.8), да и другие технические новинки применяются активнее, чем в предыдущих моделях. а этом можно было бы поставить точку, если бы не июньские инициативы USRobotics и некоторых других фирм: наряду с увеличением скорости в протоколе HST, фирма предложила еще два стандарта, превысивших барьер 30000 бит/с. В ближайшее время новые устройства появятся на рынке. Скорость работы модема можно также увеличить, применяя методы сжатия данных и автоматической коррекции ошибок. Суть сжатия информации заключается в том, чтосимволы, часто встречающиеся в передаваемом блоке, кодируются цепочками битов меньшей длины, чем редко встречающиеся. Кроме того, кодируются длинные цепочки одинаковых символов. В совокупности это позволяет сжать текстовые файлы до 35% их исходной длины. Однако следует учесть, что если данные изначально не содержали избыточной информации, или содержали, но перед пересылкой были сжаты одним из архиваторов (например, TAR или PKZIP), то дополнительного увеличения эффективности за счет сжатия данных модемом не происходит -- даже наоборот, объем пере-даваемой информации может увеличиться. До последнего времени наиболее распространенными стандартами в этой сфере были десять протоколов MNP (Microcom Network Protocols), семь из которых являлись протоколами коррекции ошибок, а три определяли способы компрессии данных (см. врезку). MNP1 -- обеспечивает коррекцию ошибок, предназначен для модемов, передающих информацию в асинхронном полудуплексном режиме (В по-лудуплексном режиме данные передаются не одновременно в двух направлениях, как в дуплексном, а поочередно). Это самый простой из протоколов MNP, однако вследствие его малой эффективности большинство современных модемов с аппаратной реализацией коррекции ошибок его не поддерживают. MNP2 -- протокол коррекции ошибок, поддерживающий асинхронный дуплексный метод передачи данных. MNP3 – практически идентичен протоколу MNP2, но, в отличие от него, поддерживающий не асинхронный, а синхронный дуплексный метод передачи между модемами. Собственно, слово "синхронный" звучит несколько некорректно: модем с компьютером всегда 27

обмениваются данными в асинхронном режиме; но при синхронном методе передачи данных из передаваемой компьютером информации удаляются старт/стопные биты, а получившийся сплошной поток данных передается удаленному модему уже с синхронизацией. MNP4 -поддерживает синхронный дуплексный метод передачи информации, обеспечивает большую эффективность, чем протоколы MNP2 и MNP3, может менять размер блоков передаваемых данных при изменении числа ошибок на линии (При увеличении числа ошибок размер блоков уменьшается, повышая вероятность успешного прохождения отдельных блоков). MNP5 -- протокол, использующий простой метод сжатия передаваемой информации. Именно он стал наиболее распространенным в модемах, работающих на максимальной скорости 2400 бит в секунду. Для коррекции ошибок используется MNP4. MNP6 -- дополняет протокол MNP4 автоматическим переключением между дуплексным и полудуплексным режимами в зависимости от типа передаваемой информации, обеспечивает совместимость с протоколом CCITT V.29 (стандарт на передачу факсимильных сообщений на скорости 7200 и 9600 бит/с) /1/. Создание этого протокола было вызвано появлением факсмодемов, имеющих свои особенности (например: все протоколы факсимильных аппаратов группы 3, к которым относятся и факсмодемы, являются полудуплексными, то есть в отличие от модемов факсам не нужно сразу и передавать, и принимать сообщение).MNP7 -- дальнейшее развитие протокола MNP5, использует более эффективный метод сжатия данных. MNP9 -- аналогичен протоколу MNP7, но дополнительно учитывает рекомендацию CCITT V.32bis, что обеспечивает совместимость с низкоскоростными модемами. MNP10 -- предназначен для связи по сильно "зашумленным" каналам, таким, как линии сотовой связи, международные или сельские линии. Стабильность работы достигается за счет многократного повторения попытки установить связь, изменения размера пакетов и даже динамического изменения протокола соединения (например, модемы связались по спецификации V.32terbo, затем, из-за ухудшения условий связи, произошел переход на V.32, а когда помехи исчезли -- на V.32bis, а потом и V.34). Такой алгоритм работы сейчас возможен только при использовании данного протокола. Однако, за применение своих разработок фирма Microcom требовала значительные патентные отчисления, что привело к необходимости создания межфирменных стандартов. Попытка оказалась успешной, и сейчас следует ориентироваться на более развитые протоколы CCITT: V.42 (коррекция ошибок) и V.42 bis (коррекция ошибок плюс сжатие данных). Оба они совместимы с соответствующими стандартами MNP и, кроме этого, реализуют свои собственные, более эффективные механизмы. Все тестируемые нами модемы (кроме двух) поддерживали протокол V.42bis. Как ни странно, один из них -- модем Zoltrix, показал средние результаты. А вот модем Maxtech 28

1414МХ, также не поддерживающий описываемые протоколы, оказался худшим по результатам тестов. Микросхемы UART появились еще в первых ПК, поскольку уже тогда стало ясно, что обмен данными через последовательный порт -- слишком медленная и сложная операция и лучше поручить ее специальному контроллеру. С той поры выпущено несколько моделей UART. В компьютерах типа IBM PC и XT, а также в полностью совместимых с ними, использовалась микросхема 8250, в АТ ее сменила UART 16450. Большинство компьютеров на базе процессоров i386 и i486 до последнего времени комплектовались контроллером 16550, в котором появились внутренние аппаратные буферы типа очередь, а сегодня стандартом становится UART 16550A -- микросхема, аналогичная предыдущей, но с устраненными недоработками. Отсутствие буферов во всех микросхемах, кроме последней, приводит к тому, что передача данных через последовательный порт на скорости выше 9600 бит в секунду становится неустойчивой (использование MS Windows снижает этот порог до 2400 бит/с). Если необходимо подключить высокоскоростной внешний модем к компьютеру, использующему устаревшую микросхему UART, следует либо сменить мультикарту, либо добавить специальную карту расширения (что займет один слот шины и лишит внешний модем важнейшего преимущества). У внутренних модемов такая проблема не возникает -они COM-порт не используют (точнее, они его содержат). Сейчас у внутренних модемов появляется еще одно преимущество, также связанное со скоростью работы. Согласно спецификации V.42bis, данные при передаче могут быть сжаты примерно в четыре раза, следовательно модем, работающий на скорости 28800 бит/с, должен получать данные из компьютера или отправлять их в него со скоростью 115600 бит/с, что является пределом для последовательного порта ПК. Однако 28800 бит/с -не предел для телефонной линии, где максимум лежит где-то в районе 35000 бит/с, а на цифровых линиях (ISDN) пропускная способность превышает 60000 бит/с. Следовательно, в данной ситуации последовательный порт станет "узким горлом" всей системы, и потенциальные возможности внешнего модема не будут ре-ализованы. Многие модемы можно модернизировать для работы на больших скоростях, вплоть до способности работы на ISDN. Но все упирается в ограничительный барьер со стороны компьютера, который для внутреннего модема существенно выше 4 Мбайт/с (про-пускная способность шины ISA). Кстати, все ISDN-модемы внутренние.

5 Дисководы CD-ROM Благодаря развитию технологии мультимедиа дисководы CD-ROM стали стандартным оборудованием персональных и портативных 29

компьютеров - в прошлом году половина всех поставляемых ПК оснащалась CD-ROM. Сегодня отраслевым стандартом стали 24/32скоростные приводы компакт-дисков. Компакт-диски (CD) за короткое время превратились в ключевой элемент развития ПК. В течение двух-трех лет дисководы CD-ROM прошли путь от дорогой необязательной игрушки до предмета первой необходимости. При быстро снижающейся стоимости они становятся доступными всем пользователям ПК, и большинство новых компьютеров комплектуются приводами CD-ROM. В совершен-ствовании этих устройств, которые вплотную приблизились по информационной емкости и надежности к жестким дискам, особенно ярко проявляются те тенденции, которые происходят и в других областях аппаратного обеспечения ПК. Вмещая 650 Мбайт данных, один стандартный компакт-диск позволяет записать огромный объем информации - целую библиотеку или полный географический атлас мира, поэтому CD-ROM следует рассматривать как важнейший инструмент современного бизнеса, предоставляющий быстрый доступ к нужным сведениям. При этом важнейшим параметром данных устройств является скорость передачи данных. Приводы CD-ROM первого поколения, которые позднее получили название односкоростных, передавали их со скоростью до 150 Кбайт/с. Каждое последующее поколение наращивало эту характеристику, в значительной степени зависящую от частоты вращения диска. Дисководы CD-ROM второго поколения (двухскоростные устройства - 2X CD-ROM) способны передавать 300 Кбайт/с, приводы с устроенной скоростью вращения (3X CD-ROM) - 450 Кбайт/с, а четырехскоростные (4X CD-ROM) 600 Кбайт/с. Сегодня в мире наиболее широко распространены (по числу инсталлированных устройств) 16-скоростные приводы CD-ROM (дисководы спецификации MPC-2), которые быстро вытесняются 24-32-скоростными. CD-ROM с 3-кратной скоростью вращения не завоевали популярности изза незначительных преимуществ по сравнению с 16-скоростными накопителями и относительно высокой цены. Благодаря постоянному снижению цен на приводы CD-ROM в прошлом году стандартным оборудованием ПК стали 24/32-скоростные устройства. Некоторые поставщики дисководов CD-ROM и мультимедиакомплектов, включая NEC, Plextor и Wearnes, все активнее предлагают 6скоростные приводы, однако большинство отраслевых аналитиков соглашаются с тем, что в первой половине 1996 г. наиболее популярными будут оставаться устройства с 4-кратной скоростью вращения. Создатели мультимедиа-приложений и игр ориентируются на массовую покупательскую базу (владельцев 12X CD-ROM), поэтому обладатели 24X CD-ROM часто не используют всех потенциальных возможностей своей аппаратуры, способной передавать данные со скоростью 600 Кбайт/с. 30

Дальнейшая эволюция технологии CD-ROM будет связана как с увеличением скорости вращения диска и передачи данных, так и с повышением плотности записи информации. Ожидается, что уже в этом году на рынке начнут появляться устройства нового стандарта DVD (digi-tal video disk). Хотя некоторые специализированные приложения смогут использовать возможности дисководов DVD, замена нынешнего поколения CD-ROM будет происходить постепенно, по мере появления на рынке привлекательной для потребителей программной продукции, стимулирующей продажи этих устройств. Активнее будут использоваться и альтернативные технологии перезаписываемые компакт-диски и устройства с многократной за-писью, устраняющие основной недостаток CD-ROM - невозможность записи информации. Ожидается, что более активно будут применяться дисководы CD-E и накопители PD, также читающие стандартные CD-ROM. Пользуются популярностью и магнито-оптические устройства (MO), обладающие малым временем доступа и возможностью многократной перезаписи данных. Общеизвестно, что скорость имеет для CD-ROM немаловажное значение. Доступ к данным на компакт-диске требует в 20 раз больше времени, чем считывание информации с типичного жесткого диска. Именно поэтому стали столь популярных 4- и 6-скоростные модели CD-ROM. В них скорость передачи данных увеличивается за счет повышенной скорости вращения диска, которая в 6 раз превышает скорость вращения обычного звукового CD. Быстродействие новых моделей CD-ROM уже сопоставимо с характеристиками распространенных некогда жестких дисков объемом 40 Мбайт. В дисководах CD-ROM последних моделей наблюдается приверженность к IDE-интерфейсу. Наконец-то наблюдается некоторая стандартизация в подключении устройств: патентованные варианты старого интерфейса AT (такие как Sony, Panasonic, Mitsumi) уступают дорогу 40-жильным ленточным коннекторам IDE. Сегодня CDROMобычно имеют стандартные интерфейсы (IDE, SCSI и PCMCIA (PC CARD) для портативных ПК), поэтому вам не потребуется для инсталляции дисковода новый контроллер. В то же время, чтобы избежать ненужных проблем с интерфейсом, особенно в случае 32-разрядного доступа в Windows, лучше подключать новый дисковод CD-ROM к EIDE-контроллеру, который имеет два IDEканала для отдельных дисководов. EIDE позволяет вам работать с двумя жесткими дисками (основным и подчиненным) на одном канале, а на втором канале основным диском может быть CD-ROM. Альтернативный вариант подключения - это подсоединение CDROM к IDE-интерфейсу звуковой платы (например, AWE-32 производства

31

Creative Labs), используя ее собственный базовый адрес ввода-вывода и прерывание. Кроме того, вам потребуется загрузить драйвер устройства MSCDEX (Microsoft CD Extenstions). Он выполняет две функции: транслирует файловый формат ISO9660, применяемый для хранения данных на компакт-диске, и позволяет работать с файлами большого размера, которые обычно находятся на CD-ROM.

5.1 Windows 95 Новый дисковод CD-ROM продается с дискетой, на которой на-ходится драйвер этого устройства и, как правило, версия драйверов MSCDEX для DOS и Windows 3.х. Между тем, в Windows 95 применяется новая файловая система Microsoft, оптимизированная для дисководов CD-ROM - CDFS (CD File System). Это 32-разрядная файловая система защищенного режима, заменившая MSCDEX и реализующая автоматическое кэширование данных. CDFS не использует обычной оперативной памяти (нижних 640 Кбайт). В ней применяется страничный обмен - выгрузка страницы кэш-памяти на жесткий диск, если оперативная память необходима приложению. Считывание данных с современных жестких дисков происходит намного быстрее, чем доступ к CD, поэтому мультимедиа-приложения даже при ограниченной памяти в Windows 95 выполняются быстрее. Теоретически, если ваш дисковод совместим со стандартом plug-andplay, при работе в Windows 95 нет необходимости применять драйвер устройства CD-ROM или MSCDEX. Вам нужно только подключить дисковод к IDE-интерфейсу и запустить из панели My Computer/Control Panel программу Windows Add New Hardware. Windows 95 сама найдет ваш CD-ROM и конфигурирует для него CDFS.

5.2 Оптимизация производительности CD-ROM Для эффективной передачи данных DOS и Windows 3.x используют буферы в MSCDEX. Современные дисководы имеют встроенную кэшпамять и поэтому требуют буферов меньшего размера. Между тем, настройка объема буфера может помочь вам добиться более плавного воспроизведения видео и анимации. Если вы посмотрите свой файл AUTOEXEC.BAT, то увидите в командной строке, где загружается MSCDEX.EXE, параметр /M. После него стоит цифра, определяющая объем буфера (для этого ее нужно умножить на 2 Кбайта). Если вы хотите поэкспериментировать с этим значением, то начните с /M:10. 32

Хотя Windows 95 предусматривает настройку через plug-and-play, ОС не всегда корректно устанавливает объем кэша для дисковода, и вам может потребоваться задать его вручную. В панели My Computer/Control Panel дважды щелкните мышью на пиктограмме System и выберите закладку Performance. Затем щелкните мышью на кнопке File System и ярлычке CD-ROM. В раскрывающемся списке выберите скорость своего дисковода, и Windows предложит вам параметры кэш-памяти. Таким образом, если вы, например, обна-ружите, что воспроизведение файлов AVI приводит к "дерганию"изображения, попробуйте настроить кэш.

5.3 Характеристики устройства CD-ROM 5.3.1 Скорость передачи данных

От этого параметра, непосредственно связанного со скоростьювращения диска, напрямую зависит производительность CD-ROM. Следует выбирать устройство, обеспечивающее скорость передачи не менее 600 Кбайт/с (характерную для 4X CD-ROM), однако нужно иметь в виду, что это только теоретическая характеристика - реальная скорость сильно зависит от используемого приложения. Кроме того, часто на производительность устройства влияют и другие факторы, такие как эффективность кэширования данных в буфере дисковода (качество драйвера и размер кэш-буфера). 5.3.2 Время доступа

Этот параметр также является важнейшим. Если спецификация MPC-2 предусматривает время доступа порядка 400 мс, то сегодня следует ориентироваться на время, не превышающее 200 мс. Некоторые предлагаемые производителями модели имеют скорость доступа от 150 мс до 175 мс, что значительно опережает параметры устройств, выпускаемых всего год назад. Однако в любом случае, к указанному в спецификации среднему времени доступа следует относиться с еще меньшим доверием, чем к цифре скорости передачи данных, поскольку производители оборудования тестируют устройства в идеальных условиях, недостижимых в реальности. 5.3.3 Передняя панель

На передней панели должны находиться по крайней мере лампочка занятости устройства ("CD busy"), кнопка выгрузки диска, отверстие для ручной выгрузки в экстренных случаях, гнездо для подключения

33

наушников и регулятор громкости. Иногда предусматривается отдельное управление для аудио CD. 5.3.4 Механизм загрузки компакт-диска

Считается, что удобнее всего механизм загрузки CD с помощью выдвижного лотка (tray), однако альтернативный вариант, когда диск вставляется в устройство в защитном футляре (пластмассовом контейнере), аналогично дискете, имеет своим преимущества. Такой контейнер (caddy) выполняет двойную функцию, кроме хранения защищая компакт-диск от пыли и повреждений. К тому же устройства такого типа можно устанавливать вертикально. 5.3.5 Поддержка стандартов и операционных систем

Максимальную гибкость дает выбор дисковода, способного читать многосеансные CD, поддерживающего стандарты MPC Level 2, CD-ROM XA, ISO 9660 и Kodak Photo CD. Со многими устройствами поставляются программы-драйверы, обеспечивающие их работу в различных ОС. Требования к стандартом определяет область применения CD-ROM (какие приложения вы собираетесь использовать). 5.3.6 Используемые интерфейсы

Встроенный CD-ROM может быть стандартным устройством EIDE или SCSI, иметь интерфейс Panasonic, Sony или Mitsumi, либо собственную интерфейсную плату. Специалисты рекомендуют выбирать между SCSI и EIDE. Лучшую производительность дает дисковод SCSI. К тому же SCSIустройства обладают большей гибкостью настройки конфигурации и расширения. Если встраиваемый дисковод поставляется со стандартным разъемом SCSI, вы можете подсоединить к этому адаптеру до 7 устройств SCSI. Сегодня спецификация SCSI сменяется более быстрой SCSI-2 и становится доминирующей на рынке 4X CD-ROM. Интерфейс SCSI хорошо приспособлен для работы в многозадачных ОС, однако имеет высокую цену и более труден в установке и настройке, чем EIDE альтернативный вариант интерфейса. Дисководы с EIDE обычно дешевле и считаются более предпочтительными для домашнего ПК, в то время как CD-ROM с SCSI-интерфейсом оптимально подходят для серверов и высокопроизводительных рабочих станций, где уже применяются SCSIконтроллеры и устройства. 5.3.7 Встраиваемые и внешние CD-ROM

34

Для выбора типа CD-ROM (встраиваемый или внешний) нужно определить место его использования. Если CD-ROM будет постоянно находиться "при компьютере", то необходим более дешевый встраивае мый привод. Если же планируется переносить СD-ROM от одногокомпьютера к другому, например, с работы домой, или в ПК нет свободного монтажного отсека, то нужно приобретать внешнюю модель. Не рекомендуется использование внешних дисководов, подключаемых через параллельный порт ПК. В то время, как они выглядят привлекательно в плане легкости установки, скорость их работы невелика. Низкая пропускная способность таких CD-ROM не позволяет воспроизводить видео с полным представлением движения, однако они могут быть хорошим выбором для портативных ПК (еще лучше использовать с этой целью устройства, подключаемые через разъем PC CARD). Существуют также внешние накопители CD-ROM, подсоединяемые к SCSI-разъему. Такие устройства эквивалентны по параметрам встраиваемым аналогам, но значительно дороже их. 5.3.8 Кэш-буфер

Большинство дисководов CD-ROM имеют собственный буфер данных (кэш) емкостью 128, 256 Кбайт или даже 1 Мбайт. Как и жесткий диск, при наличии кэш-памяти СD-ROM может работать намного быстрее. Кэширование значительно улучшает характеристики дисковода, даже имеющего малую скорость вращения диска. Накопитель с большим буфером будет более эффективно работать в режиме мультимедиа.

Список использованных источников 1. Мячев А.А. Персональные ЭВМ: краткий энциклопедический справочник . М.: Финансы и статистика, 1992. - 384 с. 2. Айден К, Фибельман Х. Аппаратные средства РС./ Пер. с нем. СПб.: BHV-Санкт-Петербург, 1996. - 544 с. 3. Мюллер С. Модернизация и ремонт персональных компьютеров./ Пер. с англ.- М.: ЗАО “Издательство БИНОМ”, 1998. - 944 с.

35

36