Устройство ноутбуков

1.3 Устройство ноутбуков

Главные требования, предъявляемые к переносным компьютерам: мобильность, малые габариты и вес, а, кроме того, возможность автономной работы без подключения к сети питания. Также, такие системы должны обладать устойчивостью к сотрясению и вибрации, причем не только в выключенном состоянии, но и во время работы [4, c. 65].

Соответственно, все это требует изменения конструкции всех компонентов ноутбуков по сравнению с обычными компьютерами. Это в первую очередь касается узлов с движущимися деталями: дисководов CD-ROM, флоппи-дисководов и жестких дисков.

До сих пор самым дорогим узлом ноутбука является дисплей. В наши дни основой для большей части дисплеев ноутбуков являются жидкокристаллические (ЖК) панели. В связи с распространением графических операционных систем черно-белые дисплеи постепенно теряют свои позиции.

Цветные ЖК дисплеи могут быть двух типов: с активной матрицей и с пассивной. Из последних сегодня применяются лишь версии с двойным сканированием. Первые, при более высокой и повышенном энергопотреблении, обеспечивают значительно лучшее изображение. Если сравнить изображение экрана ноутбука с тем, что дает настольный монитор с электронно-лучевой трубкой, то в случае пассивной матрицы предпочтение придется отдать настольному варианту: жидкокристаллический дисплей уступает почти по всем параметрам, кроме, конечно, энергопотребления и компактности. Активные матрицы, наоборот, при равном разрешении создают более резкое и четкое изображение, чем электронно-лучевые трубки. Они не страдают присущей пассивным ЖК дисплеям инерционностью и лишены характерного для кинескопов мерцания, вызывающего утомление глаз. Сейчас в ноутбуках уже используются активные матрицы, поддерживающие разрешение 1024х768 пикселов. Для работы с большинством офисных приложений этого более чем достаточно. Они, без сомнения, были бы серьезной угрозой для традиционных мониторов, если бы не их цена. Она все еще остается слишком высокой для рядового покупателя. Для дисплеев же с пассивной матрицей характерен еще один недостаток – весьма ограниченный угол зрения, под которым можно разобрать информацию на экране. Впрочем, в глазах некоторых пользователей это превращается в неоценимое достоинство. Для тех, кто не любит, чтобы кто-то смотрел в его работу за компьютером, пассивно-матричный дисплей – именно то, что надо [8, c. 65].

Источниками автономного питания в ноутбуках являются аккумуляторные батареи. Они имеют лимитированную энергетическую емкость: как правило время непрерывной работы без подзарядки батарей составляет от полутора до четырех часов. Почти все компоненты переносных компьютеров отличаются от стандартных сниженным энергопотреблением. В первую очередь это касается накопителей, дисководов и центральных процессоров, которые в последнее время все чаще становятся самыми «требовательными» узлами. В ноутбуках также используются модули памяти отличные от тех, что применяются в настольных ПК. Они, как правило, имеют несколько худшие показатели времени доступа. Это влияет на итоговую производительность, и иногда весьма существенно.

Вес и размеры ноутбука могут быть очень важными для пользователя. Перед конструкторами переносных компьютеров встают взаимоисключающие на первый взгляд задачи. С одной стороны, современный ПК непредставим без флоппи-дисковода, привода CD-ROM и достаточно емкого накопителя; с другой – все это должно помещаться в компактном корпусе, который можно было бы положить в портфель. Помимо абсолютно необходимых дисплея, процессорной платы и памяти, нужно оставить место для батареи аккумуляторов. Без нее блокнотный компьютер теряет одно из важнейших своих достоинств – автономность. Такие узлы, как привод CD-ROM и флоппи-дисковод, имеют к тому же значительное ограничение уменьшения габаритов. Это связано со стандартными размерами носителя информации. Как видно, в самых компактных ноутбуках места для типичного набора периферии может и не хватить, и изготовитель оказывается перед выбором: либо пожертвовать одним из устройств (как правило, дисководом, сделав его выносным), либо пойти на заметное увеличение габаритов и веса изделия. Очень перспективным способом решения такой проблемы является использование модульного принципа. В этом случае при наличии аккумуляторной батареи возможна установка одного из двух периферийных устройств – флоппи-дисковода или привода CD-ROM, а при снятии батареи (что делает невозможной работу вне непосредственной близости от источников питания) – обоих дисководов одновременно. Таким образом, мы получаем полную свободу в выборе конфигурации, а изменить ее – дело считанных минут.

Изменилась в последнее время и конструкция манипуляторов курсором для ноутбуков. Ранее чаще всего встречался трекбол – в некотором роде перевернутая мышь. Он был весьма удобен, но его надежность оставляла желать лучшего, особенно в дорожных условиях, где риск загрязнения поверхности шара манипулятора выше, а возможностей прочистить его меньше, чем при стационарной эксплуатации. Поэтому теперь трекболы практически не применяются. Им на смену пришли сенсорные планшеты touch-pad, представляющие собой практически прямоугольные панели размером приблизительно 5х6 см. Touch-pad обладают очень высокой чувствительностью, и при их использовании требуется большее внимание, чем при работе с обычной мышью или трекболом. Умение работать с этим на первый взгляд не особо удобным устройством приобретается удивительно быстро [11, c. 54].

Что касается клавиатур ноутбуков, то они всегда менее удобны, чем у настольных компьютеров, ввиду небольшой площади рабочей панели компьютера, на которой можно было бы расположить клавиши. На сегодня не существует определенного стандарта на раскладку клавиатур в ноутбуках, поэтому каждый производитель размещает клавиши по-своему. В ряде ноутбуков (особенно часто в моделях зарубежного производства) используется так называемая слепая русификация клавиатуры: латинские и русские буквы нарисованы одним цветом и отличаются только своим расположением на клавише. Это, как правило, крайне неудобно и осложняет работу с компьютером [10, c. 54].

Во время работы в ОС Windows, пользователь может легко открыть соответствующее окно и ознакомиться с уровнем разрядки аккумуляторов. В самых простых моделях диагностика только этим и ограничивается. В более совершенных предусмотрен также вывод такой информации на дополнительный ЖК дисплей или другие средства отображения информации (например, светодиоды). Некоторые модели позволяют при необходимости оценить состояние батарей даже не включая компьютер.

Любой пользователь, достаточно давно работающий с ПК, знает, какими неприятностями грозит внезапное отключение электроэнергии, – можно потерять работу целого дня. Появление и распространение новых операционных систем с кэшированием файлов системы, в том числе и Windows ситуацию не улучшило. Фактически теперь использование нестабильного питания стало еще рискованнее, поскольку современные операционные системы требуют корректного завершения работы. В противном случае возможны повреждения файловой структуры. При иссякании энергии в аккумуляторах ноутбуков происходит их аварийное выключение. Это почти аналогично неожиданному отключению настольного компьютера от сети. Чтобы сделать это отключение не столь неожиданным и дать пользователю возможность принять превентивные меры, почти во всех ноутбуках предусматриваются средства своевременного предупреждения об исчезновении запасов энергии в батареях. Это обычно повторяющийся звуковой сигнал. Иногда он сопровождается миганием светодиодов. В некоторых ноутбуках применяются более радикальные меры для защиты данных пользователя: по достижении определенного уровня разрядки батарей автоматически выполняется отключение компьютера, но предварительно его состояние сбрасывается на винчестер. Когда пользователь вновь зарядит батареи или возобновит работу от внешнего источника питания, компьютер в точности восстановит свое состояние на момент отключения. Такого рода дополнительная защита очень полезна для большинства пользователей [3, c. 65].

Современные модели могут оснащаться процессорами Pentium MMX до 233 МГц, памятью до 128 Мбайт, жесткими дисками общей емкостью до 6 Гбайт, 11,3 и 13,3 – дюймовыми экранами на активной матрице, 24-скоростными приводами CD-ROM и прочими атрибутами мобильных компьютеров высшего класса. При этом пользователи имеют возможность выбрать и более простые, однако, ничуть не менее защищенные и надежные модели.

Сегодня в ноутбуках используется не пластмассовый, а литой металлический корпус. Это позволяет решить сразу ряд проблем.

Во-первых, такой корпус вместе с особыми методами крепления внутренних компонентов обеспечивает очень высокую механическую прочность ноутбука.

Во-вторых, непосредственное приклеивание процессора к корпусу очень эффективно решает проблему его охлаждения. Даже при самых жестких условиях перегрев внутри компьютера не превышает десяти градусов.

В-третьих, крепление литых деталей корпуса друг к другу на «силиконовых» уплотнителях, обеспечивает высокую степень защиты от вредных внешних воздействий. То есть ноутбук спокойно продолжает работать в облаках пыли и под сильным дождем. Допускается даже работа в условиях морского тумана в течении 48 часов.

В-четвертых, цельнометаллический литой корпус решает проблемы защиты от радиационных, электромагнитных и электростатических воздействий. Это сводит к минимуму собственные электромагнитные излучения ноутбука [9, c. 29].