Введение. Понятие конфигурация определяемое как совокупность показателей размера и формы здания, а также размера, типа и местоположения тех элементов конструкции, которые играют важную роль при восприятии сейсмических нагрузок (колонны, стеновые перегородки, перекрытия, шахты инженерных коммуникаций, лестничные клетки, количество и тип внутренних перегородок); кроме того, учитывающее способы создания наружных стеновых элементов (сплошных или с проемами), через которые проходят воздух и свет, по-видимому, не является достаточно четким. Как отмечалось, конфигурации зданий и сооруженийнастолько разнообразны, что их определение может показаться случайным, но это не так. Существуют детерминанты конфигурации, краткое описание которых поможет наиболее правильно понять, что такое конфигурация и возможный диапазон ее модификаций, необходимыйдля соответствия требованиям сейсмостойких конструкций.

На конфигурацию здания оказывают влияние три основных фактора: требования к условиям строительной площадки; требования, определяющие основу программы производства строительных работ; требования, определяющие архитектурный облик здания (рис. 4.3.1). Первые требования накладываются геометрией строительной площадки и ее местоположением; вторые определяются внутренней планировкой здания в соответствии с его функциональностью и назначением; третьи обусловлены архитектурным замыслом проектировщика, которые отражают вкус заказчика и тех, кто будет работать или жить в здании. Кроме этого, здесь рассматриваются и другие факторы, влияющие на выбор конфигурации здания и сооружения. Выбор конфигурации начинается с рассмотрения функционального назначения здания. Термин "функциональное назначение" иногда противопоставляют понятию "строительное искусство". Это выражается в виде антитезы: за основу при проектировании принимались или функциональные или эстетические концепции, но не обе вместе. Другаятеория провозгласила сосуществование искусства и целесообразности: эта теория была принята функционалистами 1920-х гг., считавших, что эстетическое восприятие здания определяется его функциональным назначением. Идея совместного существования эстетического и утилитарного начала превратилась в основы архитектурной профессии: архитектурное решение обеспечивает функциональность и внешний облик проектируемого объекта.

Рис. 4.3.1.Три основных фактора, оказывающие влияние на конфигурацию здания

а - строительная площадка; б - программа строительства; в - архитектурный замысел

Детерминанты. Один из методов совмещения функционального и эстетического начал в облике здания заключается в том, что все здания должны выполнять четыре функции (четыре модификатора):

1. Модификатор климата (оно создает определенный микроклимат для находящихся в нем людей).

2. Модификатор экономики (своим существованием определяет данную область экономики).

3. Модификатор поведения (оказывает влияние на образ жизни людей, которые в нем живут, работают или развлекаются).

4. Модификатор среды (посредством своего внешнего облика оказывает соответствующее влияние на владельцев, жителей и прохожих). Последняя концепция включает традиционное понятие искусства архитектуры.

Такая четырехфункциональная модель представляется наиболее целесообразной, так как она допускает совместное существование показателей различной значимости в концептуальном решении любого здания. Художественный музей имеет не большую функциональность, чем здание пригородного склада; однако внимание, уделяемое каждой функции, различно. Относительное внимание к каждой из четырех функций, выполняемых зданием, определяет ту сферу, в пределах которой проектировщик приступает к своей работе. Из четырех функций показатели стоимости обычно являются решающими модификаторами, а взаимосвязь между конфигурацией здания и его стоимостью аналогична взаимосвязи между конфигурацией и сейсмостойким проектированием. Простая правильная повторяемая форма является наиболее экономичной и надежной конфигурацией сейсмостойких конструкций.

Здание, предназначенное для сдачи в аренду, является коммерческим. Вся технология производства внутренних элементов конструкции зданий развивалась на основе соответствия требованиям простой реорганизации внутреннего пространства и элементов систем технического обслуживания (например, к таким можно отнести демонтируемые перегородки и технические потолки). При этом потребность в такой организации пространства имеет прямое отношение к конфигурации, что может выражаться в соответствующем решении плана здания с простым и эффективным геометрическим делением площади пола. Другое решение может заключаться в предпочтительном включении в проектируемый объект рамных конструкций, что максимально сокращает количество крупноразмерных фиксируемых элементов (таких, как диафрагм или стен со связями жесткости) во внутренней части здания, что, в свою очередь, может препятствовать предоставлению будущему жильцу того жилого пространства, которое он хотел бы иметь. Такие функциональные предпосылки, безусловно, оказывают существенное влияние на тип несущей системы сейсмостойкой конструкции.

Рис. 4.3.2. Здание с максимальным использованием солнечной энергии

По мере увеличения стоимости строительства зданий и сооружений они становятся более долговременными, так как по соображениям экономического характера их частая замена нецелесообразна. В то же время, изменение вида аренды помещения (соответствующее различному функциональному использованию помещения) требует более оперативной перепланировки интерьера здания. Совершенствование строительных норм проектирования сейсмостойких зданий и сооружений оказывает положительное влияние на длительность эксплуатации зданий. Например, несущие конструкции здания больницы возможно будут иметь полезное использование в течение 200 лет. В то же время, мала вероятность того, что элементы общей планировки будут использоваться в течение более чем 40 - 50 лет, а временные перегородки и техническая система обслуживания (в особенности в области медицины) устареют уже через 10 лет

Развитие систем кондиционирования воздуха, начавшееся с 1940-х гг., уменьшило влияния климатических условий на архитектурно-планировочные решения зданий. Однако сейчас факторы естественного освещения и воздушной среды снова учитываются при разработке планов зданий и сооружений. При этом наиболее предпочтительные изменения должны происходить не за счет создания больших наклонных солнечных коллекторов, а за счет традиционных способов, принимаемых за основу проектирования, т.е. ориентации здания в соответствующем направлении и научного определения пропорций светонепроницаемой и изолированной частей оконного остекления стенового заполнения. Происходит возвращение к решениям фасадов в виде разнообразных сплошных или прерывистых форм, выступов или ниш, вместо устаревших однообразных фасадов. Некоторые зональные требования к проектированию административных зданий основываются на климатических параметрах световой освещенности и воздушной среды. Следует отметить, что наиболее общее направление проектирования фасадов зданий и сооружений развивается под влиянием, оказываемым климатическими факторами и конфигурацией, в сторону динамичных решений фасадов и изменения традиционных форм зданий в плане (рис. 4.3.2).

Одним из условий, определяющих характер возможного перемещения грунта, является геология строительной площадки. Ее параметры могут оказывать влияние на выбор конфигурации здания на основе критериев, которые не всегда соответствуют критериям сейсмостойкого проектирования, а иногда и противоречат им. К ним можно отнести характеристики, подобные тем, которые определяют геометрию и местоположение строительной площадки относительно условий застройки городской среды, но выражаемые в форме зональных требований, касающихся рекомендуемых разрывов между зданиями, значений предельной высоты зданий, площади перекрытий и др.

По мере уменьшения размеров строительных площадок детерминантой, определяющей конфигурацию здания, становятся геометрические параметры, приобретающие весьма важное значение по сравнению с другими критериями. В условиях пригородной застройки, более сильная тенденция наблюдается (даже для многоэтажных зданий) в отношении возведения отдельно стоящих сооружений, на которые геометрические параметры строительной площадки практически влияния не оказывают. Однако, для городской среды характерна обратная ситуация: форма строительного участка с учетом требований в отношении проектирования уступов здания определяет конфигурацию строящегося объекта. По мере увеличения стоимости земельных участков наблюдается общая тенденция к уменьшению размеров строительных площадок, а аспекты финансовой деятельности требуют возможно более полного использования площади данного земельного участка, т.е. создание проекта, предусматривающего наибольшее количество этажей максимальной площади. С другой стороны, развитие этих тенденций приводит к возникновению зональных требований, действие которых по соображениям соразмерности направлено на ограничение площади строительного участка или высоты строящегося здания, или на то и на другое. Зональные нормы, как правило, основаны на требованиях эстетического характера, таких, например, как нецелесообразности застройки свободных участков города или уже сложившегося образования городского типа зданиями и сооружениями неограниченной высоты и максимальной площади плана первого этажа. В результате реализации новой застройки в условиях сложившейся планировочной структуры возникает деление города на треугольные или трапецеидальные строительные площадки, используемые под застройку; вот почему в итоге появляются здания, форма которых напоминает плоский утюг (рис. 4.3.3).

Несмотря на то, что геометрические параметры строительной площадки и зональные требования к планировочной структуре могут до некоторой степени оказывать влияние на решение плана здания, детальная проработка окончательной формы основывается на требованиях внутренней планировки помещений. Концепция внутренней планировки помещений заключается в организации соответствующих пространств - по размеру, форме, оборудованию или мебели и, конечно, качеству - для обеспечения деятельности, а также перемещения людей и материалов по установленным маршрутам. Всему разнообразию и сложности планов зданий и сооружений соответствуют возможные решения планировочной структуры горизонтальных перемещений, основанные на выборе одной из альтернатив или их соответствующем сочетании. Первая - перемещение осуществляется из помещения, занимаемого одной сферой деятельности, непосредственно в другое; вторая - перемещение из одного помещения в другое осуществляется через третье помещение, предназначенное специально для этого. Основы разработки планировочных решений такого типа хорошо знакомы проектировщикам. При горизонтальной планировочной структуре используются решения типа пространство-к-пространству (помещение-к-помещению), коридоры с одно- или двухсторонним движением.

Иногда, в целях уменьшения отношения площади помещения, занимаемого транспортными коридорами, к площади помещений, используемых для осуществления полезной деятельности, планировочное решение здания включает комбинированные структуры транспортных коридоров с двусторонним движением. Подобный тип планировочных решений в особенности характерен для таких зданий, как школы, лабораторные корпуса и больницы, где эффективность и экономичность производства строительных работ - показатели первостепенной важности. Коридорно-кольцевая форма планировочного решения этой модели была разработана для зданий больниц; ее иногда называют "беговая дорожка", так как движение организовано по кругу. Большая часть зданий, конструкция которых включает внутреннее ядро с лифтовыми шахтами и другими элементами систем инженерно-технического обслуживания, также имеют подобное решение плана (рис. 4.3.4). Влияние вертикальных конструктивных форм на указанные архитектурно-планировочные концепции осуществляется по двум направлениям. Конструкция может определять планировочную концепцию, подобно тому, как использование несущих стеновых элементов определяет ячеистую повторяющуюся компоновку комнат зданий гостиниц или жилых комплексов. Конструкция также может оставлять свободной организацию внутреннего пространства, как, например, в административном здании, предназначенном для сдачи во временную аренду (рис. 4.3.5).

К основным требованиям при проектировании зданий и сооружений различного многофункционального назначения следует отнести требования по обеспечению кратчайших и свободных путей эвакуации; препятствия, создаваемые конструктивными элемента коридорах массового перемещения, весьма нежелательны. Если в соответствии с изменением функционального назначения помещения, можно изменить проектное положение перегородок, то пути эвакуации обычно сохраняются в первоначальной планировке. Поэтому, определение маршрута эвакуации на основе компоновки конструктивных элементов, которые по своей природе остаются в проектном положении на протяжении всего срока службы здания, можно считать наиболее разумным подходом.

Архитектор, кроме организации пространства в горизонтальной плоскости, стоит перед проблемой расстановки вертикальных размеров, и, для любого здания выше одного этажа, он должен предусмотреть системы вертикальных коммуникаций. Высота здания относится к показателям, важным при проектировании сейсмостойких конструкций, и определяется количеством этажей и высотой каждого этажа. Количество этажей, в свою очередь, определяется на основе анализа различных факторов, таких, как размер строительной площадки, стоимость строительства, полезная площадь здания. Высота между этажами определяется эксплуатационными требованиями или соображениями экономического характера; минимальные затраты, необходимые для осуществления определенных видов деятельности обычно определяются по соответствующим нормам. В ходе принятия предварительного решения о проектировании многоэтажного здания следует также определить поэтажную планировку путей эвакуации между отдельными этажами. Включение в архитектурно-планировочную схему конструкций мезонинов, галерей и других подобных элементов требует более высоких потолков, широких пролетов, консолей, переходных мостиков и прочих деталей, которые не всегда целесообразны, поскольку являются источником конструктивной разрезности и неуравновешенности системы.

Лестничные клетки в конструкции зданий имеют фиксированное положение и могут являться сосредоточением локальной жесткости и воспринимать несоразмерную часть воздействующих сейсмических нагрузок. Иногда это является отрицательным, поскольку лестничные клетки представляют важный элемент конструкции здания с точки зрения обеспечения безопасности тех, кто в нем живет или работает; поэтому, в случае пожара или землетрясения, они должны оставаться неповрежденными. Лестничная клетка может создать проем или разрыв сплошности в конструкции диафрагмы перекрытия, если не предусмотреть ее размещение вне горизонтальной диафрагмы. Обычно лифты рассматривают как шахты, огражденные стеновыми перегородками, но иногда требования к проектированию лифтовых подъемников предусматривают отверстие в перекрытии с соответствующим разрывом горизонтальной диафрагмы. Стеновые перегородки, ограждающие шахту, могут составлять часть вертикальной или поперечной конструкции здания; однако этого может не быть, если лифтовая кабина имеет подвеску в верхней части и для перемещения требуются только направляющие рельсы. Таким образом, в диапазоне конструктивных ограничений имеется широкая возможность принятия разнообразных решений. На принятие решений основное влияние оказывают эстетические и стилистические факторы. В качестве примера влияния стиля можно привести хорошо известное формальное течение, распространенное во многих странах мира, для которого характерно создание простых прямолинейных форм многоэтажных зданий, преимущественно административных. Эта тенденция наблюдалась с 1950 по 1965 г. Истоки этого течения можно проследить в том периоде развития архитектуры, который находился под сильным влиянием крупных архитектурных авторитетов; оно обусловлено влиянием формы, а не экономическими, климатическими или конструктивными факторами и фактически не принимает во внимание климатических особенностей, которые требуют создания различных фасадов в зависимости от уровня инсоляции.

Прямолинейность формы здания представляет концепцию восприятия здания в качестве простого геометрического элемента, в пределах которого включены (но не выражены в архитектурном смысле) функциональные элементы. Противоположное направление в архитектуре призывает воспринимать здание как сосредоточение элементов, каждый из которых имеет свое формальное отражение. Последнее направление является сильным импульсом для многих проектировщиков и прямоугольная форма здания (коробка) сейчас не пользуется популярностью. Но при этом, многие здания включают элементы, спроектированные в соответствии с обеими концепциями; однако здания и сооружения, эстетическое восприятие которых особенно важно, имеют архитектурные решения без каких-либо компромиссов.

Развитие конфигурации административных зданий в США. Административное здание как тип появилось в СШАв начале XIXв. Архитектурное решение планов этих зданий прошло четыре этапа. Описание, представленное в настоящей главе, умышленно упрощено, так как распределение по категориям основано лишь на тех аспектах, которые оказывают наибольшее влияние на пространственную форму здания (рис. 4.3.6).

Первый этап развития архитектурной формы административных зданий продолжался до начала 1940-х гг. В течение этого периода, для которого характерен рост объемов управленческой работы, конфигурация зданий в большей степени определялась параметрами естественной вентиляции и, что наиболее важно, необходимостью в дневном свете. В то время уже существовала принудительная вентиляция, а искусственное охлаждение помещений еще нет; приток воздуха поступал через открываемые окна, а в жаркий период лета дополнительно включались вентиляторы. Электрическое освещение в административных учреждениях появилось в начале XXв., лампы накаливаниябыли неэкономичны и выделяли очень большое количество тепла. К 1940 г. появились первые лампы дневного света, но до этого времени естественное дневное освещение было основным источником света в помещениях. Эти факторы накладывали определенные ограничения на ширину здания в плане, а для внутренней планировочной структуры помещений, в основном, принималась схема транспортных коридоров с движением в обе стороны. Поскольку административные здания строились, как правило, в районах сложившейся городской застройки, то уже тогда влияние, оказываемое увеличивающейся стоимостью земли, было довольно значительным. Появление подъемных лифтов позволило существенно увеличить этажность зданий, но они по-прежнему оставались узкими в плане. Для создания определенного светового и воздушного режимов в условиях небольших городских районов планировочные решения зданий включали узкие многочисленные корпуса (крылья) или световые колодцы, которые на относительно больших территориях могли превращаться во внутренние дворики. Такой тип планировки был характерен для административных зданий в течение длительного времени, а форма, являясь традиционной для общественных и учебных зданий, в Европе была усовершенствована до чрезвычайно высокого функционального и эстетического уровня. В городах, подобных Нью-Йорку, перенаселенность вызвала необходимость создания так называемого вторичного элемента конфигурации, который стал характерной деталью архитектурно-планировочных решений многих зданий: это - уступы, основные положения возведения которых включены в строительные нормы в целях сохранена требуемой освещенности и воздушного режима на улицах и между прилегающими зданиями.

Второй этап развития форм является результатом взаимодействия экономического, технологических и эстетического факторов. Экономический фактор определяет стремление наиболее рентабельно использовать территорию застраиваемого участка. В результате такого решения узкие традиционные крылья зданий, которые ограничивали площадь используемого строительного участка и отличались большим количеством внутренних и наружных углов, стали нерациональными. Наряду с этим, усилились требования заказчиков на строительство просторных помещений, которые могли бы соответствовать новой организации рабочих мест административных учреждений. Факторами технологического характера, которые дали возможность строить здания и сооружения с большими внутренними пространствами, являются создание эффективных систем кондиционирования воздуха и создание эффективных ламп дневного света, которые, при достаточно умеренных затратах, могли освещать рабочие места, удаленные от оконных проемов. Кроме этого, следует упомянуть о влиянии, оказанном бурно развивающейся в то время отраслью энергетики. Значимость эстетических факторов по-прежнему представляет спорный вопрос. Современные направления в архитектуре и влияния, оказываемые великими европейскими мастерами, такими, как Мис ван дер Роэ и Ле Корбюзье, усилили готическую ценность простоты решения фасадов зданий и ввели в архитектурно-планировочные решения простые кубические очертания элементов. К 1940-м гг. многие талантливые архитекторы и зодчие считали, что прямолинейность форм и отсутствие каких-либо архитектурных украшений представляют единственно приемлемый стиль, отвечающий духу времени, и после второй мировой войны здания такого типа начали появляться во всех уголках земного шара.

В начале 1950-х гг. в Нью-Йорке были построены здание Организации Объединенных Наций и здание Левер Бразерс Билдинг. Форма этих зданий отвечала новым требованиям в отношении помещений административных зданий, и впоследствии была повторена почти в каждом крупном городе мира.

Рис. 4.3.6. Четыре этапа развития проектирования административных зданий

а - здание Александр Билдинг, Сан-Франциско, 1920; б - здание Гваранти Билдинг Буффало, 1895; в - здание Алкоа Билдинг, Сан-Франциско, 1968; г - здание Пеннизойл Плейс, Хьюстон, 1976; д - административное здание, Сакраменто, 1979

Важно отметить, что в то время такое решение соответствовало новым эстетическим представлениям, новым инженерным и экономическим потребностям застраиваемых городов, и, кроме того, отличалось простотой воспроизводимости. Осуществление на практике такой конфигурации непроизвольно оказало большое влияние на развитие сейсмостойкого проектирования. Простая кубическая форма здания привела к необходимости исключения из практики строительного производства традиционных ступенчатых форм многоэтажных зданий, что в свою очередь способствовало пересмотру норм сейсмостойкого строительства в отношении проектирования уступов. В результате в нормах была принята открытая зона в уровне нижнего этажа при отсутствии архитектурных уступов и высоте здания, ограничиваемая только потребностями заказчика. Открытая зона, часто создаваемая за счет установки коробки здания на колонны, имеющая нередко застекленный вестибюль на уровне нижнего этажа, сама по себе являлась выражением одной из догм современного направления в архитектуре, предложенной Ле Корбюзье. Впоследствии такое конструктивное решение было принято при проектировании сейсмостойких зданий и сооружений, и выражалось в создании гибких первых этажей, когда основная конструкция не доходила до уровня фундамента, или каким-либо другим способом обеспечивалась разрезность жесткости несущих элементов в уровне второго этажа. В то же время исключение из конструкции зданий архитектурных уступов также имело положительный результат с точки зрения сейсмостойкого проектирования. В конце 1940-х гг. изменился ряд нормативных положений, касающихся сейсмостойкого строительства (было разрешено использование сплошного остекления вместо заполнения между колоннами в виде кирпичной кладки или железобетонных перегородок). Стали применяться навесные стеновые панели, которые, в сочетании с гибкими каркасными конструкциями, вызвали серьезные проблемы в зонах сейсмической активности в связи с возможностью разрушения ненесущих элементов в зданиях средней и повышенной этажности.

Начало третьего этапа проектирования административных зданий можно отнести к середине 1960-х гг., и его элементы присутствуют в современной архитектуре. Стремление к созданию чистой геометрической формы получило дальнейшее развитие. Наиболее примечательным является использование наклонных плоскостей под углом до 45° (рис. 4.3.7), применение призматической формы с отражающим стеклом, которое улучшает тепловой режим здания. Эти формы достигают более высокой степени геометрической абстракции в 1950-х и 1960-х гг. В наши дни для проектирования административных зданий характерна модификация форм с учетом возросших требований экономии энергии на основе признания того факта, что ранее построенные здания этому требованию не отвечают. В особенности это относится к режимам освещенности помещений: стоимость освещения большинства внутренних помещений сравнительно высока, но, кроме этого, требуются дополнительные затраты для систем кондиционирования воздуха. Одновременно с этими недостатками технологического и экономического характера, вызывает недовольство сам тип административного здания и оформление его интерьеров в виде просторных помещений с мягким, но не всегда удобным освещением.

Рис. 4.3.7. Здания призматической формы, облицованные отражающим стеклом

Четвертый этап характеризуется возвращением к фрагментарным формам меньшего масштаба, которые применялись в начальной и развития. Снова появляются здания узкие в плане, в большей степени соответствующие использованию естественного освещения помещений, внутренние дворики, световые колодцы, фонари верхнего света. Многоэтажные массивные здания превращаются в более мелкие и близкие к человеческому масштабу дома. В настоящее время крупноразмерные призматические формы создаются только для наиболее престижных административных учреждений, находящихся в ведении крупных корпораций, а на пути к реализации находится энергетически экономная городская среда немонументального, человеческого масштаба.

Определение конфигурации компьютера

Лабораторная работа

Информатика, кибернетика и программирование

Возможности программы - определение процессоров и сопроцессоров фирм Intel AMD Cyrix VIA Centaur IDT Rise Transmeta NexGen UMC IBM Texas Instruments CT IIT ULSI National Semiconductor SiS; - определение тактовой частоты процессора коэффициента умножения и частоты системной шины определение оригинальной без учета разгона частоты процессора типа разъема slot socket и типа упаковки Platform ID процессора определение поддерживаемых процессором возможностей MMX SSE SSE2 SSE3 3DNow 3DNow Extensions и другое...

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНФИГУРАЦИИ КОМПЬЮТЕРА

Цель работы: изучить основные методы и средства для определения конфигурации ПК, получить представление о преимуществах и недостатках различных способов получения информации об аппаратных средствах компьютера

Для выполнения лабораторной работы требуется определить конфигурацию ПК, используя стандартное программное обеспечение и одну из программ тестирования на свой выбор.

Краткие теоретические сведения

Встроенные средства операционной системы Windows

Список устройств, установленных в системе можно получить, используя стандартный менеджер оборудования:

Необходимо последовательно выполнить следующие действия: Пуск  Настройка  Панель управления  Система

Открытое в результате выполненных действий диалоговое окно Система имеет семь вкладок.

1. «Общие» - вкладка предназначена для предоставления данных об установленной операционной системе, об активном пользователе, серийном номере, торговой марки центрального процессора и о количестве установленной оперативной памяти. Эта вкладка также доступна при нажатии комбинации клавиш +.
2. Имя компьютера - отображает имя компьютера, рабочую группу и домен (если они заданы), которым он принадлежит. Вкладка также позволяет изменить данные параметры.
3. «Оборудование» – на вкладке располагаются средства установки оборудования, выбор действий при обнаружении новых устройств (средство «подписывание драйверов»). Для просмотра списка установленного оборудования служит средство «Диспетчер устройств». Мастер предназначен для предоставления данных обо всех установленных устройствах, таких как используемые драйвера, прерывания, адреса памяти, каналы DMA и т.д. и их настройки. Также на данной вкладке находится средство « Профили оборудования », которое позволяет устанавливать и хранить различные конфигурации оборудования.
4. «Дополнительно» – вкладка включает три средства. « Быстродействие» - предназначено для предоставления информации об установленной оперативной памяти, активизации различных режимов, например, 32 разрядной поддержки со стороны файловой системы и т. п. В версии Windows XP данное средство обеспечивает настройку визуальных эффектов для увеличения скорости работы или улучшения внешнего вида интерфейса операционной системы. Кроме того, мастер позволяет настроить размер файла подкачки и оптимизировать работу процессора и оперативной памяти.

Данная вкладка также включает средство настройки «Профили пользователей», таких как параметры рабочего стола, списка доступных программ и т.п. Еще одно средство, доступное из этой вкладки - «Загрузка и восстановление», позволяет просматривать и редактировать список операционных систем и назначать действия при отказе системы.

1. «Автоматическое обновление» позволяет настроить параметры обновления Windows Update.
2. «Удаленное использование» включает средства настройки удаленного доступа к данному ПК для управления и настройки.
3. «Восстановление системы» - вкладка для настройки контроля за изменением системы и возможностью отмены нежелательных изменений.

Для определения моделей и типов подключенных устройств используется закладка «Диспетчер устройств». Имеется два варианта отображения информации об установленных устройствах.

1. Устройства по типам - при указании этого режима установленные устройства разделяются на типы. Опишем некоторые пункты:

Дисковые накопители - в этом пункте отражается количество установленных винчестеров с интерфейсом IDE, а также дисководов для гибких дисков (для операционных систем Windows 98 или Me). Если же используется Windows 2000 или Windows XP в этом пункте отражается название модели установленного жесткого диска.

Контроллеры SCSI и RAID - в этой папке отображены контроллеры, используемые для подключения жестких дисков, сканеров и т. д. Иногда здесь оставляют запись программы виртуальных дисков, например Paragon CD Emulator

Сетевые платы - здесь указана модель сетевой платы. Если имеется подключение к сети Интернет, здесь же будет указан Контроллер удаленного доступа, который в принципе не является реальным устройством.

Системные устройства - здесь указаны все устройства, размещенные на материнской плате, такие как системный динамик, BIOS, CMOS и т.д.. В этом пункте нет информации о модели материнской платы,. Однако имеется некоторая информация о микросхемах, используемых в чипсете.

2. Устройства по подключению - при указании этого режима можно получить ту же информации об установленных устройствах, только последовательность ее отображения будет изменена. В результате, можно узнать, какие устройства подключены к шине PCI или к контроллеру IDE.

Название модели подключенного принтера можно найти, выполнив последовательность Пуск  Настройка  Принтеры.

Некоторую информацию о подключенных джойстиках можно получить в Панели управления, пункт Игровые устройства.

Объем жесткого диска определяется из пункта Свойства контекстного меню жесткого диска (вызывается из окна «Мой компьютер» или Проводника правой кнопкой мыши).

Тактовая частота центрального процессора определяется при включении или перезагрузке ПК в свойствах BIOS.

Программы тестирования внешних производителей

Программы для тестирования компьютера в основном предназначены для проверки стабильности работы как отдельных его компонентов, так и всей системы в целом, а также для оценки производительности и сравнении результатов тестирования с другими компьютерами/компонентами. Также в подобных программах имеются дополнительные возможности для правильной оценки качества работы компьютера в целом или отдельного конкретного его компонента. Это позволяет получить полный отчет о компьютере и/или его отдельных компонентах.

Большая часть существующих тестовых программ являются синтетическими, при этом на реальных задачах (особенно, архивирование данных) компьютер может показывать немного худшие результаты. Иногда очень сложно найти компромисс между реальной производительностью и показателями тестов, поэтому для сравнения с другими результатами используют некоторый усредненный показатель, который позволяет хотя бы относительно судить о скорости работы конкретной системы.

Существует огромное количество разнообразных программ, которые могут быть как универсальными, т. е. предназначенными для тестирования всех систем ПК, так и для работы со строго определенными типами устройств, например, жестким диском или центральным процессором.

Рассмотрим наиболее популярные средства определения конфигурации ПК.

1. Программа Sisoft Sandra

Программное средство анализа и диагностики аппаратных средств ПК фирмы Catalin - Adrian Silasi - SiSoft Sandra Professional скриншот программы на рис.1

SiSoft Sandra (" System Analyser , Diagnostic and Reporting Assistant ") - утилита для сбора информации и диагностики системы, написанная под Win 32" s . Предлагаемая информация о состоянии системы и настройки Plug-and-Play устройств является, по мнению авторов, наиболее полной, т.к. в нее включены не документированные источники информации. SiSoft Sandra - это 32-х разрядное приложение, которое пользуется преимуществом всех усовершенствований, разработанных для операционных систем MS Windows.

Программа предоставляет возможность работы с 4 видами модулей:

Information Modules . - в этом окне имеются модули, при помощи которых можно узнать информацию об установленных устройствах. Например, при выборе информационного модуля Mainboard Information можно узнать модель материнской платы и тип применяемого чипсета, частоту системной шины, тип установленных модулей памяти и многое другое.

Benchmarking Modules - в этом окне содержатся модули, предназначенные для тщательной проверки производительности каждого из установленных устройств, а также для сравнения скорости их работы с эталонными показателями других моделей.

Listing Modules - в этом окне содержатся ссылки на все текстовые файлы, доступные для чтения в обычном режиме, т. е. без дополнительной дешифрации. Это позволяет убедится в загрузке определенных драйверов в память компьютера и т. п.

Testing Modules - в этом окне имеются модули, позволяющие протестировать компьютер по основным параметрам, таким как отсутствие конфликтов каналов DMA, прерываний и т. п.

2. Программа H winfo 32

Hardware Info предназнчена для определения компонентов персонального компьютера: после эталонных тестов на экран будет выведена очень подробная информация о процессоре, материнской плате, винчестере, видеокарте, оперативной памяти, PCI-устройствах, мониторе, аудио- и сетевом контроллере, портах и так далее. Кроме того, HWiNFO снимает показатели интегрированных в систему датчиков, предназначенных для измерения температуры процессора, скорости вращения вентиляторов и т.п. При необходимости можно также провести и сравнительный анализ быстродействия как всего ПК в целом, так и отдельных его устройств – например, жесткого диска или CPU. Утилита выпускается в двух версиях, адаптированных для работы под управлением операционной системы DOS или Windows 9х/ME/NT/2000/XP. Прочие особенности HWiNFO перечислены ниже:

3. Программа A ida 32

Информация, которую предоставляет AIDA32, сгруппированна по вкладкам. Каждая вкладка, в свою очередь, зачастую имеет несколько своих внутренних разделов, содержащих более специфичную информацию. Самих информационных вкладок в программе 15:

Summary - сводная информация о системе.

Motherboard - подробная информация о процессоре, его текущей загрузке, материнской плате, памяти, чипсете, BIOS.

OS - подробная информация об операционной системе, включая список текущих процессов и dll-файлов.

Video - информация о видеоподсистеме, включая монитор, DirectX и OpenGL.

Multimedia - информация о мультимедийных устроствах

Drives - информация о накопителях.

Input - информация об устройствах ввода.

Devices - информация обо всех устройствах. Возможен просмотр устройств в представлении Windows, а также по способу подключения.

Network - информация о сети, включая сетевые ресурсы, список почтовых аккаунтов, cookie Internet Explorer"а, и т.п.

Software - список установленного программного обеспечения, автозапускающихся программ, а также зарегистрированных типов файлов.

Files - конфигурационные файлы.

Config - список переменных окружения и содержание панели управления.

Misc - информация об управлении питанием, DMI, ODBC, и т.п.

Tools- создание отчета о системе с возможностью отсылки его по электронной почте, дамп содержимого BIOS, Video BIOS, IDE, PCI.

4. Программа ASTRA 32

ASTRA32 - Advanced System Information Tool. Программа определения конфигурации компьютера. Позволяет получить подробную информацию (в том числе недокументированную) о процессоре, кэше, материнской плате, жестких дисках, CD/DVD, SCSI устройствах, модулях памяти, чипсете, BIOS, PCI/AGP, USB и ISA/PnP устройствах, DMI/SMBIOS, мониторе, видеокарте, звуковой и сетевой карте, принтере, установленных программах и многом другом. Создание файла-отчета, возможность экспорта данных в программы учета вычислительной техники. Возможность работы в режиме командной строки.

Возможности программы

Определение процессоров и сопроцессоров фирм Intel, AMD, Cyrix, VIA, Centaur/IDT, Rise, Transmeta, NexGen, UMC, IBM, Texas Instruments, C&T, IIT, ULSI, National Semiconductor, SiS;

Определение тактовой частоты процессора, коэффициента умножения и частоты системной шины, определение оригинальной (без учета разгона) частоты процессора, типа разъема (slot, socket) и типа упаковки (Platform ID) процессора, определение поддерживаемых процессором возможностей (MMX, SSE, SSE2, SSE3, 3DNow!, 3DNow! Extensions и другое), размера и параметров кэша

Определение производителя материнской платы и URL сайта, определение производителя, даты и версии BIOS, определение производителя и модели чипсета

Определение модели и емкости ATA/ATAPI устройств (винчестеры, CD/DVD устройства, ZIP накопители). Определение PIO, DMA и UltraDMA режимов (в том числе активных в данной конфигурации). Работа с ATA/ATAPI устройствами на внешних UDMA/SATA контроллерах. Определение скорости чтения/записи CD приводов определение SCSI устройств (винчестеры, CD приводы, сканеры, стримеры) и их параметров (имя устройства, тип, размер, серийный номер, температура, размер буфера, скорость вращения винчестеров и другое) чтение SPD информации из модулей памяти (объем, тип, производитель, скоростные характеристики и многое другое)

Определение PCI/AGP/PCI-X/PCI-E/PCMCIA, ISA/PnP устройств и используемых ими ресурсов.

Определение USB устройств (производитель, модель, серийный номер, версия, скорость и другое).

Поддержка стандарта DMI/SMBIOS, в т.ч. определение названия системы, модели материнской платы, параметров BIOS, процессора, кэша, подсистемы памяти, вывод информации о слотах и портах материнской платы

Определение производителя и названия видеокарты, размера видеопамяти определение типа звуковой карты, модема, сетевой карты, LPT/PnP устройств (принтеры, сканеры) и многое другое

Информация о Windows, установленных программах и обновлениях

Создание файла-отчета в текстовом и INI формате, возможность работы в режиме командной строки

Возможность импорта отчетов в различные программы учета компьютеров на предприятии («Hardware Inspector», «JoyStock», «Учет и контроль компьютеров в сети», «Токен КомпьюЛиб»).

Большинство программ тестирования также доступны в версии для DOS , что является удобным, так как дает возможность выполнять загрузку с дискеты, компакт-диска или другого устройства (например USB -диска) и не устанавливать дополнительного программного обеспечения на рабочую систему. Так же использование таких версий является незаменимым при определении конфигурации ПК без установленного программного обеспечения.

Результаты тестирования могут отличаться от эталонных показателей, заявленных производителем. Это связано с тем, что, например, скорость работы центрального процессора значительно зависит от того, какая материнская плата используется в компьютере и т. п. Поэтому в журнальных статьях, посвященных тестированию, например, нового процессора обязательно описывается конфигурация компьютера, на котором производилось тестирование. Иногда один и тот же процессор испытывают на разных материнских платах или параллельно приводят результаты тестирования более старого процессора на той же модели материнской платы. Стоит также отметить, что тестовые программы выдают пиковые показатели скорости работы, которая может быть достигнута при хорошей оптимизации программного обеспечения. Таких программ почти не существует, поэтому результаты тестов нужно принимать как относительные.

Другой фактор, влияющий на конечный результат, - оптимизация программного кода тестовой программы под один из наборов SIMD. Например, если применяется набор инструкций SSE2, то процессор Pentium покажет значительно более высокие показатели, чем процессор Athlon. И, наоборот, при использовании набора инструкций 3DNow! Обязательно выиграет процессор Athlon. Для того чтобы получить правдоподобный результат, необходимо отключить все возможные параметры оптимизации и использовать только основной вычислительный центр процессора. В этом случае результаты тестирования будут наиболее близкими к реальным показателям производительности.

Наилучшим вариантом является использование тестовых программ независимых производителей, например, компании Standard Performance Evaluation Corporation (SPEC), которая предлагает пользователям программное обеспечение для оценки производительности как профессиональных компьютеров, так и компьютеров для домашнего использования. Некоторые версии тестовых программ доступны для свободного "скачивания" на официальном сайте компании (http://www.spec.org/).

Порядок выполнения работы

1. Выполнить анализ конфигурации выделенного компьютера при помощи встроенных средств Windows и программы тестирования.
2. Подготовить и защитить отчет.

Требования к оформлению отчета

Отчет по лабораторной работе должен содержать следующие разделы:

1. Задание по лабораторной работе.
2. Таблица конфигурации ПК
3. Выводы по проделанной работе.

Основные контрольные вопросы

1. Для чего необходимо точное знание конфигурации ПК?
2. Какую информацию можно получить, используя стандартные средства Windows ?
3. Чем отличаются режимы отображения информации об установленных устройствах По типам и По подключению?
4. Какие программы тестирования аппаратных и программных средств ПК Вы знаете, в чем их отличия?

1. Трасковский А. В. Устройство, модернизация, ремонт IBM PC .- СПб.: БХВ-Петербург, 2003.
2. Касперски К. ПК. Решение проблем.

Как обозначить конфигурацию соединения, чтобы по названию можно было изобразить пространственное расположение групп у хирального атома углерода? Для этого используют R,S -систему, предложенную К. Ингольдом, Р. Каном, З. Прелогом. R,S -система основана на определении старшинства заместителей вокруг хирального центра. Старшинство групп определяется следующим образом:

1). Атом с большим атомным номером является старшим относительно атома с меньшим атомным номером.

2). Если непосредственно соединенные с углеродом С* атомы одинаковы, то необходимо рассмотреть старшинство последующих атомов.

Например, как определить старшую из групп: -C 2 Н 5 и СН(СН 3) 2 в соединении

В этильной группе за атомом, соединённым с хиральным центром, следуют Н, Н и С, а в изопропильной группе - Н, С и С. Сравнивая эти группы между собой, устанавливаем, что изопропильная группа старше, чем этильная.

3). Если хиральный углерод С* соединён с атомом, имеющим кратную связь, то связи этого атома следует представить как простые связи.

4). Для того, чтобы установить конфигурацию молекулы, её располагают так, чтобы связь хирального центра с младшей группой под номером 4 была направлена от наблюдателя, и определяют расположение оставшихся групп (рис. 2.6).

Рис. 2.6. Определение R,S -конфигураций

Если старшинство групп убывает (1®2®3) по часовой стрелке, то конфигурация хирального центра определяется как R (от латинского слова “rectus” - правый). Если старшинство заместителей убывает против часовой стрелки, то конфигурация хирального центра - S (от латинского “sinister” - левый).

Знак оптического вращения (+) или (-) определяется экспериментально и не связан с обозначением конфигурации (R ) или (S ). Например, правовращающий 2-бутанол имеет (S )-конфигурацию.

Для того, чтобы определить конфигурацию соединения, изображённого проекционной формулой Фишера поступают следующим образом.

1). Выполняют чётное число перестановок заместителей у хирального центра (нечётное число перестановок приведёт к энантиомеру) так, чтобы младший заместитель под номером 4 оказался вверху или внизу.

2). Определяют расположение оставшихся групп, обходя их в порядке убывания старшинства. Если старшинство заместителей убывает по часовой стрелке, то исходную конфигурацию определяют как R -конфигурацию, если против часовой стрелки, то конфигурацию определяют как S -конфигурацию.

Если преобразовать проекционную формулу непросто, можно установить порядок уменьшения старшинства, отбросив младший заместитель, стоящий сбоку, но выбрать для обозначения конфигурации «обратный» символ. Например, в исходном соединении

отбросив младший заместитель (H), устанавливаем порядок уменьшения старшинства: 1→2→3. Получаем обозначение (S ), меняем его на (R ) и получаем правильное название: (R )-2-хлорэтансульфоновая кислота.

8.4. Методы определения конфигурации

8.4.1. Определение абсолютной конфигурации

Для определения абсолютной конфигурации применяются два метода: экспериментальное исследование аномальной дифракции рентгеновских лучей на ядрах тяжелых атомов и теоретический расчет величины оптического вращения.

Благодаря тому, что рентгеновские лучи при прохождении через кристаллы дают дифракционную картину, метод рентгено-структурного анализа (РСА) широко используется для установления строения химических соединений. Когда дифракция происходит на электронных оболочках легких атомов (C,H,N,O,F,Cl), характер наблюдаемой интерференциальной картины определяется только наличием самих ядер, но не их природой. Это объясняется тем, что легкие атомы лишь рассеивают рентгеновские лучи, но не поглощают их, и поэтому в ходе эксперимента не происходит изменения фазы рассеянного излучения.

Тяжелые атомы не только рассеивают, но и поглощают рентгеновские лучи в определенных областях кривой поглощения. Если длина волны падающего излучения совпадает с начальным слабо поглощающим участком этой кривой, то наблюдается не только обычная дифракция, но также и некоторый сдвиг по фазе рассеянного излучения, обусловленный тем, что часть его поглощается. Это явление называется аномальным рассеянием рентгеновских лучей. При наличии лишь легких атомов РСА позволяет определить межъядерные расстояния между связанными и несвязанными атомами и на их основе сделать выводы о строении данной молекулы и о наличии в ней хиральных элементов. В этом случае различить энантиомеры нельзя. Однако при наличии тяжелых атомов характер аномального рассеяния зависит не только от расстояния между атомами, но и от относительного расположения в пространстве. Явление аномальной дифракции рентгеновских лучей позволяет непосредственно определить абсолютные конфигурации молекул, содержащих тяжелые атомы, а также молекул, в которые тяжелые атомы могут быть введены в качестве специальных меток.

Впервые такой анализ был проведен Бейфутом в 1951 г, который на основании того, что Кa -излучение циркония совпадает с началом полосы поглощения рубидия, а La -излучение урана - с началом полосы поглощения брома, впервые установил абсолютную конфигурацию (+)-натрийрубидийтартрата (XXVIII) и гидробромида (-)-изолейцина (XXIX).

После установления абсолютной конфигурации соединения XXVIII выяснилось, что ранее произвольно выбранная конфигурация (+)-глицеринового альдегида, оказалось, как это ни удивительно, угаданной правильно.

В настоящее время с помощью РСА определена абсолютная конфигурация нескольких сотен соединений. Следует сказать, что анализ аномальных дифракционных картин вручную чрезвычайно трудоемкий процесс. Однако с помощью современных автоматических дифрактометров, снабженных ЭВМ, на это уходит всего несколько дней.

В 1952 г был опубликован квантово-химический расчет оптического вращения знантиомеров на примере транс-2,3-эпоксибутана (XXX). Конфигурация этого эпоксида может быть скоррелирована с конфигурацией винной кислоты и далее с глицериновым альдегидом. При этом снова обнаружилось, что ранее произвольно выбранная стереоформула D-глицеринового альдегида совершенно правильна и нет необходимости изменять принятое в литературе в течение многих лет изображение этой конфигурации.

При определении относительной конфигурации соединение с неизвестной конфигурацией соотносят с другим соединением, конфигурация которого уже известна. Рассмотрим наиболее важные из этих методов.

8.4.2.а. Химическая корреляция

Химические методы, которые могут быть использованы для установления относительных конфигураций, очень разнообразны и настолько тесно переплетены с общим материалом органической химии, что встречаются практически во всех главах этой книги, посвященных рассмотрению отдельных классов органических соединений. Поэтому здесь мы рассмотрим на нескольких примерах лишь основные принципы их применения.

Первая группа методов связана с превращением соединения с неизвестной конфигурацией в соединение с известной конфигурацией или образованием неизвестной конфигурации из известной без нарушения хирального элемента, например, хирального центра. Поскольку в ходе превращения хиральный центр не затрагивается, очевидно, что продукт должен иметь ту же конфигурацию, что и исходное соединение.

При этом вовсе не обязательно, что если неизвестное соединение относится к (R)-ряду, то и известное будет иметь (R)-конфигурацию. Например, при восстановлении (R)-1-бром-2-бутанола в 2-бутанол, не затрагивающем хиральный центр, продуктом будет (S)-изомер несмотря на то, что его конфигурация не изменилась. Это связано с тем, что группа СH 3 CH 2 определению (см. раздел 8.3.3.) младше группы BrCH 2 , но старше группы СН 3 .

Одним из многих примеров химической корреляции является установление относительной конфигурации D-галактозы (XXXI) путем ее окисления. Поскольку этот процесс приводит к образованию оптически неактивной дикарбоновой кислоты, относительная конфигурация ее четырех хиральных центров может соответствовать или структуре XXXII, или структуре XXXIII. Но дикарбоновая кислота (XXXIV), полученная из галактозы путем окислительного отщепления альдегидного атома углерода, оптически активна. Следовательно, D-галактоза имеет относительную конфигурациию, показанную формулой XXXI.

Аналогичные превращения с L-галактозой дают такие же результаты, за исключением противоположного знака оптического вращения. Следовательно, подобным путем можно выяснить лишь относительную конфигурацию исследуемых молекул (в данном случае XXXI и XXXII), но не их абсолютные конфигурации.

Ниже приведен пример конфигурационной корреляции (+)-винной кислоты с (+)-(R)-глицериновым альдегидом на основе превращений, не затрагивающих асимметрический центр.

Вторая группа методов химической корреляции основана на превращении при хиральном центре, механизм которого точно известен. Так, реакция S N 2 происходит с обращением (инверсией) конфигурации реакционного центра (см.гл.9). С помощью последовательности таких реакций конфигурация (+)-молочной кислоты была скоррелирована с конфигурацией (S)-(+)-аланина.

Следует подчеркнуть, что понятие "обращение" или "сохранение" конфигурации применимо и к ахиральным реакционным центрам и служит для указания конкретного механизма реакции. Однако, когда речь идет об абсолютных конфигурациях хиральных реакционных центров (которые определяются правилами последовательного старшинства в рамках R,S-номенклатуры), привлекать понятия "обращение" или "сохранение" конфигурации нет смысла, т.к. та или иная конфигурация определяется только старшинством заместителей, и изменение старшинства в результате замещения одной из групп не обязано совпадать с реальной пространственной ориентацией его вступления в молекулу, например:

К третьей группе относятся биохимические методы. В ряду одного класса соединений, например, аминокислот, определенный фермент атакует молекулы только одной конфигурации. Если какой-то фермент, скажем, атакует только (S)-аминокислоты, не трогая (R)-форму, и это экспериментально установлено на ряде примеров, то еще одна аминокислота, подвергающаяся действию того же фермента, должна принадлежать к (S)-ряду.

Если ваша программа работает с устройствами компьютера на низком уровне или использует какие-либо аппаратные особенности периферии, она должна "уметь" определять конфигурацию аппаратных средств.

В настоящее время выпускается много различных моделей персональных компьютеров и серверных платформ. В компьютере могут быть установлены процессоры различных моделей и различные версии BIOS . Что же касается номенклатуры периферийных устройств, таких как сетевые контроллеры, видеоадаптеры, сетевые и звуковые адаптеры и т.д., то она практически безгранична.

Конфигурация аппаратных средств записывается в область данных BIOS и в энергонезависимую память CMOS специальной программой BIOS Setup .

BIOS

(слайд №2)

Базовая система ввода-вывода (BIOS - Basic Input/Output System )- это программный интерфейс между программами и оборудованием ПЭВМ .BIOS изолирует операционную систему и прикладные программы от аппаратных особенностей конкретных устройств и позволяет программистам, пишущим на языках ассемблера, Си и т.п. , выполнять операции ввода-вывода, не заботясь об адресах устройств или их аппаратных характеристиках. Кроме того,BIOS обеспечивает ряд системных услуг, например, позволяет узнать размер памяти ПЭВМ или текущее время дня.

Рекомендуется использовать запросы к BIOS вместо прямой манипуляции портами ввода-вывода при написании как системных, так и прикладных программ .Программирование на уровне BIOS уменьшает зависимость программ от изменения параметров оборудования ПЭВМ и, тем самым, повышает их мобильность.

После включения компьютера BIOS за несколько секунд выполняет проверку практически всех компонентов системы.

BIOS в своем нынешнем виде существует уже около 15 лет, и до сих пор ее работа не вызывает нареканий. Тем не менее, у этой системы уже есть преемник - EFI (Extensible Firmware Interface) . Данный интерфейс поддерживает 64-битные системы , благодаря чему совместим и с компьютерами следующего поколения . Кроме того, обладающий графической оболочкой EFI обеспечивает возможность более простого конфигурирования ПК . Однако до сих пор эта новая технология проверки встречается только на компьютерах Macintosh и лишь немногих обычных ПК.

После включения питания ПК к работе приступает первая составляющая BIOS - программа самотестирования POST (Power On Self Test) . Она проверяет корректность функционирования основных аппаратных компонентов ПК. После этого BIOS инициализирует чипсет компьютера.

Сначала система выполняет сброс центрального процессора , запрещая линии немаскируемых прерываний в нем (Non-Maskable Interrupt).

Почти одновременно с этим, как только поступает напряжение , выполняется аналогичная процедура для клавиатурного контроллера . На этапе Reset Determination (определение способа) BIOS проверяет, можно ли ограничиться только программным сбросом. Для этого считываются соответствующие биты в контроллере клавиатуры. Преимущество программного сброса заключается в том, что он выполняется на несколько миллисекунд быстрее.

Теперь BIOS осуществляет самопроверку , выполняя подсчет контрольной суммы на основе всех битов микросхемы своего ПЗУ . В сумме с определенной заданной величиной должно получиться значение «00» .

Далее компьютер посылает контроллеру клавиатуры команду, которая вызывает выполнение следующего теста и выделяет буфер для программных команд . В него BIOS записывает командный байт, проверяя, таким образом, встроенный контроллер клавиатуры .

Далее выполняется проверка CMOS-чипа (Complementary Metal Oxide Semiconductor) , в котором хранятся пользовательские настройки BIOS . Эти конфигурационные файлы считываются при каждом запуске системы. Сохранность данных и настроек в чипе зависит от того, подключена ли питающая его батарея.

Система тестирует также контрольную сумму микросхемы CMOS . Эта операция нацелена , прежде всего, на выявление неисправности батареи : при длительном сроке службы она будет не в состоянии обеспечить определенные компоненты микросхемы достаточным напряжением. Первые признаки неисправности - сброс пользовательских настроек BIOS и системного времени .

(слайд №3)

Затем POST тестирует работоспособность таймера , отвечающего за корректное распределение аппаратных прерываний (IRQ, Interrupt Request ) . Запрос на такое действие - команда, посылаемая процессору жестким диском или видеоплатой с целью оповестить CPU о наличии данных, подлежащих обработке. При этом с момента поступления запроса до начала обработки данных проходит определенный промежуток времени, который называется задержкой прерывания .

После этого BIOS готовит к работе таблицу векторов прерываний и загружает пользовательские настройки в память CMOS . Запросы на прерывание вначале обрабатываются программируемым контроллером прерывания , который затем передает их процессору . CPU останавливает выполнение текущей команды и в ответ направляет сигнал подтверждения .

Процессор считывает из контроллера номер соответствующего прерывания (вектора) и использует его в качестве индекса в таблице. В ней содержатся инструкции, предусмотренные для каждого отдельного прерывания , - например, определенное действие по обслуживанию какого либо устройства.

Поскольку количество свободных прерываний в системе ограничено, в современном компьютере несколько устройств располагаются на одной линии прерывания (Interrupt Sharing). В этом случае обработчик должен запускать на выполнение драйверы всех устройств, от которых мог поступить запрос. Это может вызвать проблемы, если написанный с ошибками драйвер слишком долго имеет статус активного. Другое устройство данной линии прерывания выполняет в это время запись информации в буфер, который в определенный момент окажется переполненным, что может привести к потере данных. Поэтому в современных ПК операционная система самостоятельно распределяет номера IRQ между периферийными устройствами.

Затем BIOS тестирует адресные линии в первом блоке памяти размером 1 Мбайт на наличие ошибок . Для этого POST осуществляет запись шаблонов данных в оперативную память с целью их последующего сравнения .

Далее BIOS определяет тип видеоадаптера , подвергает его и монитор ряду тестов, а затем инициализирует видеоплату . Только после этого на экране могут отображаться сообщения об ошибках .

Далее наступает очередь контроллера DMA (Direct Memory Access) . Главный мост (Host Bridge), который также называют северным (мостом, связывает процессор и оперативную память с системной шиной материнской платы). Основное количество транзакций на шине выполняется между мостом и остальными периферийными устройствами. Для сокращения времени обработки своих данных последние могут напрямую обращаться к главному мосту и таким образом «без посредников» производить запись информации в оперативную память. В тесте BIOS вновь использует шаблоны данных, которые система помещает в ОЗУ .

Интерфейс клавиатуры также подлежит проверке . При его неисправности BIOS выдает сообщение об ошибке именно на данном этапе.

BIOS еще раз проверяет оптические приводы, жесткие диски и разъемы, перед тем как выполнить прерывание INT 19 и передать управление загрузчику, который отвечает за запуск операционной системы и обмен данными между жестким диском и его контроллером . Многие версии BIOS позволяют отключить выполнение IRQ 19 - это целесообразно в тех случаях, когда в системе имеется дополнительный дисковый контроллер, например PCI RAID .

Если на каком-либо этапе самотестирования возникает ошибка, компьютер подает несколько звуковых сигналов и выводит на экран сообщение о ней . Для расшифровки сигналов BIOS существуют таблицы POST-кодов . Если вы хотите точно знать, какой компонент неисправен, вам поможет стандартная карта PCI POST для диагностики неисправностей материнских плат , которая устанавливается в слот PCI. Неисправность отображается в виде числового кода. С помощью, поставляемой в комплекте с платой, таблицы кодов можно определить проблемный компонент системы.

Если все в порядке, BIOS сгенерирует короткий звуковой сигнал, после чего на загрузочном устройстве будет выполнен поиск запускаемой операционной системы . Если на данном этапе возникает ошибка , то причина , как правило, кроется в отсутствии главной загрузочной записи - MBR (Master Boot Record). В этом случае можно попытаться оживить систему с помощью установочного DVD.

(слайд №4)

В последнее время также стали широко обсуждаться и развиваться вопросы, связанные с заменой BIOS интерфейсомUEFI ( Unified Extensible Firmware Interface ). Данный интерфейс призван стать новым стандартом базовой системы для ПК.

Для чего нужны BIOS и UEFI?

Для обозначения базовой системы (микропрограммы) используют также термин Firmware :аппаратно реализованное (встроенное) ПО . Он указывает на то, что программа «зашита» в микросхему на материнской плате (то есть ее не нужно устанавливать) и запускается автоматически.Сразу после включения ПК BIOS и UEFI выполняют несколько задач:

Тестирование оборудования. ВначалеBIOS осуществляет базовую проверку основных узлов компьютера. При этом проверяются не все компоненты, а лишь те, которые необходимы для запуска ПК, напримерпроцессори оперативная память.

После окончания процедуры самотестирования (она занимает меньше минуты)BIOS определяет некоторые настройки. Сюда относятся, например, частота оперативной памяти, время включения встроенных вентиляторов или выбор режима энергосбережения, в который перейдет компьютер после длительного простоя. Многие из настроек можно изменить и в самой операционной системе, однако большинство параметровBIOS устанавливает непосредственно перед запуском Windows. На данном этапе загрузки пользователь также может изменить некоторые настройки – например, включить или отключить отдельные интерфейсы на материнской плате (например, для жестких дисков или USB-устройств). Кроме того, есть возможность выбора последовательности, в которой компьютер будет обращаться к загрузочным устройствам при запуске операционной системы (например, сначала – к жесткому диску, затем – к приводу CD/DVD, а после – к USB-накопителю).

Что означают аббревиатуры BIOS и UEFI?

BIOS. Basic Input-Output System (базовая система ввода-вывода) существует почти 30 лет.

UEFI. ИнтерфейсUnified Extensible Firmware Interface с2001 года разрабатывался компаниейIntel какстандартEFI (Extensible Firm­ware Interface , расширяемый интерфейс встроенного ПО) для серверного процессораItanium . Ввиду того, что данная модель представляла собой воплощение новейших технологий, найти подходящую версиюBIOS , которая работала бы сItanium после небольшой доработки, оказалось невозможным.Apple – первый производитель, начавший использовать во всех своих настольных компьютерах и ноутбуках индивидуальную версиюEFI . Компания остается вернаEFI с2006 года, когда она принялась оснащать ПК и ноутбуки процессорамиIntel . В2005 году аббревиатураEFI была дополнена словомUnified . Оно говорит о том, что координацию разработки интерфейса осуществляют несколько компаний. Сюда относятся производители ПК, напримерDell ,HP иIBM , а также разработчикиBIOS , напримерPhoenix иInsyde . Не обошлось и безMicrosoft как основного разработчика ОС.

Почему BIOS должна уйти?

Разрабатывая BIOS , программисты не задумывались о том, в течение какого времени будет использоваться эта система. Поэтомув этойбазовой системе есть несколько компонентов, изменение которых невозможно либо связано с весьма большими трудностями .Например, BIOS (без специальных ухищрений) способна распознать диск емкостью лишь до 2 Тб , а современные 3,5-дюймовые жесткие диски могут хранить уже до 3 Тб данных.В UEFI подобных ограничений нет. Притом новая система предоставляет единый интерфейс программирования – это облегчает разработку программ, запускаемых до загрузки операционной системы. Кроме того,UEFI позволяет интегрировать дополнительные функции, например программу резервного копирования данных. Наконец,в UEFI отсутствуют некоторые технически устаревшие функции, имеющиеся в BIOS , – например, переключение процессора при загрузке системы в медленный режим работы Real Mode.

Преимущества UEFI:

(слайд №5)

Поддержка жестких дисков большой емкости .Для управления жесткими дисками BIOS использует MBR (Master Boot Record, главная загрузочная запись) –она содержит информацию о разделах жесткого диска. Основной недостаток MBR :размер каждой записи в ней составляет 32 бита . В результатеBIOS может контролировать приблизительно 4 млрд (232) секторов. К тому же базовая система «рассчитывает» на то, что размер каждого сектора составляет 512 байт;в итоге оказывается, чтоBIOS не может работать с дисками свыше 2 Тб . И если двадцать лет назад подобный объем считался несбыточной мечтой, то сейчас это суровая реальность. Секторы больших размеров позволили бы использовать диски емкостью 3 Тб, но не все программы из тех, которые напрямую обращаются к жесткому диску, работают с ними корректно. Что касаетсяинтерфейса UEFI , он использует для управления жесткими дисками технологию GPT (GUID Partition Table), обеспечивающую возможность записи на жесткий диск большего объема данных . В итогестандарт GPT поддерживает жесткие диски емкостью до почти 8 млрд Тб.

Встроенная BIOS . При использовании материнских плат на базеUEFI отпадает необходимость вBIOS , поскольку все функции BIOS содержатся в UEFI в виде так называемого модуля поддержки совместимости (Compatibility Support Module) . Поэтому программа, использующая функцииBIOS , работает и на компьютерах сUEFI .

Простота управления. Для навигации по меню настроек и выбора программ можно пользоваться мышью. ВBIOS , напомним, можно было работать только с помощью клавиатуры. К тому же интерфейсUEFI поддерживает более высокое разрешение.

Преимущества в скорости загрузки. От включения компьютера до момента, покаBIOS загрузит операционную систему, проходит 30–60 с.UEFI работает быстрее.

Встроенная операционная система. UEFI имеет также собственную оболочку . По сути – этоминиатюрная операционная система, которая , как иDOS (далекий предок Windows),«понимает» только текстовые команды . Она может оказаться полезной для опытных пользователей или системных администраторов, пытающихся установить причины отказа загрузки основной ОС. Некоторые производители, в том числе компанияMSI , предлагают дляUEFI собственные операционные системы на базеLinux , загружаемые с CD/DVD.

Дополнительные программы. Встроенная мини-ОС подходит и для установки дополнительных программ. Последние можно интегрировать в виде отдельных пунктов меню интерфейса UEFI либо загружать с CD/DVD . Однако это дело будущего – в настоящее время доступно небольшое количество приложений. К тому же речь идет, как правило, о вспомогательных утилитах и очень простых играх, например Pair Match.

Определение конфигурации с помощью BIOS.

Доступ к BIOS.

(слайд №6)

Для доступа к BIOS используются программные прерывания . При этом каждая точка входа в BIOS использует свой вектор прерываний . Если точка входа обслуживает несколько процедур (называемых функциями BIOS ), то номер функции задается в регистре AH .

За процедурами BIOS закреплены прерывания Int 10h – Int 11Ah .

Например , Int 12h вызывает процедуру, которая возвращает вызвавшей ее программе размер оперативной памяти ПЭВМ.

Входные и выходные параметры процедур BIOS передаются в регистрах общего назначения центрального процессора ПЭВМ.

Например , для установки системного времени нужно подать следующие команды:

MOV AH, 1 ; Функция 1 - установка времени

MOV CX, HIGH_COUNT ; CX:DX = новое значение времени MOV DX,LOW_COUNT

INT 1AH ; Точка входа в BIOS, обслуживающая запросы к таймеру

Для чтения времени используется следующая программа:

MOV AH,0 ; Функция 0 - чтение времени

INT 1AH ; Запрос к BIOS. Результат будет возвращен в регистрах CX и DX.

Процедуры BIOS сохраняют значения всех регистров, кроме тех из них, в которых возвращаются значения.

Области данных BIOS.

(слайд №7)

Области данных BIOS - это либо области ОЗУ, в которых хранится текущая информация о состоянии ПЭВМ, либо области ПЗУ, в которых записаны аппаратные характеристики устройств.

Сведения о наличии основных устройств компьютера записывается в область данных BIOS с адресом 0000:0410 размером в двухбайтовое слово - слово конфигурации . С помощью прерывания INT 11h программа может получить в регистре AX слово конфигурации из указанной выше области данных BIOS .