Методические указания и контрольные задания для студентов-заочников Салаватского индустриального колледжа (стр. 3 из 37)

уметь:

· классифицировать периферийные устройства

Периферийные устройства: назначение и классификация. Общие принципы построения периферийных устройств вычислительной техники.

Методические указания

Внешние устройства предназначены для обеспечения нормального функционирования ЭВС и для коммуникации центральных устройств с внешними источниками и потребителями информации.

К внешним относятся вспомогательные устройства, такие как устройства электропитания и аппаратура интерфейса питания, стабилизаторы напряжения, устройства защиты от перегрузок, устройства кондиционирования и вентиляции, счетчики времени и электронные часы, а также сервисная аппаратура для автономной проверки работоспособности плат и блоков.

Основное назначение периферийных (внешних) устройств ЭВС — организация входных и выходных потоков управляющей информации, данных для обработки и результатов вычислений. Таким образом, периферийное устройство (ПУ) — это любое отличное от центрального процессора оборудование, обеспечивающее коммуникацию вычислительной системы с внешними источниками и потребителями информации. Для этого ПУ обеспечивают согласование информационных и физических характеристик внешних объектов и сигналов, используемых в ЭВС.

По назначению ПУ могут быть разбиты на три группы: регистрирующие, оперативные и автоматические.

Регистрирующие УВыв — устройства, использующие промежуточные носители (например, магнитоносители) для длительного хранения информации в виде, пригодном для последующего использования в ЭВС или в виде, удобном для использования человеком (графики, таблицы, печатный текст, чертежи).

Оперативные УВв — устройства непосредственного, оперативного взаимодействия оператора с ЭВМ, предназначенные для организации диалога между ЭВМ и человеком в процессе отладки программ и решения задач. Это оперативные УВв (клавиатура,
световое перо, дигитайзеры, микрофон) и средства отображения, (СО) результатов — цифровые индикаторы, экраны, звуковые сигнализаторы.

Автоматические УВв — устройства связи с объектом, предназначенные для ввода в ЭВС данных непосредственно с объектов ; автоматизации и выдачи управляющих воздействий на объекты. Это аналого-цифровые преобразователи (АЦП) и цифроаналоговые преобразователи (ЦАП). Сюда же можно отнести и читающие автоматы — сканеры.

Модемы — устройства, модулирующие и демодулирующие сигналы, передаваемые с помощью средств связи в случае использования каналов связи для коммутации ЭВС в вычислительных сетях, занимают промежуточное значение между низкоскоростными и среднескоростными УВв.

Рисунок 2- Классификация устройств ввода

Вопросы для самоконтроля:

1. Определение периферийного устройства;

2. Оперативные устройства ввода;

3. Автоматические устройства ввода;

4. Модем;

5. Устройства вывода

Тема 1.2 Организация системы ввода- вывода информации

Студент должен:

иметь представление:

· об организации систем ввода- вывода информации

знать:

· понятие интерфейса;

· классификацию интерфейсов;

· архитектуру шин.

уметь:

· организовать систему ввода выводы информации

Организация систем ввода- вывода информации. Понятие интерфейса. Унифицированные интерфейсы. Классификация интерфейсов. Архитектура шины и ее основные характеристики.

Методические указания

Шиной (Bus) называется вся совокупность линий (проводников на материнской плате), по которым обмениваются информацией компоненты и устройства ПК. Шина предназначена для обмена информацией между двумя и более устройствами. Шина, связывающая только два устройства, называется портом.

Шина имеет места для подключения внешних устройств — слоты, которые в результате становятся частью шины и могут обмениваться информацией со всеми другими подключенными к ней устройствами.

Рисунок 4 - Структура шины

Шины в ПК различаются по своему функциональному назначению:

· системная шина (или шина CPU) используется микросхемами Cipset для пересылки информации к CPU и обратно;

· шина кэш-памяти предназначена для обмена информацией между CPU и кэш-памятью;

· шина памяти используется для обмена информацией между оперативной памятью RAM и CPU;

· шины ввода/вывода информации подразделяются на стандартные и локальные.

Локальная шина ввода/вывода — это скоростная шина, предназначенная для обмена информацией между быстродействующими периферийными устройствами (видеоадаптерами, сетевыми картами, картами сканера и др.) и системной шиной под управлением CPU.

Стандартная шина ввода/вывода используется для подключения к перечисленным выше шинам более медленных устройств (например, мыши, клавиатуры, модемов, старых звуковых карт). До недавнего времени в качестве этой шины использовалась шина стандарта ISA. В настоящее время — шина USB.

Шина имеет собственную архитектуру, позволяющую реализовать важнейшие ее свойства — возможность параллельного подключения практически неограниченного числа внешних устройств и обеспечение обмена информацией между ними. Архитектура любой шины имеет следующие компоненты:

· линии для обмена данными (шина данных);

· линии для адресации данных (шина адреса);

· линии управления данными (шина управления);

· контроллер шины.

Контроллер шины осуществляет управление процессом обмена данными и служебными сигналами и обычно выполняется в виде отдельной микросхемы либо в виде совместимого набора микросхем — Chipset.

Основные характеристики шины

Разрядность шины определяется числом параллельных проводников, входящих в нее.

Пропускная способность шины определяется количеством байт информации, передаваемых по шине за секунду. Для определения пропускной способности шины необходимо умножить тактовую частоту шины на ее разрядность.

Внешние устройства к шинам подключаются посредством интерфейса (Interface — сопряжение), представляющего собой совокупность различных характеристик какого-либо периферийного устройства ПК, определяющих организацию обмена информацией между ним и центральным процессором.

Стандарты шин ПК

Принцип IBM-совместимости подразумевает стандартизацию интерфейсов отдельных компонентов ПК, что, в свою очередь, определяет гибкость системы в целом, т. е. возможность по мере необходимости изменять конфигурацию системы и подключать различные периферийные устройства. В случае несовместимости интерфейсов используются контроллеры. Кроме того, гибкость и унификация системы достигаются за счет введения промежуточных стандартных интерфейсов, таких как интерфейсы последовательной и параллельной передачи данных. Эти интерфейсы необходимы для работы наиболее важных периферийных устройств ввода и вывода.

Системная шина предназначена для обмена информацией между CPU, памятью и другими устройствами, входящими в систему. К системным шинам относятся:

· GTL, имеющая разрядность 64 бит, тактовую частоту 66, 100 и 133 МГц;

· EV6, спецификация которой позволяет повысить ее тактовую частоту до 377 МГц.

Шины ввода/вывода совершенствуются в соответствии с развитием периферийных устройств ПК. В табл. 1 представлены характеристики некоторых шин ввода/вывода.

Шина ISA в течение многих лет считалась стандартом ПК, однако и до сих пор сохраняется в некоторых ПК наряду с современной Шиной PCI. Корпорация Intel совместно с Microsoft разработала стратегию постепенного отказа от шины ISA. Вначале планируется исключить ISA-разъемы на материнской плате, а впоследствии исключить слоты ISA и подключать дисководы, мыши, клавиатуры, сканеры к шине USB, а винчестеры, приводы CD-ROM, DVD-ROM — к шине IEEE 1394. Однако наличие огромного парка ПК с шиной ISA и соответствующих комплектующих позволяет предполагать, что 16-разрядная шина ISA будет востребована еще на протяжении некоторого времени.

Таблица1 - Характеристики шин ввода/вывода

Шина	Разрядность, бит	Тактовая частота, МГц	Пропускная способность, Мбайт/с
ISA 8-разрядная	08	8,33	0008,33
ISA 16-разрядная	16	8,33	0016,6
EISA	32	8,33	0033,3
VLB	32	33	0132,3
PCI	32	33	0132,3
PCI 2.1 64-разрядная	64	66	0528,3
AGP (1x)	32	66	0262,6
AGP (2x)	32	66x2	0528,3
AGP (4x)	32	66x2	1056,6