РЕФЕРАТ
Пояснительная записка к дипломному проекту: 121страница, 19 рисунков, 18 таблиц, 18 источников, 5 приложений, 3 листа чертежей формата А1.
Объект исследований: интерфейсы ввода-вывода компьютерных систем.
Предмет исследования: техническая диагностика интерфейсов ввода-вывода компьютерных систем.
В первом разделе производится анализ интерфейсов ввода-вывода компьютерных систем.
Во втором разделе приведено описание тестирования и устранения несправностей интерфейсов ввода-вывода компьютерных систем.
В третьем разделе выполнен экономический расчет объекта анализа, а именно, расчет стоимости выполнения тестирования интерфейсов ввода-вывода компьютерных систем используя ПО.
В четвертом разделе проведены расчеты отопления, вентиляции, природного и искусственного освещения, полученные значения сопоставлены с нормативными.
ИНТЕРФЕЙС, СОМ-ПОРТ, ПАРАЛЕЛЬНЫЙ ИНТЕРФЕЙС, ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ ИНТЕРФЕЙС, ТОПОЛОГИЯ , ШИНА USB, ХАБ
СОДЕРЖАНИЕ
ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ, СИМВОЛОВ, ЕДИНИЦ, СОКРАЩЕНИЙ И ТЕРМИНОВ
ВВЕДЕНИЕ
1. АНАЛИЗ ИНТЕРФЕЙСОВ ВВОДА-ВЫВОДА КОМПЬЮТЕРНЫХ СИСТЕМ
1.1 Основные свойства интерфейсов
1.2 Параллельный интерфейс — LPT-порт
1.2.1 Традиционный LPT-порт
1.3 Последовательный интерфейс — СОМ-порт
1.3.1 Интерфейс RS-232C
1.3.4 Конфигурирование СОМ-портов
1.4 Последовательные шины USB и Fire Wire
1.4.1 Шина USB
1.4.2 Применение шины USB
1.4.3 Разработка собственных устройств USB
2. ТЕСТИРОВАНИЕ ИНТЕРФЕЙСОВ
2.1 Тестирование параллельных портов
2.2 Тестирование СОМ-портов
2.2.1 Проверка конфигурирования
2.2.3 Питание от интерфейса, или причины неработоспособности мыши
3. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ОБЪЕКТА ИССЛЕДОВАНИЯ
3.1 Расчет расходов ПО, которое используется
3.2 Расчет расходов на создание ПО
4. ОХРАНА ТРУДА
4.1 Требования к производственным помещениям
4.1.1 Окраска и коэффициенты отражения
4.1.2 Освещение
4.1.3 Параметры микроклимата
4.1.4 Шум и вибрация
4.1.5 Электромагнитное и ионизирующее излучения
4.2 Эргономические требования к рабочему месту
4.3 Режим труда
4.4 Расчет освещенности
4.4.1 Оценка искусственного освещения по точечному методу
4.4.2. Оценки искусственного освещения по коэффициенту использования светового потока
4.4.3. Оценка искусственного освещения по удельной мощности
4.4.4 Практический расчет освещенности
4.5 Расчет уровня шума
4.6 Расчет вентиляции
ВЫВОДЫ
СПИСОК ССЫЛОК
ПРИЛОЖЕНИЯ
ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ, СИМВОЛОВ, tЕДИНИЦ, СОКРАЩЕНИЙ И ТЕРМИНОВ
МПС – микропроцессорная система
ОЗУ – оперативное запоминающее устройство
ПЗУ – постоянное запоминающее устройство
ПУ - периферийное устройство
ПО- программное обеспечение
ПС – программные средства
ЦП – центральный процессор
ЦПУ – центральное процессорное устройство
ВВЕДЕНИЕ
Тема дипломной работы – "Техническая диагностика интерфейсов ввода-вывода компьютерных систем", являющаяся предметом исследования.
Цель работы – изучить интерфейсы ввода-вывода компьютерных систем и на основе полученных знаний уметь провести техническую диагностику последних.
Устройства вычислительной системы соединяются друг с другом с помощью унифицированных систем связи, называемых интерфейсом. Интерфейс представляет собой систему шин, согласующих устройств обеспечивающих связь всех частей ЭВМ между собой. От характеристик интерфейса зависит быстродействие и надежность ЭВМ. Интерфейс должен быть стандартизирован с тем, чтобы он обеспечивал связь процессора и оперативной памяти с любым периферийным устройством (ПУ). Необходимое преобразование формата данных должно производиться в ПУ. Алгоритмы функционирования интерфейса и управляющего сигнала также должны быть стандартизированы. Схемы интерфейса обычно располагаются в самих связываемых устройствах.
К одному из типов интерфейса относится интерфейс ввода - вывода. Через него происходит обмен информацией между каналами ввода - вывода и устройствами управления ПУ. Обмен информацией производится байтами.
Актуальность данной темы заключается в том, что при работе с компьютером, мы постоянно работаем с различными интерфейсами.
Работа разбита на этапы:
- анализ интерфейсов ввода-вывода;
- проведение технической диагностики и устранение неисправностей интерфейсов ввода-вывода;
- эффективность проведения технической диагностики.
1. АНАЛИЗ ИНТЕРФЕЙСОВ ВВОДА-ВЫВОДА КОМПЬЮТЕРНЫХ СИСТЕМ
1.1 Основные свойства интерфейсов
Толковый словарь по вычислительным системам определяет понятие интерфейс (interface) как границу раздела двух систем, устройств или программ; элементы соединения и вспомогательные схемы управления, используемые для соединения устройств.
По способу передачи информации интерфейсы подразделяются на параллельные и последовательные. В параллельном интерфейсе все биты передаваемого слова (байта) выставляются и передаются по соответствующим параллельно идущим проводам одновременно. В PC традиционно используется параллельный интерфейс Centronics, реализуемый LPT-портами, шины ATA, SCSI и все шины расширения. В последовательном интерфейсе биты передаются друг за другом, обычно по одной (возможно, и двухпроводной) линии. Эта линия может быть как однонаправленной (например, в RS-232C, реализуемой СОМ-портом, шине Fire Wire, SPI, JTAG), так и двунаправленной (USB, 12С).
При рассмотрении интерфейсов важным параметром является пропускная способность. Технический прогресс приводит к неуклонному росту объемов передаваемой информации. Если раньше матричные принтеры, печатающие в символьном режиме, могли обходиться и СОМ-портом с невысокой пропускной способностью, то современным лазерным принтерам при высоком разрешении не хватает производительности даже самых быстрых LPT-портов. То же касается и сканеров. А передача "живого" видео, даже с применением компрессии, требует ранее немыслимой пропускной способности.
Вполне очевидно, что при одинаковом быстродействии приемопередающих цепей и пропускной способности соединительных линий по скорости передачи параллельный интерфейс должен превосходить последовательный. Однако повышение производительности за счет увеличения тактовой частоты передачи данных упирается в волновые свойства соединительных кабелей. В случае параллельного интерфейса начинают сказываться задержки сигналов при их прохождении по линиям кабеля и, что самое неприятное, задержки в разных линиях интерфейса могут быть различными вследствие неидентичности проводов и контактов разъемов. Для надежной передачи данных временные диаграммы обмена строятся с учетом возможного разброса времени прохождения сигналов, что является одним из факторов, сдерживающих рост пропускной способности параллельных интерфейсов. В последовательных интерфейсах, конечно же, есть свои проблемы повышения производительности, но поскольку в них используется меньшее число линий (в пределе — одна), повышение пропускной способности линий связи обходится дешевле.
Для повышения пропускной способности параллельных интерфейсов с середины 90-х годов стали применять двойную синхронизацию DDR (Dual Data Rate). Ее идея заключается в выравнивании частот переключения информационных сигнальных линий и линий стробирования (синхронизации). В "классическом" варианте данные информационных линий воспринимались только по одному перепаду (фронту или спаду) синхросигнала, что удваивает частоту переключения линии синхросигнала относительно линий данных. При двойной синхронизации данные воспринимаются и по фронту, и по спаду, так что частота смены состояний всех линий выравнивается, что при одних и тех же физических параметрах кабеля и интерфейсных схем позволяет удвоить пропускную способность. Волна этих модернизаций началась с интерфейса АТА (режимы UltraDMA) и прошла уже и по SCSI (UltralSO и выше), и по памяти (DDR SDRAM), и по системной шине процессоров (Pentium 4).
Немаловажен для интерфейса контроль достоверности передачи данных, который, имеется далеко не везде. "Ветераном" контроля является шина SCSI с ее битом паритета; контроль паритета применяется и в последовательных интерфейсах, и в шине PCI. Шина ISA в этом плане беззащитна, как и ее "потомок" — интерфейс АТА, в котором до UltraDMA контроля достоверности не было. В новых интерфейсах контроля достоверности уделяется серьезное внимание, поскольку они, как правило, рассчитываются на экстремальные условия работы (высокие частоты, большие расстояния и помехи). Контроль достоверности может производиться и на более высоких протокольных уровнях (контроль целостности пакетов и их полей), но на аппаратном уровне он работает, естественно, быстрее.
Для интерфейса, соединяющего (физически или логически) два устройства, различают три возможных режима обмена — дуплексный, полудуплексный и симплексный. Дуплексный режим позволяет по одному каналу связи одновременно передавать информацию в обоих направлениях. Он может быть асимметричным, если значения пропускной способности в направлениях "туда" и "обратно" существенно различаются, или симметричным. Полудуплексный режим позволяет передавать информацию "туда" и "обратно" поочередно, при этом интерфейс имеет средства переключения направления канала. Симплексный (односторонний) режим предусматривает только одно направление передачи информации (во встречном направлении передаются только вспомогательные сигналы интерфейса).
Другим немаловажным параметром интерфейса является допустимое удаление соединяемых устройств. Оно ограничивается как частными свойствами кабелей, так и помехозащищенностью интерфейсов. Часть помех возникает от соседних линий интерфейса — это перекрестные помехи, защитой от которых может быть применение витых пар проводов для каждой линии. Другая часть помех вызывается искажением уровней сигналов.