Звукова карта;

КОЛЕДЖ

ПВНЗ «МІЖНАРОДНИЙ КЛАСИЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

імені Пилипа Орлика»

Циклова комісія з інформаційних технологій

КОНСПЕКТИ ЛЕКЦІЙ

з дисципліни

ПЕРИФЕРІЙНІ ПРИСТРОЇ

Лекція 1. Введення. Загальна характеристика периферійних пристроїв ЕОМ

Питання:

1. Введення в дисципліну периферійні пристрої (ПУ) ЕОМ.
2. Класифікація та основні визначення ПУ.

Література: 1. Гук. М. Апаратні засоби IBM PC. Пітер, 2005, с. 20-33, 45-52.

Введення в дисципліну периферійні пристрої (ПУ) ЕОМ.

Як відомо, сумісний IBM PC комп'ютер організований по фон-неймановской архітектурі, яка була сформульована Джорджем фон Нейманом ще в 1945году і має наступні принципи:

ЕОМ складається з блоку управління (БУ) і арифметико-логічного пристрою (АЛП).

Програми та дані зберігаються в одній і тій же пам'яті.

Виконання команд, адреса яких задається БО, відбувається послідовно.

Дана архітектура є не єдиною в побудові ЕОМ, однак переважна більшість машин і багатопроцесорних комплексів побудовані саме з цієї архітектурі. Згідно цієї архітектури ЕОМ можна умовно розділити на пристрої безпосередньої обробки інформації і периферійних пристроїв, тобто пристроїв, які по відношенню до пристроїв обробки інформації є зовнішніми.

Таким чином метою дисципліни є:

вивчення і освоєння принципів побудови, функціональної організації, конструктивних особливостей та програмного забезпечення периферійних пристроїв. Формування практичних навичок експлуатації периферійних пристроїв у складі обчислювальних машин, комплексів, систем і мереж.

В результаті вивчення дисципліни студенти повинні:

знати

- Фізичні основи реєстрації інформації на різні носії інформації;

- Методи канального і завадостійкого кодування даних;

- Фізичні основи і методи формування зображень на екранах моніторів;

- Способи обміну даними між пристроями обчислювальних машин;

- Принципи організації і проектування периферійних пристроїв;

вміти

-Оцінювати функціональні властивості периферійних пристроїв і можливість їх використання на основі пропонованих до них вимогам;

мати досвід

- Експлуатації та проектування периферійних пристроїв;

мати уявлення

- Про стандарти на периферійні пристрої.

Загальна трудомісткість дисципліни складає 120 годин, з яких лекцій 32 години, лабораторних робіт - 28 годин і на самостійну роботу відводиться 60 годин. В якості підсумкової звітності використовується іспит.

Класифікація та основні визначення ПУ.

Периферійні пристрої по відношенню до пристрою обробки інформації можуть бути різними як за своїм функціональним призначенням, так і за принципом дії. Умовно всі ПУ можна розділити на наступні групи:

пристрої введення і виведення символьної, текстової, графічної та відеоінформації;

пристрої зберігання даних (пам'яті);

пристрої спілкування через різні середовища (пристрої мультимедіа);

пристрої зв'язку,

які представлені на рис.1.1

У стройства Пристрої Пристрої Пристрої

введення, виведення пам'яті мультимедіа зв'язку

- Дисплей - накопичувачі - відіосістеми-последовательниt -

-Клавіатура НМГД і НМЖД інтерфейси

- Миша - накопичувачі - аудіосистеми RS232 і RS485

- Принтери оптичні

- Плоттери CD і DVD-паралельні

- Сканери - накопичувачі шини ПУ

- Штрихкодові магніто-оптичні AST і SCSI

пристрої МOD

зчитування - CD / DVD рекодер

Розглянемо короткий огляд периферійних пристроїв підлягають вивченню в даній дисципліні.

Дисплей, розглядається як пристрій виведення графічної, текстової та відео інформації і підключається до вихідного роз'єму графічного адаптера. Комп'ютер може забезпечувати підключення одного і більше дисплеїв або використовувати звичайний телевізор при забезпеченні його роботи відповідним інтерфейсом.

Клавіатура - пристрій введення інформації, що підключається до спеціалізованого інтерфейсу системної плати або по шині USB.

^ Принтери та плотери - Пристрої виводу текстової та графічної інформації на папір або плівку. Підключаються до портів LPT, COM або USB. Забезпечують високу геометричну точність виведення інформації.

Сканери - растрові пристрої введення інформації. Сканери бувають ручні і планшетні. Планшетні сканери є високоточними. Всі сканери різняться по спроможності, яка вимірюється в кількості різних точок на дюйм (од. dpi - dot per inch = точка на дюйм). Сканери підключаються через порт LPT або USB. А так як кольорові сканери оперують з великим обсягом інформації, то стандартний порт LPT працює на введення занадто повільно. Нещодавно з'явилися сканери-ручки, які самі розпізнають введений текст і до його передачі в комп'ютер можуть зберігати текст у внутрішній флеш - пам'яті. До сканерів відносяться і пристрої зчитування штрих-кодів, які оперують з короткою інформацією і тому їх підключення здійснюється через звичайний COM порт.

^ Пристрій - покажчик - миша відноситься до пристрою введення інформації (команд), яка підключається до спеціалізованого інтерфейсу через порти COM або USB.

Наступна група складається з пристроїв пам'яті. До них відносяться дисководи з гнучкими магнітними дискетами ємністю 1,44 Мбайта СD або DVD диски з відповідним дисководом, також МОD - диски. Для підключення цих пристроїв використовується шина АТА, якщо ці пристрої всередині системного блоку або порти COM і USB, якщо вони використовуються як зовнішні пристрої.

Для спілкування людини з комп'ютером використовуються мультимедійні пристрої (multi media - безліч середовищ). Будь дисплей вільно може відтворювати відео зображення з будь-якого носія інформації. Однак для відтворення потоку стиснених відеоданих (показ відеофільмів, телеконференцій і т.д.) необхідні додаткові кошти відеокодування і масштабування, які дозволяють покращити якість зображення при зниженні навантаження центрального процесора при обробки таких даних. Крім того, для роботи з джерелами відео сигналу необхідні додаткові пристрої захоплення і обробки окремих кадрів, так звані видеобластера. Комп'ютери здатні приймати телепрограми повинні бути оснащені картами телевізійних приймачів (тюнерами). До графічному адаптеру можуть підключатися спеціальні проекційні апарати, які виводять зображення великий екран

Невід'ємною частиною мультимедійного комп'ютера є аудіосистема. Сучасні звукові карти мають аудіокодек - засоби цифрового запису і відтворення аудіосигналів. Ці засоби дозволяють:

- Програвати звукові файли різними форматами даних;

- Записувати (оцифровувати) зовнішні аудіосигнали із будь-яких носіїв інформації

- Організовувати цифровий зв'язок по мережі;

- Синтезувати і розпізнавати мову.

При наявності мікшера в звуковій карті, можливо змішувати сигнали від різних джерел: від кодека, мікрофона, аудіовиходу, лінійного входу, синтезатора.

Так як Мультмедійні комп'ютери вимагають великого обсягу даних, то для їх зберігання використовують носії інформації CD \ DVD з відповідними приводами. Таким чином, мультимедійний комп'ютер повинен мати наступні мінімально можливі периферійні пристрої:

графічний адаптер;

звукова карта;

привід CD \ DVD.

Розвиток мультимедійних систем призвело до появи комбінованих аудіовідеосістем, що забезпечують повний відрив від реальної дійсності за допомогою окулярів і шолома віртуальної реальності. Ці пристрої виводять зображення роздільно для кожного ока, що забезпечує об'ємне сприйняття тривимірного зображення.

Зв'язок комп'ютера з периферійними пристрої, між собою і зовнішнім світом забезпечують пристрої зв'язку. До цих пристроїв відносяться модеми та адаптери.

Модеми (модулятори - демодулятори) забезпечують обробку і розшифровку інформації, переданої по телефонних мереж загального призначення або по спеціально виділеним лініям зв'язку. Модеми можуть встановлюватися як всередині системного блоку, так і підключатися ззовні. Зовнішнє підключення, як правило, забезпечується через СОМ порт або по шині USB.

^ Адаптери мереж дозволяють проводити обмін інформацією з набагато більш високою швидкістю, ніг на меншу відстань.

Контролер виконує ті ж функції, що і адаптер, але при цьому забезпечується його додаткова самостійність після отримання команд від обслуговуючої програми. У складі самого контролера може знаходитися його власний процесор.

Для взаємодії з програмою адаптери та контролери звичайно мають регістри введення м виведення, адреси яких можуть розташовуватися або в адресному просторі пам'яті, або в спеціальному просторі портів введення - виведення. Крім того, для сигналізації програмі про події, що відбуваються в периферійних пристроях, використовується механізми апаратних переривань, а для обміну інформацією з цими пристроями застосовується механізм прямого доступу до пам'яті, а також пряме управління шиною.

Таким чином, всі пристрої, що займають якісь свої системні ресурси (порти вводу-виводу, лини запитів переривання і т.д.) називаються системними пристроями. А пристрої, підключені до тих чи інших інтерфейсах системних пристроїв, називаються периферійними пристроями.

^ Т.е. розподіл всіх пристроїв в різних апаратних архітектур може бути різним і залежатиме як від складу, так і від конфігурації архітектури комп'ютера.

Інтерфейс RS -232 - СОМ-порт являє собою послідовний інтерфейс передачі даних в одному напрямку, використовуючи одну сигнальну лінію. Послідовна передача дозволяє скоротити кількість сигнальних ліній зв'язку та домогтися гарної якості зв'язку на великих відстанях. Цей інтерфейс забезпечує асинхронний спосіб передачі даних по мережі.

Довжина лінії і швидкість передачі інформації визначають різну модифікацію послідовного інтерфейсу, наприклад, RS -485, який називають магістральним інтерфейсом. У цьому інтерфейсі для передачі кожного сигналу використовується диференціальні сигнали з окремої (кручений) парою проводів для кожної сигнальної ланцюга.

Для підключення периферійних пристроїв широко використовуються паралельні шини АТА і SCSI:

АТА - (Advanced Technology Attachment - Просунута Технологія Приєднання) використовується для підключення накопичувачів на жорстких дисках. Інтерфейс даної технології з'явився а результаті переносу контролера жорсткого диска ближче до накопичувача. При цьому подовжилася зв'язок системної шини з пристроєм.

SCSI - (Small Computer System Interface - Системний Інтерфейс Малих Комп'ютерів) являє собою шину для підключення периферійних пристроїв комп'ютера.

^ Послідовні шини дозволяють об'єднати так само безліч пристроїв.

У паралельних шинах є можливість синхронізації провідних мі ведених пристроїв, підтвердження кожного кроку протоколу обміну і, при необхідності, продовження окремих фаз обміну інформацією на прохання неуспевающе6го пристрої.

У послідовних шинах, коли інформація передається цілком пакетами, а синхронізація можлива тільки за принимаемому потоку біт такої можливості покрокового обміну або гальмування немає. Ця особливість зближує послідовні шини з локальними мережами передачі даних.

Найбільшу популярність в даний час отримали послідовні шини USB і Fire Wire, які здатні передавати трафік аудіо-і відеоданих.

Шина USB (Universal Serial Bus - універсальна послідовна шина) є промисловим стандартом розширення архітектури персонального комп'ютера. Дана шина забезпечує три швидкості передачі даних:

FS - (full speed - повна швидкість) 12 Мбіт / сек

LS - (slow speed - низька швидкість) 1,5 Мбіт / сек

HS - (high speed - висока швидкість) 480 Мбіт / сек

В одній і тій самій системі можуть одночасно працювати пристрою з трьома швидкостями. Шина з швидкостями FS і LS відповідає пізньої версії USB 1.0, а зі швидкістю HS нової версії USB 2.0. Ця шина орієнтована на периферійні пристрої та дозволяє передавати аудіо (USB 1.0) і відео (USB 2.0.) Сигнали, а також з'єднувати пристрої, віддалені від комп'ютера на відстань до 25 м з використанням проміжних хабів. Кабель USB має одну екрановані виту пару для сигнальних ланцюгів і одну не екрановану пару для подачі живлення +5 В.

Шина Fire Wire (вогненний провід) відрізняється від шини USB тим, що замість однієї сигнальної пари проводів вона має дві сигнальні пари проводів або пару оптичний волокон. У ній можливі три швидкості передачі сигналу: 100, 200, 400 Мбіт / сек із забезпеченням цифрового зв'язку до 63 пристроїв без додаткової апаратури (хабів). Шина дозволяє передавати одночасно два канали: відео та аудіо сигнали. Харчування, яке надходить від шини (струм до1, 5А) дозволяє підключеним пристроям працювати з системою навіть при відключенні їх харчування.

Лекція 2. Клавіатура. Маніпулятори-покажчики.

Питання:

Загальна характеристика клавіатури.

Інтерфейс клавіатури і миші.

Скан-коди та системна підтримка.

Маніпулятори-покажчики

Література: [1.] С. 546-562

1.Загальна характеристика клавіатури.

Клавіатура РС являє собою уніфіковане пристрій зі стандартним роз'ємом і послідовним інтерфейсом зв'язку з системною платою.

Датчики клавіш являють собою механічні контакти (відкриті або герметичні у скляних колбах магнітокерованих - геркони) або кнопки на основі струмопровідної гуми, або ємнісні датчики або датчики Холла. Ємнісні датчики і датчики Холла не мають рухомих контактів і є найбільш надійними для клавіатури. Незалежно від типу застосовуваних датчиків, всі клавіші об'єднані в матрицю, рис.2.1.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 .........

А

З

В

Рис. 2.1. Матриця клавіатури

Місце розташування літер А, В, С на даній матриці може бути описано відповідним кодом (скан-код):