Учебное пособие по курсу Интерфейсы и периферийные устройства, читаемому в Таганрогском государственном радиотехническом университете.
Электронная версия книги:
Авдеев В.А., Гармаш А.Н. Интерфейсы и периферийные устройства, Учебно-практическое пособие. Таганрог: ТРТУ, 1999.
1. Системные, локальные, периферийные и приборные интерфейсы. Контроллеры ПУ
1.1. Классификация периферийных устройств (ПУ)
1.2. Типы интерфейсов
1.3. Системные интерфейсы
1.3.1. Системный интерфейс Multibus
1.3.2. Шина расширения ISA
1.4. Способы обмена данными
1.4.1. Программный обмен
1.4.2. Прямой доступ к памяти
1.5. Приборные интерфейсы
1.5.1. Приборная шина GPIB
1.5.2. Интерфейс CAMAC
1.6. Локальные интерфейсы
1.7. Периферийные интерфейсы
1.7.1. Последовательный интерфейс RS-232
1.7.2. Асинхронная передача данных
1.7.3. Синхронная передача данных
1.7.4. Параллельный интерфейс
1.8. Тренировочные практические задания
1.9. Вопросы и тесты для самопроверки
2. Устройства клавиатурного ввода и отображения алфавитно-цифровой и графической информации
2.1 Устройство и работа клавиатуры
2.1.1. Коды клавиатуры и типы клавиш
2.1.2. Функционирование клавиатуры
2.2. Устройства отображения алфавитно-цифровой и графической информации
2.2.1. Монохромные и цветные дисплеи, адаптеры и видеопроцессоры
2.2.2. Типы мониторов (дисплеев)
2.2.3. Контроллер электронно-лучевой трубки (CRTC)
2.2.4. Видеобуфер, секвенсор, графический и атрибутный контроллеры
2.2.5. Текстовый режим дисплея
2.2.6. Графический режим дисплея
2.2.7. Видеосопроцессоры , графические ускорители
2.3. Плазменные панели и дисплеи на жидких кристаллах
2.4. Тренировочные практические задания
2.5 Вопросы и тесты для самопроверки
3. Методы и средства ввода и регистрации информации, печатающие и графические регистрирующие устройства
3.1. Методы и средства ввода графической информации. Дигитайзеры
3.2. Способы регистрации информации
3.3. Устройства регистрации информации
3.3.1. Плоттеры (графопостроители)
3.3.2. Принтеры (PRN)
3.4. Адаптер принтера (LPT-порт)
3.5. Тренировочное практическое задание
3.6. Вопросы и тесты для самопроверки
4. Внешние ЗУ на магнитных и оптических носителях
4.1. Гибкие диски
4.1.1. Структура гибкого диска. Емкость диска
4.1.2. Технология магнитной записи
4.1.3. Формат дорожки, адресные метки
4.2. Накопитель гибкого магнитного диска (НГМД)
4.2.1. Принцип работы НГМД
4.2.2. Контроллер НГМД
4.2.3. Подключение контроллера накопителя к шине
4.2.4. Схема БИС WD37C65
4.3. Жесткие диски
4.3.1. Конструкция и технические параметры жесткого диска
4.3.2. Интерфейсы накопителей на ЖМД
4.3.3. Формат дорожки ЖМД
4.3.4. Порты адаптера ЖМД PC/AT
4.4. Оптические накопители
4.4.1. Назначение и технология CD-ROM
4.4.2. Стандарты CD-ROM
4.5. Тренировочные практические задания
4.6. Воросы и тесты для самопроверки
5. Устройства связи и преобразования информации. Модемы
5.1. Устройства интерактивной связи человека с машиной
5.1.1. Манипулятор «мышь»
5.1.2. Шаровые манипуляторы (трекболы)
5.1.3. Ручки управления (джойстики).
5.1.4. Сенсорные экраны
5.2. Аналого-цифровые и цифроаналоговые преобразователи.
5.2.1. Цифроаналоговые преобразователи
5.2.2 Аналого-цифровые преобразователи
5.3 Устройства связи с объектом
5.4. Модемы
5.5. Устройства связи в вычислительных системах
5.6. Тренировочные практические задания
5.7. Вопросы и тесты для самопроверки.
6. Методические рекомендации по выполнению практических заданий по курсу
6.1. Тренировочные практические задания (№№ 4.1 — 4.10)
6.2. Обязательные практические задания (№№ 4.11, 4.12)
Введение
Вычислительная машина содержит помимо памяти, образующей ядро ЭВМ, многочисленные и разнообразные по выполняемым функциям, принципам действия и характеристикам периферийные устройства (ПУ), предназначенные для хранения больших объемов информации (внешние запоминающие устройства), для ввода в ЭВМ и вывода из нее информации, в том числе для ее регистрации и отображения (устройства ввода-вывода).
Производительность и эффективность использования ЭВМ определяется не только возможностями ее процессоров и характеристиками основной памяти, но и составом ее ПУ, их техническими данными и способом организации их совместной работы с ядром ЭВМ.
Связь устройств ЭВМ друг с другом осуществляется с помощью сопряжений, которые в вычислительной технике называются интерфейсами и представляют собой совокупность линий и шин, сигналов, электронных схем и алгоритмов, предназначенных для обмена информацией между устройствами.
Специалист в области создания аппаратных и программных средств вычислительной техники при разработке систем обмена информацией между устройствами ЭВМ должен решить следующие проблемы. Во-первых, должна быть обеспечена возможность пользователю выбирать состав оборудования (конфигурацию) ЭВМ в соответствии с ее назначением, легко дополнять компьютерную систему новыми устройствами. Во-вторых, должна быть обеспечена параллельная работа процессора и ПУ для эффективного и высокопроизводительного использования оборудования ЭВМ. В-третьих, необходимо упростить для пользователя и стандартизировать программирование операций ввода-вывода, обеспечить независимость программирования ввода-вывода от особенностей того или иного ПУ. И, наконец, необходимо обеспечить автоматическое распознавание и реакцию ядра ЭВМ на многообразие ситуаций, возникающих в ПУ.
В предлагаемом студентам учебно-практическом пособии изложены не только принципы построения и функционирования различных периферийных устройств и интерфейсов, но и указаны пути решения проблем, изложенных выше. В пособии уделено внимание вопросам координации работы устройств, подключенных к общей шине, синхронизации адаптеров и ПУ, программной работы устройств персонального компьютера.
Учебно-практическое пособие по курсу «Интерфейсы и периферийные устройства» содержит после каждого раздела программы курса вопросы для самопроверки, тренировочные задания и ответы на них, что позволяет стимулировать творческую активность студентов.
Из-за ограниченного объема пособия разделы содержат только основополагающую информацию по соответствующим темам. Библиографические данные, приведенные в пособии, помогут студентам расширить свои познания в области принципов функционирования и построения интерфейсов и периферийных устройств современных ЭВМ.