Последовательный и параллельный порты

Такие устройства ввода и вывода, как клавиатура, мышь, мо­нитор и принтер, входят в стандартную комплектацию ПК. Все периферийные устройства ввода должны коммутироваться с ПК таким образом, чтобы данные, вводимые пользователем, могли не только корректно поступать в компьютер, но и в дальнейшем эффективно обрабатываться. Для обмена данными и связи между периферией (устройствами ввода/вывода) и модулем обработки данных (материнской платой) может быть организована парал­лельная или последовательная передача данных.

Параллельная связь означает, что все 8 бит (или 1 байт) пересылаются и передаются не один за другим, а одновременно (параллельно) или, точнее, каждый по своему проводу. Принцип параллельной передачи данных становится очевидным, если рас­смотреть кабель, подсоединенный к разъему параллельного ин­терфейса, например кабель принтера. Он значительно толще, чем последовательный кабель мыши, поскольку кабель для параллель­ной передачи данных должен как минимум содержать восемь про­водов, каждый из которых предназначен для передачи одного бита.

Параллельный интерфейс для принтера обычно обозначают LPT (Line Printer). Первый подключенный принтер обозначается как от LPT1, а второй — как от LPT2.

Существуют несколько типов параллельных портов- стандарт­ный, ЕРР и ЕСР.

Стандартный параллельный порт предназначен только для од­носторонней передачи информации от ПК к принтеру, что зало­жено в электрической схеме порта. Он обеспечивает максималь­ную скорость передачи данных от 120 до 200 Кбайт/с.

Порт ЕРР является двунаправленным, т.е. обеспечивает парал­лельную передачу 8 бит данных в обоих направлениях и полнос­тью совместим со стандартным портом. Порт ЕРР передает и при­нимает данные почти в шесть раз быстрее стандартного парал­лельного порта, чему способствует то, что порт ЕРР имеет бу­фер, сохраняющий передаваемые и принимаемые символы до момента, когда принтер будет готов их принять. Специальный режим позволяет порту ЕРР передавать блоки данных непосред­ственно из RAM PC в принтер и обратно, минуя процессор. При использовании надлежащего программного обеспечения порт ЕРР может передавать и принимать данные со скоростью до 2 Мбит/с.

Порт ЕСР, обладая всеми возможностями порта ЕРР, обеспе­чивает повышенную скорость передачи данных за счет функции сжатия данных. Для сжатия данных используется метод RLE (Run Length Encoding), согласно которому длинная последовательность одинаковых символов передается всего лишь двумя байтами: один байт определяет повторяющийся символ, а второй — число по­вторений. При этом стандарт ЕСР допускает сжатие и распаковку данных как программно (путем применения драйвера), так и аппаратно (схемой порта). Данная функция не является обязатель­ной, поэтому порты, периферийные устройства и программы могут ее и не поддерживать. Она может быть реализована, когда режим сжатия данных поддерживается как портом ЕСР, так и принте­ром. Увеличение скорости передачи данных с помощью порта ЕСР существенно уменьшает время распечатки данных на принтере.

Использование преимуществ функциональных возможностей портов ЕСР и ЕРР возможно при наличии компьютера, оборудо­ванного одним из этих стандартов.

Последовательная связь осуществляется побитно: от­дельные биты пересылаются (или принимаются) последователь­но один за другим по одному проводу, при этом возможен обмен данными в двух направлениях, прием и передача данных осуще­ствляются с одинаковой тактовой частотой. Для последователь­ных интерфейсов выбор подключаемых устройств значительно шире, поэтому большинство ПК обычно оборудовано двумя ин­терфейсными разъемами для последовательной передачи данных. В качестве стандартного обозначения для последовательного интерфейса чаще всего используют RS-232, RS-422, RS-465. Разъемы последовательного интерфейса на ПК представляют собой 9-контактный (вилка) Sub-D или 25-контактный (вилка) Sub-D.

Для установления связи между двумя последовательными ин­терфейсами предварительно необходимо сконфигурировать их со­ответствующим образом, т.е. указать, как будет осуществляться обмен данными: скорость обмена, формат данных, контроль чет­ности и т. п. Аппаратное конфигурирование интерфейса путем со­ответствующей установки джамперов или переключателей неудоб­но, поскольку приходится вскрывать корпус ПК. Обычно конфи­гурирование последовательного интерфейса осуществляется про­граммным способом, тем более что среда Windows предоставляет такую возможность.

Вопросы для самоконтроля:

1. Структура и стандарты шин ПК;

2. Локальная шина ввода/вывода;

3. Стандартная шина ввода/вывода;

4. Контроллер шины;

5. Основные характеристики шины;

6. Стандарты шин ПК

Раздел 2. Аппаратная и программная поддержка работы периферийных устройств: контроллеры, адаптеры, мосты, прямой доступ к памяти, приостановки, прерывания, драйверы

Тема 2.1 Аппаратная поддержка работы периферийных устройств

Студент должен:

иметь представление:

· об аппаратной поддержке работы периферийных устройств

знать:

· аппаратные средства поддержки работы периферийных устройств;

· назначение и принцип работы контроллера;

· назначение и принцип работы адаптера;

· назначение и принцип работы моста.

уметь:

· организовывать работу периферийных устройств на аппаратном уровне

Аппаратные средства поддержки работы периферийных устройств: контроллеры, адаптеры, мосты.

Методические указания

Аппара́тное обеспе́че́ние (англ. hardware) включает в себя все физические части компьютера, но не включает информацию (данные), которые он хранит и обрабатывает, и программное обеспечение, которое им управляет.

Типичный компьютер

Подавляющее большинство компьютеров — скрыты, «внедрены» в другие устройства, например, в автомобили, микроволновки, электрокардиографы, проигрыватели компакт-дисков, сотовые телефоны. Лишь самая малая часть компьютеров (около 0.2% всех компьютеров, произведённых в 2003 году) — это настольные и мобильные персональные компьютеры.

Персональный компьютер

Типичный персональный компьютер состоит из корпуса и следующих частей:

1. Материнская плата, на которой установлен центральный процессор, оперативная память и другие части, а также слоты расширения

2. Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) и кеш

3. Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ)

4. Шины — PCI, PCI-E, ISA (устарела), USB, AGP

5. Блок питания

6. Контроллеры устройств хранения — IDE, SCSI или других типов, находящиеся непосредственно на материнской плате (встроенные) либо на платах расширения. К контроллерам подключены жёсткий диск (винчестер), привод гибких дисков, CD-ROM и другие устройства.

7. Накопители на сменных носителях

8. Приводы CD или DVD

9. привод гибких дисков

10. стриммер

11. Устройства хранения информации

12. Жёсткий диск (винчестер)

13. дисковый массив

14. Видео-контроллер (встроенный или в виде платы расширения —передающий сигнал на монитор

15. Звуковой контроллер

16. Сетевой интерфейс

Кроме того, в аппаратное обеспечение также входят внешние компоненты — периферийные устройства:

1.Устройства ввода

2.Клавиатура

3.Мышь, трекбол или тачпад

4.Джойстик

5.Сканер

6.Устройства вывода

7.Монитор (дисплей)

8.Колонки/наушники

9.Печатающие устройства

10. Принтер

11. Плоттер (графопостроитель)

12. Модем — для связи по телефонной линии

Вопросы для самоконтроля:

1. Аппаратное обеспечение;

2. Типичный компьютер;

3. Персональный компьютер;

4. Устройства ввода.