Внешние интерфейсы ПК (порты LPT, COM, шины SCSI, USB)

ВСЕРОССИЙСКИЙ ЗАОЧНЫЙ ФИНАНСОВО – ЭКОНОМИЧЕСКИЙ  ИНСТИТУТ

КАФЕДРА АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ ОБРАБОТКИ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ

 

 

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

По дисциплине «Информатика»

на тему: «Внешние интерфейсы ПК (порты LPT, COM, шины SCSI, USB)»

 

 

 

 

 

 

                                             Исполнитель:

                                             Специальность:

                                                     № зачётной книжки:

 

                                              Руководитель:

 

 

 

 

 

 

Пенза 2012

Оглавление

 

Введение………………………………………………………………… .3

1. Теоретическая часть

1.1   Введение……………………………………………………….. .4

     1.2   Общая  характеристика внешних интерфейсов………………. 5

     1.3   Шины SCSI и USB…………………………………………….. .8

     1.4   Порты LTP и COM…………………………………………… .11

     1.5   Заключение……………………………………………………..13

2. Практическая часть

     2.1   Общая  характеристика задачи……………………………… ..14

     2.2   Описание  алгоритма решения задачи………………………  ..17

Список использованной литературы…………………………………..23

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Устройства сбора и  обработки информации, подключаемые к персональным компьютерам (ПК), постоянно развиваются и усложняются вслед за ростом возможностей компьютеров, системного и прикладного программного обеспечения. При этом речь идет не только о развитии функциональной части этих устройств. Рост требований ко всему устройству вызывает рост требований и к интерфейсу. Наблюдая за изменениями интерфейсной части, обеспечивающей связь устройства с компьютером, мы также видим лавинообразное нарастание сложности.

Внутимашинный системный  интерфейс  - система связи и  сопряжения узлов и блоков ПК между  собой [4, с. 135].

Внешние интерфейсы - средства сопряжения с внешними по отношению к компьютеру в целом устройствами [5, с. 58].

Цель курсовой работы – изучить внешние интерфейсы ПК. Вопросы, которые раскрывают данную тему: общая характеристика внешних интерфейсов ПК, рассмотрение шин SCSI, USB и портов LTP и COM.

В практической части курсовой работы рассматривается решение экономической  задачи по данным организации, с использованием табличного процессора MS Excel.

Для выполнения и оформления данной курсовой работы была использована операционная система (ОС) Microsoft Windows XP Professional (версия 2003 года) с помощью пакета прикладных программ Microsoft Office: табличного процессора MS Excel и текстового редактора MS Word на ПК. Краткие характеристики ПК: данная работа была выполнена на персональном компьютере Intel Celeron III с тактовой частотой процессора 1700 МГц, оперативной памятью 512 Мб и видеокартой GeForce 4 MX 440.

 

 

 

1. Теоретическая  часть

1.1 Введение

 

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. Мы же поговорим о внешних интерфейсах, позволяющих подключать к ПК разнообразные периферийные устройства и их контроллеры.

По способу передачи информации интерфейсы подразделяются на параллельные и последовательные. В параллельном интерфейсе все биты передаваемого слова (обычно байта) выставляются и передаются по соответствующим параллельно идущим проводам одновременно. В ПК традиционно используется параллельный интерфейс Centronics, реализуемый LPT-портами. В последовательном же интерфейсе биты передаются друг за другом, обычно по одной линии. СОМ порты ПК обеспечивают последовательный интерфейс в соответствии со стандартом RS-232C. При рассмотрении интерфейсов важным параметром является пропускная способность.

В архитектуре современных  компьютеров все большее значение приобретают внешние шины, служащие для подключения различных устройств. Сегодня это могут быть, например, внешние жесткие диски, CD-, DVD-устройства, сканеры, принтеры, цифровые камеры и прочее.

 

 

 

 

 

 

 

1.2 Общая характеристика  внешних интерфейсов

 

В настоящее время  компьютеры могут иметь множество  внешних интерфейсов. Наиболее распространены следующие:

• системная шина (магистраль) ISA

ISA (Industry Standard Architecture – стандарт промышленной архитектуры) - это устаревшая шина для подключения внешних устройств, с пропускной способностью 5.3Mb/s при частоте шины 8MHz, интерфейс ISA позволяет адресовать до 16Mb памяти. Но она до сих пор пользуется большой популярностью среди пользователей компьютеров класса 486 и Pentium;

• шина PCI

PCI (Peripheral Component Interconnect – соединитель периферийных компонентов) – современная высокоскоростная шина для подсоединения внешних (периферийных) устройств со скоростью обмена до 500 Мбайт/с, а модификация PCI-Х имеет скорость 1 Гбайт/с;

• шина AGP

AGP (Advanced Graphic Port – улучшенный графический порт) – шина и разъём для подключения видеокарт со скоростью обмена от 256 Мбайт/с до 1,06 Гбайт/с; скорость обмена 256 Мбайт/с считается условной единицей измерения для видеокарт типа AGP, поэтому скорость 528 Мбайт/с принято обозначать AGP2х, а 1,06 Гбайт/с – AGP4х;

• шина PC Cards (старое название PCMCIA) — обычно только в ноутбуках

Интерфейс PC Card является универсальным для внешних устройств, подключаемых к компьютеру (как правило - портативному). Через шину PC Card подсоединяют модемы, модули памяти, контроллеры различного типа и прочие компоненты. Тактовая частота этой шины 33 МГц;

• шина SCSI

SCSI  (Small   Computer   System   Interface – интерфейс  малых

вычислительных систем) – шина, которая предназначена для подключения высокопроизводительных дисковых устройств; скорость обмена данными до 320 Мбайт/с;

• последовательная шина USB (Universal Serial Bus)

USB (Universal Serial Bus – универсальная последовательная шина) соответствует современному унифицированному стандарту на шину и разъём. К шине USB можно подключить до 127 внешних устройств одновременно. Скорость обмена данными до 12 Мбит/с, а у последней модификации шины USB 2.0 – до 60 Мбит/с;

• параллельный порт (LPT-порт) Centronics

Параллельный порт предназначен для подключения принтера, сканера, внешних дисководов и др.; данные передаются байтами со скоростью  около 2 Мбайт/с;

• последовательный порт (COM-порт) RS-232C

Последовательный порт предназначен для подключения низкоскоростных внешних устройств, таких как мышь, модем и тд.; данные передаются битами со скоростью около 100 Кбайт/с;

• последовательный инфракрасный порт IrDA

IrDA относится к категории  wireless (беспроводных) внешних интерфейсов,  однако в отличие от радио-интерфейсов, канал передачи информации создается с помощью оптических устройств. Опыт показывает, что среди других беспроводных линий передачи информации инфракрасный (ИК) открытый оптический канал является самым недорогим и удобным способом передачи данных на небольшие расстояния (до нескольких десятков метров).

Кроме этих внешних интерфейсов, компьютеры могут иметь разъемы для подключения внешнего монитора, клавиатуры, мыши. Некоторые компьютеры имеют встроенные модемы и сетевые адаптеры, тогда они располагают, соответственно, телефонным и сетевым внешними интерфейсами [6, с. 638-639].

Подключение стандартных  внешних устройств обычно не вызывает

никаких проблем: надо только присоединить устройство к компьютеру соответствующим стандартным кабелем  и (возможно) установить на компьютер программный драйвер. Знать особенности внешних интерфейсов пользователю в данном случае не обязательно. В случае инфракрасного порта не нужен даже кабель.

Гораздо сложнее ситуация, когда к компьютеру требуется  присоединить нестандартное внешнее устройство. В этом случае необходимо доскональное знание особенностей используемых интерфейсов и умение эффективно с ними работать.

Чаще всего для подключения  нестандартных внешних устройств  используются системная магистраль ISA, параллельный порт Centronics (LPT) и последовательный порт RS-232C (COM).

        Далее более подробно будут  рассмотрены шины SCSI и USB, а также порты LPT и СОМ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.3 Шины SCSI и USB

 

Для подключения устройств  внешней памяти в серверах и производительных рабочих станциях широко используется шина SCSI, которая обеспечивает скорость передачи данных до 320 Мбайт/с и позволяет подключить большое число устройств (7-15) в зависимости от реализации. Также её преимуществами являются большая длина кабеля (3-12м), позволяющая подключать внешние устройства, и обмен с памятью в режиме DMА¹.   Но у шины SCSI есть и свои недостатки. Это высокая стоимость, дорогие кабели (из-за того, что SCSI-интерфейс используют параллельную передачу), SCSI-интерфейс не является встроенным стандартным устройством (поэтому нужно или выбирать системную плату с таким встроенным интерфейсом, или приобретать РСI-карту интерфейса) и, наконец, последний недостаток – более сложное выставление номера SCSI-устройства [1, с. 127-128].

Интерфейс SCSI обеспечил возможность передачи команд нескольким устройствам так, чтобы выполнение команд происходило не последовательно, а одновременно. В процессе развития разработаны семейства интерфейсов SCSI-2, SCSI-3 с различными спецификациями [2, с. 101].

Первоначальный интерфейс SCSI был разработан в 1970 г. К шине можно подключить до 8 устройств, включая основной контроллер SCSI. Контроллер SCSI имеет собственную BIOS², которая управляет шиной SCSI,   освобождая   центральный   процессор.  Шина  SCSI – 8-разрядная,

тактовая частота – 5 МГц,  имеет  восемь  линий  данных,  линию чётности,

девять управляющих линий. Максимальная скорость передачи данных не

превышает 5 Мбайт/с. Интерфейс SCSI имеет большую чувствительность к качеству изготовления кабелей.

Интерфейс SCSI-2 (Fast SCSI) – это развитие стандарта, в котором тактовая частота и скорость передачи данных увеличены в два раза. Добавлены и стандартизированы команды доступа к периферийным устройствам. В стандарт SCSI-2 добавлена спецификация Wide (широкая), в которой количество информационных линий увеличено до 24. К шине можно подключать как 8-разрядные, так и 16-разрядные устройства.

В модификации SCSI-3 (Ultra SCSI) тактовая частота 20 МГц. Добавлены команды для некоторых графических устройств. Ultra Wide SCSI обеспечивает 16-разрядную передачу данных со скоростью до 40 Мбайт/с. Существует Wide спецификация этого стандарта, по которой поддерживается до 15 устройств [7, с. 66-67].

Одним из последних нововведений в архитектурах материнских плат является последовательная шина USB (Universal Serial Bus). В USB реализована возможность подключения большого количества периферийных устройств к компьютеру. При этом устройства могут включаться цепочками (каждое следующее устройство подключается к предыдущему). При подключении устройств к USB не нужно устанавливать платы в разъемы системной платы и реконфигурировать систему, кроме того, экономно используются такие важные системные ресурсы, как IRQ ³. При подключении периферийного оборудования к персональным компьютерам, оснащенным шиной USB, его настройка происходит автоматически, сразу после физического подключения, без перезагрузки или установки.

Пропускная способность шины USB версии 1.0 относительно не велика  и составляет до  12 Мбит/с, что  эквивалентно 1,5 Мбайт/с,  но для

таких устройств, как  клавиатура, мышь, модем, джойстик и др., этого достаточно. В реализации обычно имеется один двухканальный USB контроллер. Удобство шины состоит в том, что она практически исключает конфликты между различным оборудованием, позволяет подключать и отключать устройства в «горячем режиме» (не выключая компьютер) и позволяет объединять несколько компьютеров в простейшую сеть без применения специального оборудования и программного обеспечения.

Проблема низкой пропускной способности снимается с внедрением спецификации интерфейса USB 2.0, чья пиковая производительность достигает 480 Мбит/с. Такого значения вполне хватает для типичных USB-устройств: принтеров, офисных сканеров, цифровых фотокамер, джойстиков и прочих. Но все же для внешних накопителей, сканеров высокого класса, цифровых видеокамер требуется более скоростной интерфейс: IEEE 1394 или SCSI.