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

Тема: Внешние интерфейсы ПК (порты LTM, COM, шины SCSI, USB)

Раздел: Бесплатные рефераты по информатике

Тип: Курсовая работа | Размер: 582.29K | Скачано: 283 | Добавлен 06.12.12 в 20:57 | Рейтинг: 0 | Еще Курсовые работы

Вуз: ВЗФЭИ

Год и город: Брянск 2012

Содержание

Введение

1. Теоретическая часть

1.1 Внешние интерфейсы ПК. Характеристика и назначение внешних интерфейсов

1.2 Порт  LPT

1.3 Порт COM

1.4 SCSI шина

1.5 USB  шина

2. Практическая часть

2.1. Общая характеристика задачи

2.2. Описание алгоритма решения задачи

2.3. Анализ полученных результатов

Заключение

Список использованной литературы

 

Введение

Персональный компьютер (ПК) - это комплекс взаимосвязанных устройств, каждое из которых выполняет определенные функции. Конкретный компьютер может работать с разным набором внешних (или периферийных) устройств, например, с принтером, модемом, сканером и так далее.

Понятие интерфейс (interface) определяет границу раздела двух систем, устройств или программ; элементы соединения и вспомогательные схемы управления, используемые для соединения устройств.

Эффективность использования ПК  определяется количеством и типами внешних устройств, которые могут применяться в его составе. Внешние устройства обеспечивают взаимодействие пользователя с ПК. Их называют внешними интерфейсами ПК: порты LPT, CОМ, шины SCSI, USB, ИК порт, Bluetooth,  Флэш - накопители.

Трудно представить современную жизнь без цифровых технологий. Благодаря этому стало возможным использовать такие привычные вещи, как компьютер, телефон, ноутбуки и так далее.… Поэтому данная тема курсовой работы является актуальной в настоящее время.

Целью курсовой работы является рассмотрение темы: Внешние интерфейсы ПК (порты LTM, COM, шины SCSI, USB).

Для достижения цели курсовой работы, рассмотрим следующие задачи: общую характеристику внешних интерфейсов, их  назначение, область использования, рассмотрение шин SCSI, USB и портов LTP и COM.

Объектом изучения являются внешние интерфейсы ПК.

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

В заключении курсовой работы сделаем некоторые выводы.

 

1. Теоретическая часть

1.1 Внешние интерфейсы ПК. Характеристика и назначение внешних интерфейсов

Рассмотрим устройство компьютера на примере распространенной компьютерной системы – персонального компьютера (ПК).

Компьютер можно собирать из отдельных узлов и деталей, разработанных и изготовленных независимыми фирмами-изготовителями.  Так же компьютер легко расширяется и модернизируется за счет наличия внутренних расширительных гнезд, в которые пользователь может вставлять разнообразные устройства, удовлетворяющие заданному стандарту.

Интерфейс – это средство сопряжения двух устройств, в котором все физические и логические параметры согласуются между собой.

Если интерфейс является общепринятым, например, утвержденным на уровне международных соглашений, то он называется стандартным.

Каждый из функциональных элементов (память, монитор или другое устройство) связан с шиной определенного типа – адресной, управляющей или шиной данных. Для согласования интерфейсов периферийные устройства подключаются через свои адаптеры и порты.

Порты устройств представляют собой некие электронные схемы, содержащие один или несколько регистров ввода-вывода и позволяющие подключать периферийные устройства компьютера к внешним шинам микропроцессора.

Портами также называют устройства стандартного интерфейса: последовательный, параллельный и игровой порты (или интерфейсы).

Последовательный порт обменивается данными с процессором побайтно, а с внешними устройствами побитно. Параллельный порт получает и посылает данные побайтно.

К последовательному порту обычно подсоединяют медленно действующие или достаточно удаленные устройства, такие, как мышь и модем. К параллельному порту подсоединяют более “быстрые” устройства – принтер и сканер.

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

- шина SCSI (Small   Computer   System   Interface –  интерфейс   малых вычислительных систем) – шина, которая предназначена для подключения высокопроизводительных дисковых устройств;

- последовательная шина 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;

- параллельный порт (LPT-порт) - предназначен для подключения принтера, сканера, внешних дисководов и другие;

- последовательный порт (COM-порт) - предназначен для подключения низкоскоростных внешних устройств, таких как мышь, модем и т.д.;

Кроме этих внешних интерфейсов, компьютеры могут иметь разъемы для подключения внешнего монитора, клавиатуры, мыши. 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.

Далее рассмотрим более подробно порты LTM, COM и шины SCSI, USB.

 

1.2 Порт  LPT

Параллельный интерфейс был введен в персональный компьютер (ПК) для подключения принтера (отсюда и аббревиатура LPT – Line printer – построчный принтер). Однако  параллельный интерфейс стал использоваться для подключения других периферийных устройств – сканеров, дисководов типа Zip и ряда других устройств.

В основе данного стандарта лежит интерфейс Centronics и его расширенные версии (ECP, EPP).

Существовало несколько вариантов стандарта LPT. Самый первый,  отличался тем, что мог передавать данные только в одну сторону (к принтеру). Далее возник стандарт BPP , обеспечивавший полностью двусторонний обмен.

Одно время, кроме принтеров, к LPT модно было подключать сканеры, внешние диски и даже цифровые камеры (собственно, протокол ECP и создавался для подобных целей), однако появление USB свело на нет подобное использование.

Подключение сканера к LPT-порту (рис 1)  эффективно, только если порт обеспечивает, хотя бы двунаправленный режим (Bi-Di), поскольку в основном здесь используется ввод.

Рис 1. 25-контактный разъём DB-25, используемый как LPT-порт на персональных компьютерах

 

1.3 Порт COM

Последовательный интерфейс СОМ-порт появился в первых моделях IBM PC. Был реализован на микросхеме асинхронного приемопередатчика Intel 8250. Порт имел поддержку BIOS, однако широко применялось (и применяется) взаимодействие с портом на уровне регистров. Поэтому во всех PC совместимых компьютерах для последовательного интерфейса применяют микросхемы приемопередатчиков, совместимые с i8250. В ряде отечественных PC-совместимых (почти) компьютеров для последовательного интерфейса применялась микросхема КР580ВВ51. Однако эта микросхема является универсальным синхронно-асинхронным приемопередатчиком.      Совместимости с PC на уровне регистров СОМ-порта такие компьютеры не имеют. Совместимость на уровне регистров СОМ-порта считается необходимой.

Последовательный порт (СОМ), в основном, используется для подключения мыши, модема, соединения двух компьютеров (рис 2). Термин последовательный означает, что передача данных осуществляется по одиночному проводнику, а биты при этом передаются последовательно, один за другим.

Основой последовательного адаптера является микросхема UART . Обычно используется микросхема UART 16550A. Она имеет 16-символьный буфер на прием и на передачу и, кроме того, может использовать несколько каналов прямого доступа в память DMA. При передаче микросхема UART преобразует параллельный код в последовательный и передает его побитно в линию, обрамляя исходную последовательность битами старта, останова и контроля. При приеме данных UART преобразует последовательный код в параллельный (разумеется, опуская служебные символы). Непременным условием правильной передачи (приема) является одинаковая скорость работы приемного и передающего UART, что обеспечивается стабильной частотой кварцевого резонатора.

Развитие интерфейсов СОМ и LPT было реализовано соответственно стандартами RS-422/485 и IEEE-1284 (ЕСР/ЕРР), обеспечившими значительное увеличение скорости передачи до 10 и 24 Мбит/с. Стандарт IEEE-1284 также позволил реализовать упаковку-распаковку данных по широко используемому алгоритму RLE на "лету" непосредственно в процессе их передачи, что дополнительно повысило скорость передачи. Однако и эти стандарты не решали вопроса увеличения общего количества подключаемых к компьютеру  устройств, поскольку к  каждому из  портов можно было подключить только одно устройство.

Рис 2. Наружные разъёмы 
материнской платы: PS/2 (1 — мышь, 2 — клавиатура), 100BASE-T 8P8C (3), USB (4), RS-232 DE-9 (5),IEEE 1284 (LPT) DB-25 (6), видеопорт VGA (7), игровой порт (8)) и аудиоразъемы мини-TRS (9)

Рис 3. Разъём DE-9, используемый для интерфейса RS-232

 

1.4 SCSI шина

Шина – это канал пересылки данных, используемый совместно различными блоками системы. Она может представлять собой набор проводящих линий, вытравленных на печатной плате, провода, припаянные к выводам разъемов, в которые вставляются печатные платы, либо плоский кабель. Основными характеристиками шин являются разрядность передаваемых данных и скорость передачи данных.

Наибольший интерес вызывают два типа шин – системный и локальный.

Системная шина предназначена для обеспечения передачи данных между периферийными устройствами (ПК) и центральным процессором, а также оперативной памятью.

Локальной шиной, как правило, называется шина, непосредственно подключенная к контактам микропроцессора, то есть шина процессора.

Шина SCSI – это шина ввода-вывода, а не системная шина и не интерфейс приборного уровня. Интерфейс SCSI повышает гибкость и вычислительную мощность системы, поскольку он позволяет подключить к одной шине несколько разных ПУ, которые могут непосредственно взаимодействовать друг с другом. К шине могут подключаться: дисковые внутренние и внешние накопители (CD-ROM, винчестеры, сменные винчестеры, магнитооптические диски и др.);  стримеры;  сканеры; фото- и видеокамеры; другое оборудование, применяемое не только для IBM PC.

Шина SCSI предусматривает возможность подключения до восьми устройств. На первый взгляд это может показаться довольно серьезным ограничением, однако, если учесть, что каждое устройство может представлять восемь  логических блоков, а каждый логический блок – 256 логических подблоков, то очевидно, что возможности расширения здесь более чем предостаточные.

Режим обмена по SCSI-шине может быть:

• асинхронным, или синхронным с согласованием скорости (Synchronous Negotiation), где передача данных контролируется по паритету.

Дополнительные расширения спецификации SCSI-2:

- Fast - удвоение скорости синхронной передачи (частота шины 10МГц).

- Ultra – сверхскоростной интерфейс (частота шины 20МГц).

- Wide – увеличение разрядности до 16-ти бит, реже 32-х бит.

Наилучшую скорость передачи данных обеспечивает интерфейс Ultra 3 SCSI (модификация  SCSI)-160 Мбайт/с. Преимущества SCSI проявляются наиболее ярко в тех компьютерах, которые используют многозадачные операционные системы или выполняют роль серверов, то есть там, где требуется параллельная работа нескольких устройств.

Интерфейс контроллера SCSI и системной шины может быть как совсем простым, так и более сложным.

Шина SCSI распространена в больших серверных системах, в системах по обработке графических данных и т.п. Шина SCSI распространения не получила из-за своей дороговизны.

 

1.5 USB  шина

Шина USB (Universal Serial Bus) - это универсальная последовательная шина. Она является промышленным стандартом расширения архитектуры ПК, ориентированным на интеграцию с телефонией и устройствами бытовой электроники. С середины 1996 года выпускаются ПК со встроенным контроллером USB. Появились модемы, клавиатуры, сканеры, динамики и другие устройства ввода/вывода с поддержкой USB, а также мониторов с USB-адаптерами - они играют роль концентраторов для подключения других устройств. USB обеспечивает одновременный обмен данными между компьютером и множеством ПУ.

Шина позволяет подключать, конфигурировать, использовать и отключать устройства во время работы хоста и самих устройств.

Устройства USB могут являться хабами, функциями или их комбинацией. Хаб (Hub) является кабельным концентратором. Хаб состоит из двух частей - контроллера (Hub Controller) и повторителя (Hub Repeater). Повторитель представляет собой управляемый ключ, соединяющий выходной порт со входным. Он имеет средства поддержки сброса и приостановки передачи сигналов. Контроллер содержит регистры для взаимодействия с хостом. Доступ к регистрам осуществляется по специфическим командам обращения к хабу. Команды позволяют конфигурировать хаб, управлять нисходящими портами и наблюдать их состояние. Он обеспечивает дополнительные точки подключения устройств к шине. Функции (Function) USB предоставляют системе дополнительные возможности, например подключение к ISDN (телефонный адаптер), цифровой джойстик, акустические колонки с цифровым интерфейсом и т. п.

Функции представляют собой устройства, способные передавать или принимать данные или управляющую информацию по шине. Функции представляют собой отдельные ПУ с кабелем, подключаемым к порту хаба. Работой всей системы USB управляет хост-контроллер (Host Controller), являющийся программно-аппаратной подсистемой хост-компьютера.

Стандарт USB определяет электрические и механические спецификации шины. Информационные сигналы и питающее напряжение 5В. передаются по четырехпроходному кабелю.

Шина имеет два режима передачи. Полная скорость передачи сигналов USB составляет 12 Мбит/с, низкая - 1,5 Мбит/с. Для полной скорости используется экранированная витая пара с импедансом 90 Ом и длиной сегмента до 5 м, для низкой – не витая неэкранированная, кабель до 3 м. Низкоскоростные кабели и устройства дешевле высокоскоростных. Одна и та же система может одновременно использовать оба режима; переключение для устройств осуществляется прозрачно.

Низкая скорость предназначена для работы с небольшим количеством ПУ. Скорость, используемая устройством, подключенным к конкретному порту, определяется хабом по уровням сигналов.

Так же управление энергопотреблением является весьма развитой функцией USB. Для устройств, питающихся от шины, мощность ограничена. Любое устройство при подключении не должно потреблять от шины ток, превышающий 100 мА.

Сигналы синхронизации кодируются вместе с данными по методу NRZI (Non Return to Zero Invert), его работу иллюстрирует рис 4. Каждому пакету предшествует поле синхронизации SYNC, позволяющее приемнику настроиться на частоту передатчика. Кабель также имеет линии VBus и GND для передачи питающего напряжения 5 В к устройствам. Сечение проводников выбирается в соответствии с длиной сегмента для обеспечения гарантированного уровня сигнала и питающего напряжения.

Рис 4.  Кодирование данных по методу NRZI

Питание устройств USB возможно от кабеля (Bus-Powered Devices) или от собственного блока питания (Self-Powered Devices). Хост обеспечивает питанием непосредственно подключенные к нему ПУ. Каждый хаб, в свою очередь, обеспечивает питание устройств, подключенных к его нисходящим портам. При некоторых ограничениях топологии допускается применение хабов, питающихся от шины. На рис 5  приведен пример схемы соединения устройств USB. Здесь клавиатура, перо и мышь могут питаться от шины.

Рис 5.  Пример подключения USB устройств

С точки зрения конечного пользователя, привлекательны следующие черты USB:

- простота кабельной системы и подключений;

- скрытие подробностей электрического подключения от конечного пользователя;

- самоидентифицирующиеся ПУ, автоматическая связь устройств с драйверами и конфигурирование.

- возможность динамического подключения и конфигурирования ПУ.

Устройство USB flash drive давно стали необходимыми, так как практически вытеснили дискеты, с тех пор как на всех компьютерах появился USB (рис.6).

Технологический процесс развивается невиданными темпами, и новые процессоры появляются буквально со скоростью грибов после дождя.

Возрастающие объёмы флэш-накопителей объясняются не реальными потребностями пользователей, а стремительным прогрессом техники и технологии. Ёмкость существующая: 64,128,256,512 Мб и 1,2,4,8,6 Гб.

Рис 6. Модели флеш-накопителей

 

2. Практическая часть

2.1. Общая характеристика задачи

Наименование экономической задачи: на предприятии бухгалтерия осуществляет деятельность, связанную с ведением журнала расчета подоходного налога с зарплат сотрудников в разрезе подразделений.

Цель:

1. Построить таблицы.
2. Организовать автоматический расчет и заполнение графы журнала на доходы с физических лиц (НДФЛ): «Наименование подразделения», «НДФЛ».
3. Настроить проверку в поле «Вид места работы» на вводимые значения с выводом сообщения об ошибке.
4. Определить помесячную сумму уплаченного сотрудником налога (за несколько месяцев).
5. Определить общую сумму НДФЛ по каждому подразделению.
6. Определить общую перечисляемую организацией сумму НДФЛ за месяц.
7. Построить гистограмму по данным сводной таблицы.

Таблица «Подразделения»

Код подразделения	Наименование подразделения
1	АХО
2	1 цех
3	2 цех
4	Бухгалтерия
5	Склад

НДФЛ, %	Стандартный вычет на сотрудника	Вычет на одного ребенка	Вычет по инвалидности
13	400	300	400

Таблица «Журнал расчета»

Дата начислений	Таб. номер	ФИО сотрудника	Код подразделения	Наименование подразделения	Начислена зарплата	Вид места работы	Количество детей	Льгота по инвалидности	НДФЛ
30.11.05	101	Иванов С.М.	1		8254	основное	1
30.11.05	102	Воробьева B.C.	4		7456	не основное	2
30.11.05	103	Сидоров B.C.	2		6385	основное
30.11.05	104	Васильев В.И.	3		7214	основное		инвалид
30.11.05	105	Емельянов И.П.	2		8023	основное	3
30.11.05	106	Петров П.В.	3		6595	основное	1
30.11.05	107	Семенова И.О.	4		8645	основное	1	инвалид
30.11.05	108	Сомова B.C.	5		4550	основное
30.11.05	109	Печкина С.И.	1		6224	не основное	1
30.11.05	110	Яшин С.Н.	1		10 364	основное
31.12.05	101	Иванов С.М.	1		8254	основное	1
31.12.05	102	Воробьева B.C.	4		7456	не основное	2
31.12.05	103	Сидоров B.C.	2		6385	основное
31.12.05	104	Васильев В.И.	3		7214	основное		инвалид
31.12.05	105	Емельянов И.П.	2		8023	основное	3
31.12.05	106	Петров П.В.	3		6595	основное	1
31.12.05	107	Семенова И.О.	4		8645	основное	1	инвалид
31.12.05	108	Сомова B.C.	5		4550	основное
31.12.05	109	Печкина С.И.	1		6224	не основное	1
31.12.05	110	Яшин С.Н.	1		10 364	основное

 

Описание алгоритма решения задачи смотрите в файле!

 

Заключение

Современную жизнь представить без современной техники просто невозможно. Ни одна фирма не обходится без помощи компьютеров. Хранение данных, написание документов, составление графиков, таблиц, расписаний, создание презентаций - во всем в этом нам помогает компьютер, и помогает успешно.

А внешние интерфейсы ПК ( порты LPT, COM, шины SCSI, USB, Bluetooth, ИК-порт, Флэш-накопители с USB-интерфейсом ) – это дополнение к ПК: без которых уже нашу жизнь нельзя представить.

В теоретической части мы изучили внешние интерфейсы ПК, с которыми работает компьютер, их разновидности, предназначение и технические характеристики.

В результате выполнения курсовой работы мы на практике познакомились с проектированием таблиц для решений экономических задач.

Беспроводной вариант USB- это будущее компьютерных технологий. Этот интерфейс в мире сейчас является самым популярным. Шина USB представляет собой новую спецификацию порта, управляющая различными периферийными устройствами. Эта спецификация предназначена для замены всех последовательных, параллельных, клавиатурных и мышиных портов на универсальный разъем единого стандарта, к которому можно будет с легкостью подключать разнообразные устройства, такие, как мышь, клавиатура, принтер, сканер и другие устройства.

Такое быстрое развитие компьютерных технологий даёт нам  многое узнать. Благодаря этому, мы усовершенствуемся, ориентируемся в мире, получаем новые знания.

Итогом курсовой работы стал проведенный методический анализ темы «Внешние интерфейсы ПК (порты LTM, COM, шины SCSI, USB» дисциплины «Информатика». Таким образом, в ходе данной курсовой работы были решены следующие задачи:

1) раскрыто содержание и информация о портах LPT и COM  ;

2) изучена SCSI и USB  шины.

Так же был   проведен отбор учебного материала; проведен структурно-логический анализ; проведена методическая редукция темы; конкретизированы  цели курсовой работы;

Таким образом, следует считать, что задачи курсовой работы решены, и цель исследования достигнута.

 

Список использованной литературы

1. Агальцов В.П. Информатика для экономистов: учебник / В. П. Агальцов, В. М. Титов. – М.: Форум: ИНФРА-М, 2006.
2. Информатика в экономике: учебное пособие / под ред. Б.Е. Одинцова, А.Н. Романова. – М.: Вузовский учебник, 2007, 2008.
3. Информатика. Общий курс: учебник / Соавт.: А.Н. Гуда, М.А. Бутакова, Н.М. Нечитайло, А.В. Чернов; под общ. ред. В.И. Колесникова. – М.: Дашков и К, 2009.
4. Информатика: практикум для экономистов: учебное пособие / под ред. В.П. Косарева. – М.: Финансы и статистика: ИНФРА-М, 2009.
5. “Информатика” (КОПР2-ИНФ). Зарегистр. в Информационно-библиотечном фонде РФ, № гос. регистрации 50200100275от 27.07.2001.URL: http://repository.vzfei.ru/ (для доступа к информ. ресурсу требуется авторизация).
6. Компьютерная обучающая программа для студентов 2-го курса по дисциплине
7. Computerworld. – Электрон. журн. URL: http://www.osp.ru/cw/.
8. LAN. – Электрон. журн. URL: http://www.osp.ru/lan/.
9. Мир ПК. – Электрон. журн. URL: http://www.osp.pcworld/.

---

Понравилось? Нажмите на кнопочку ниже. Вам не сложно, а нам приятно).

---

Чтобы скачать бесплатно Курсовые работы на максимальной скорости, зарегистрируйтесь или авторизуйтесь на сайте.

Важно! Все представленные Курсовые работы для бесплатного скачивания предназначены для составления плана или основы собственных научных трудов.

---

Друзья! У вас есть уникальная возможность помочь таким же студентам как и вы! Если наш сайт помог вам найти нужную работу, то вы, безусловно, понимаете как добавленная вами работа может облегчить труд другим.

Добавить работу

---

Если Курсовая работа, по Вашему мнению, плохого качества, или эту работу Вы уже встречали, сообщите об этом нам.

---

Добавление отзыва к работе

Добавить отзыв могут только зарегистрированные пользователи.

---