Кафедра К3
Прикладная математика, информатика
и вычислительная техника
Интерфейсы периферийных устройств
Преподаватель: Степанов Игорь Михайлович
Направление подготовки: 654600 «Информатика и вычислительная техника»
Специальность: 230101 (220100) «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети»
Семестры: 8, 9
Вид итогового контроля:
зачет — 8 семестр
экзамен — 9 семестр
Содержание курса:
-
Основные принципы построения интерфейсов периферийных устройств
1.1. Общие принципы организации связи периферийных устройств с ЭВМ и ВС
- Принципы унификации управления обменом
- Системные, локальные, приборные интерфейсы и интерфейсы периферийных устройств: стандартизация интерфейсов
- Организация данных: логическая организация в различных периферийных устройствах
- Контролеры: назначение, общие принципы функционирования
- Общие сведения о каналах обмена, основные виды каналов обмена
- Основные принципы организации обменов периферийных устройств с ЭВМ и ВС
1.2. Логическая организация данных периферийных устройств
- Структура данных: файлы, кластеры, записи, символы
- Основные виды логической организации данных: последовательная, списочная, библиотечная (по разделам); форматы записей: фиксированная, переменная, неопределенная
1.3. Физическая организация данных периферийных устройств
- Зависимость физической организации данных от вида периферийных устройств. Физическая организация данных на дискетах и винчестерах
1.4. Контроллеры и адаптеры периферийных устройств
- Основные функции контроллеров и адаптеров и их техническая реализация
- Работа контроллеров основных типов периферийных устройств: клавиатуры, печатающих и графических устройств, мониторов
- Контроллеры дисководов, контроллеры лентопротяжных устройств. Контроллеры винчестеров
1.5. Шины обмена
- Основные виды шин обмена
- Интерфейсы: назначение и структура
- Международные стандарты интерфейсов: основные типы, структура
- Методы ускорения обменов в системах. Шины ISA, PCI, AGP
1.6. Порты ввода-вывода
- Назначение портов ввода-вывода
- Аппаратная реализация портов ввода-вывода
- Программное обращение ЭВМ к портам ввода-вывода
- Унификация программного обеспечения управления связью периферийных устройств с ЭВМ через порты ввода-вывода
1.7. Драйверы периферийных устройств
- Назначение драйверов
- Принципы построения и функционирования драйверов
- Специализация драйверов: драйверы клавиатур, драйверы принтеров
- Драйверы мониторов
- Драйверы винчестеров и CD-ROM
1.8. Организация обменов периферийных устройств с ЭВМ и ВС
- Системы управления вводом-выводом в составе операционных систем
- Назначение, состав и функционирование BIOS
- Программы прерывания обработки запросов периферийных устройств
- Взаимодействие работы BIOS, драйверов, контроллеров и периферийных устройств
- Совмещение процесса обмена данными между ОЗУ и периферийными устройствами с процессом обработки задач в ЭВМ и ВС.
-
Интерфейсы основных периферийных устройств
2.1. Унификация интерфейсов основных видов периферийных устройств
- Классификация периферийных устройств
- Основные виды периферийных устройств: устройства ввода, устройства вывода, внешние запоминающие устройства
- Краткие сведения об основных принципах построения периферийных устройств: используемые способы и методы
- Состояние и перспективы развития рынка периферийных устройств
- Драйверы периферийных устройств
2.2. Интерфейсы устройств ввода символьной информации (клавиатура)
- Краткие сведения о принципах построения и функционирования клавиатуры
- Структура и состав основных полей клавиш
- Эргономические требования к устройствам ввода
- Перспективные разработки новых типов клавиатур. СКАН-коды клавиш
- Программы BIOS и DOS для работы с клавиатурой
2.3. Интерфейсы устройств ввода графической информации
- Способы восприятия и преобразования графических изображений
- Принципы построения и работы сканеров
- Технические характеристики: разрешающая способность, точность, быстродействие, размеры изображений
- Драйверы устройств ввода графической информации
2.4. Интерфейсы читающих автоматов
- Способы восприятия и методы автоматического распознавания символов
- Надежность распознавания символов
- Аппаратное и программное обеспечение читающих автоматов
2.5. Интерфейсы устройств типа «мышь»
- Принципы работы устройств типа «мышь»
- Различные виды устройств типа «мышь»
- Программное обеспечение интерфейсов устройств типа «мышь»
- Драйверы различных видов устройств типа «мышь»
2.6. Интерфейсы устройств визуального отображения информации
- Основные способы отображения (высвечивания) элемента изображения
- Методы формирования контуров символов и графических изображений
- Дисплейные процессоры и видеопамять: назначение, принципы построения и функционирования
- Цветные и черно-белые мониторы. Контурные и полутоновые изображения
- Технические характеристики промышленных образцов основных типов мониторов (ЭЛТ, жидкокристаллические)
- Текстовые и графические режимы работы мониторов. программное обеспечение интерфейсов устройств отображения информации
- Драйверы различных типов мониторов
- Защитные экраны
2.7. Интерфейсы принтеров (текстовый режим)
- Принципы построения печатающих устройств
- Разнообразие типов печатающих устройств
- Программное обеспечение интерфейсов принтеров
- Драйверы матричных, струйных и лазерных принтеров
2.8. Интерфейсы принтеров (графический режим)
- Методы реализации графического режима в принтерах
- ЕSС - последовательность управления принтерами
- Общее программное обеспечение принтеров для графического режима
- Драйверы матричных, струйных и лазерных принтеров для графического режима
2.9. Форматы графических файлов
- Форматы векторных графических файлов
- Форматы растровых графических файлов
2.10. Методы сжатия файлов
- Архивирование текстовых файлов
- Сжатие растровых изображений
- Восстановление сжатых растровых изображений
2.11. Интерфейсы плоттеров
- Способы и методы формирования линий в плоттерах
- Планшетные и барабанные плоттеры
- Общее программное обеспечение интерфейсов плоттеров
2.12. Интерфейсы дисковых магнитных запоминающих устройств
- Общие принципы построения гибких и жестких дисков
- Структура данных на дисках
- Общее программное обеспечение интерфейсов дисковых запоминающих устройств
- Основные типы адаптеров винчестеров
- Драйверы жестких дисков
- Переносимые (карманные) винчестеры
- Программное обеспечение переносимых винчестеров
2.13. Шины (адаптеры) дисковых устройств
- Шина SCSI, шина IDE, шина IEEE
2.14. Интерфейс «Plug and Play» (p-n-p - технологии)
- USB-шины
- Технологии PnP интерфейсов
2.15. Интерфейсы CD-ROM и DVD
- Общие принципы построения и работы CD-ROM и DVD
- Структура данных на CD
- Общие принципы построения интерфейсов CD-ROM и DVD
- Общее системное программное обеспечение интерфейсов CD-ROM и DVD
- Драйверы различных типов CD-ROM и DVD.
-
Интерфейсы периферийных устройств специального назначения
3.1. Устройство связи ЭВМ и ВС с объектами управления
- Общий принцип организации связи ЭВМ и ВС с объектами управления
- Представление данных на объектах управления, устройства сопряжения управляющих ВС с объектами управления
- Передача данных
- Методы и средства контроля, защиты и восстановления передаваемых данных
- Волоконно-оптические и лазерные средства передачи данных
3.2. Преобразование форм представления данных
- Преобразование аналоговых сигналов в цифровые, теорема Котельникова
- Преобразование форм представления данных: аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи
- Преобразователи «угол-код»
- Защита от ошибок
- Коды Грея
- Контролирующие и корректирующие коды
3.3. Интерфейсы периферийных устройств основных классов систем управления объектом
- Основные классы систем управления
- ЦУП как сложная распределенная система управления
- Структура ЦУПа
- Интерфейсы периферийных устройств ЦУПа
- ЛА как сложная локальная система
- Структура ВС, управляющая ЛА
- Организация связи ЛА с ЦУПом
- Интерфейсы периферийных устройств ЛА
-
Интерфейсы периферийных устройств в системах дистанционного зондирования Земли
4.1. Основные способы, методы и средства дистанционного зондирования Земли
- Краткие сведения о способах, методах и средствах дистанционного зондирования Земли
- Оптические способы, радиолокационные способы
- Основные типы устройств дистанционного зондирования Земли, технические характеристики
4.2. Основные методы, способы и средства синтеза и обработки аэрокосмических снимков Земли
- Основные методы синтеза и обработки фотоснимков Земли
- Основные методы синтеза и обработки радиолокационных снимков Земли
- Параллельные вычисления при обработке аэрокосмических снимков
4.3. Интерфейсы периферийных устройств в системах дистанционного зондирования Земли
- Основные типы периферийных устройств в системах дистанционного зондирования Земли
- Организация связи периферийных устройств с ВС в системах дистанционного зондирования Земли
- Программное обеспечение периферийных устройств в системах дистанционного зондирования Земли
-
Интерфейсы мульти-медийных периферийных устройств
5.1. Интерфейсы звуковых систем
- Назначение и состав звуковых систем
- Звуковая карта
- Карта записи звука
- Оцифровка аналогового сигнала звука
- Запись цифровых кодов звука
- Канал воспроизведения
- Преобразование цифровых кодов звука в аналоговые сигналы
- Синтезаторы звука
- Основные типы синтезаторов
- FM-синтезаторы, WT-синтезаторы, синтезаторы на базе физического моделирования источников звука
- Программное обеспечение интерфейса звуковых систем
- Драйверы звуковых систем
5.2. Интерфейсы систем обработки TV-сигналов
- Общие принципы ввода и обработки TV-изображений
- Непосредственный ввод в компьютер сигналов с видеокамер
- Программное обеспечение интерфейсов TV систем
- Драйверы TV систем
Рекомендуемая литература:
- Колесниченко О. В., Шишигин И. В. Аппаратные средства РС. — СПб.: БХВ — Петербург, 2001 г. — 1024 с.
- Джордейн Р. Справочник программиста персональных компьютеров IBM PC, XT и AT. — М.: Финансы и статистика. 1992 г. — 543 с.
- Интерфейсы периферийных устройств // Степанов И. М. Конспекты лекций по дисциплине «Интерфейсы периферийных устройств» // СD-версия. — М.: МГУЛ, каф. ВТ, 2005 г.
Дополнительная литература:
- Иванов Е. Л., Степанов И. М., Хомяков К. С. Периферийные устройства ЭВМ и систем. Учебное пособие для втузов по спец. «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети». — М.: Высшая школа, 1987 г. — 319 с.
- Перспективы развития вычислительной техники: В 11 кн.: Справ. пособие / Под ред. Ю. В. Смирнова. Кн. 8. Периферийное и терминальное оборудование ЭВМ / Л. В. Семенов, В. Н. Абрамов, М. Т. Арутюнов и др. М.: Высшая школа, 1990.
- Агуров П. В. Последовательные интерфейсы ПК. Практика программирования. — СПб.: БХВ-Петербург, 2004. — 496 с.
- Белунцев В. Секреты BIOS. — СПб.: Питер, 2004. — 336 с.
- Windows XP Professional / М. Майнази. — М.: Лори, 2003. — 744 с.
Учебные и учебно-методические пособия:
- Степанов И. М. Интерфейсы периферийных устройств: Прерывания BIOS и MS DOS: учебное пособие. — М.: ГОУ ВПО МГУЛ, 2005. — 52 с.
- Степанов И. М. Операционная система MS DOS: основные команды MS DOS: справочное пособие. — М.: МГУЛ, 2007. — 36 с.
- Степанов И. М. Операционная система MS DOS: Основные команды MS DOS. Метод. пособие для выполнения лаб. работ. — М.: МГУЛ, 1998. — 28 с.
Учебные материалы: