Литература

1. Кулаков В. Программирование на аппаратном уровне: специальный справочник. 2-е издание. – СПб.: Питер, 2003

2. Деревянко А.С. Системное программное обеспечение персональных ЭВМ. Учебное пособие. – Харьков: ХГПУ, 1994

3. Петер Нортон. Программно-аппаратная организация компьютера IBM PC.

4. Роберт Журден. Справочник программиста на персональном компьютере фирмы IBM.

Лабораторная работа №5 модемы

Теоретические сведения

Большое число периферийных устройств персонального компьютера подключается к адаптеру асинхронной последовательной связи. Перенос информации между адаптером и внешним устройством организуется по правилам последовательного асинхронного интерфейса RS-232. Наиболее часто адаптер асинхронной последовательной связи используется для организации обмена информацией между компьютерами с использованием телефонных линий связи. В этом случае внешним устройством является специальный аппаратный узел — модем (образован из слов МОдулятор - ДЕМодулятор).

Применение модемов позволяет организовать связь с относительно малыми затратами на аппаратную реализацию при практически неограниченной дальности, т.е. позволяет получить глобальный вид связи.

Принципы реализации модемной связи. Под модемной связью понимается такая система передачи данных, в которой приемником и передатчиком служит модем, а в качестве канала передачи выступает коммутируемая телефонная сеть общего пользования (КТСОП). Но модем, как устройство, не является оконечным потребителем или источником информации. Он предназначен только для передачи, а оконечным устройством является компьютер, к которому он подключён. Таким образом, данная система передачи данных (СПД), организованная для связи двух компьютеров (рисунок 1), представляет собой следующее:

• оконечное оборудование данных в точке А;

• интерфейс между оконечным оборудованием данных и аппаратурой канала данных в точке А;

• аппаратура канала данных в точке А;

• канал передачи между точками А и В;

• аппаратура канала данных в точке В;

• интерфейс между оконечным оборудованием данных и аппаратурой канала данных в точке В;

• оконечное оборудование данных в точке В.

Рисунок 1 - Система передачи данных компьютер-компьютер через модемную связь

Оконечное оборудование данных (ООД) – общий термин, используемый для обозначения оконечного прибора пользователя или его части (компьютер, принтер, плоттер и т.д.). ООД может быть как источником информации, так и её получателем, или и тем и другим вместе. Как правило, ООД передает и/или принимает информацию, используя для этой цели другие устройства – аппаратуру канала данных.

Аппаратура канала данных (АКД) также носит название аппаратуры передачи данных. Её функции состоят в обеспечении возможности передачи информации между двумя или большим числом АКД по каналу передачи. С этой целью аппаратура канала должна обеспечить соединение с ООД с одной стороны, и с каналом передачи – с другой. В качестве АКД обычно выступает модем.

Под интерфейсом понимается программно-аппаратные (в данном случае только аппаратные) средства, обеспечивающие взаимодействие двух систем или процессов в точке их сопряжения. В стандартном исполнении, когда модем является внешним устройством, интерфейсом является стандарт RS–232C (RS – Recommended Standard – рекомендуемый стандарт) разработанный Ассоциацией электронной промышленности США (Electronic Industries Association – EIA). В нашей стране подобный стандарт закреплен ГОСТ 18145-81.

Наличие данных и приёмно-передающего устройства ещё не означает возможность обмена. Для этого необходимы набор правил, управляющих совместной работой, и определение форматов, описывающих язык общения и представление информации. Сводная характеристика передаваемого в интерфейс слова называется форматом слова.

Передача информации между источником и приемником возможна тогда, когда они используют одинаковый формат слова. Только в этом случае приемник может обнаружить конец слова. При передаче слов информации реализуется так называемый старт-стопный метод. Его суть в том, что каждое передаваемое слово начинается старт-битом, позволяющим приемнику определить начало передачи слова. Затем передается бит за битом байт информации. Завершение передачи слова отмечается специальными стоп-битами. Электрически логическому нулю в интерфейсе соответствует высокий потенциал +12 В, а логической единице — 0 В. Старт-бит — это всегда единица, стоп-бит — всегда нуль.

Если приемник полагает, что наступило время принимать стоп-биты (логический ноль), но из интерфейса поступает логическая единица, приемник фиксирует ошибку кодирования. Формат слова определяет следующие особенности переноса информации через интерфейс:

• число битов, используемых для кодирования самого переносимого символа;

• наличие или отсутствие контроля по четности;

• способ формирования контрольного бита;

• число стоп-битов.

Линии интерфейса RS-232. Полный стандарт RS-232C включает 25 линий, но на практике используется лишь некоторое их подмножество (таблица 1). Обмен сигналами между адаптером компьютера и мо­демом строится по стандартизованному сценарию, в ко­тором каждый сигнал генерируется сторонами лишь после наступления определенных условий или, говоря образно, "одна сторона ожидает реплики партнера и только потом произносит следующее слово". Такая процедура обмена информацией называется запрос - ответным режимом, или "рукопожатием" (handshaking).

Большинство из приве­денных в таблице 1 сигналов как раз и нужны для аппаратной реализации "рукопожатия" между адаптером и модемом. Обмен сигналами между сторонами интерфейса RS-232 выглядит так:

• компьютер после включения питания выставляет сигнал DTR, который постоянно удерживается активным. Если модем включен в электросеть и исправен, он отве­чает компьютеру сигналом DSR. Этот сигнал служит подтверждением того, что DTR принят, и информирует компьютер о готовности модема к приему информации;

• если компьютер получил сигнал DSR и хочет пе­редать данные, он выставляет сигнал RTS;

• если модем готов принимать данные, он отвечает сигналом CTS. Он служит для компьютера подтвержде­нием того, что RTS получен модемом и модем готов принять данные от компьютера. С этого момента адаптер компьютера может бит за битом передавать информацию по линии TXD;

• получив байт данных, модем может сбросить свой сигнал CTS, информируя компьютер о необходимости "притормозить" передачу следующего байта, например из-за переполнения внутреннего буфера;

• программа компьютера, обнаружив сброс CTS, прекра­щает передачу данных, ожидая повторного появления CTS.

Таблица 1