Зміст

1. Вступна частина історія розвитку комп’ютерної техніки

2. Основна частина порти воду-виводу

   1. Загальні відомості про порти воду виводу

   2. Переваги послідовного порту з'єднання

   3. Універсальна послідовна шина USB та її характеристики

   4. Стандартні USB

      1. USB 2.0/Hi-Speed USB

      2. Стандарт USB On-The-Go

   5. Адаптери USB

   6. FireWire порти EEE-1394

   7. Стандартні послідовні паралельні порти

      1. Послідовні порти

      2. Паралельні порти

3. Заключна частина

4. Охорона праці

5. Список використаної літератури

1. Вступна частина історія розвитку комп’ютерної техніки.

Історія комп'ютера тісним чином є пов'язаний із спробами людини полегшити автоматизувати великі об'єми обчислень. Навіть прості арифметичні операції з великими числами скрутні для людського мозку. Тому вже в давнину з'явилося найпростіший рахунковий пристрій-абак. В сімнадцятому столітті була винайдена логарифмічна лінійка, що полегшує складні математичні розрахунки. В 1642 році Блез Паскаль сконструював восьмизарядний механізм, що підсумовує. Два сторіччя опісля в 1820 француз Шарль де Кольмар створив арифмометр, здатний проводити множення і розподіл. Цей прилад міцно зайняв своє місце на бухгалтерських столах. Всі основні ідеї, які лежать в основі роботи комп'ютерів, були висловлені ще в 1833 англійським математиком Чарльзом Беббіджом. Он розробив проект машини для виконання наукових і технічних розрахунків, де передбачив пристрої сучасного комп'ютера, а також його задачі. Для введення і виведення даних Беббідж пропонував використовувати перфокарти-листи з щільного паперу з інформацією, що наноситься за допомогою отворів. У той час перфокарти використовувалися в текстильній промисловості. Управління такою машиною повинне було здійснюватися програмним шляхом. Ідеї Беббіджа стали реально виконуватися в життя в кінці 19 століття. В 1888 американський інженер Герман Холлеріт сконструював першу електромеханічну рахункову машину. Ця машина, названа табулятором, могла прочитувати і сортувати статистичні записи, закодовані на перфокартах. В 1890 винахід Холлеріта було використано в 11-у американському переписі населення. Работа, яку 500 співробітників виконували на протязі семи років, Холлерит з 43 помічниками на 43 табуляторах виконав за один місяць. В 1896 Герман Холлеріт заснував фірму COMPUTING TOBULATING RECORDING COMPANY, яка стала основою для майбутньої Інтернешинал Бізнес Мешинс (IBM)-компанії що внесла гігантський внесок в розвиток світової комп'ютерної техніки. Подальший розвиток науки і техніки дозволив в 1940-х роках побудувати перші обчислювальні машини. В лютому 1944 на одному з підприємств Ай-Би-Ем в співпраці з ученими Гарвардського університету за замовленням ВМС США була створена машина «Марк-1».Это був монстр вагомий в  35 тонн. «Марк-1» був заснований на використовуванні електромеханічних реле і оперував десятковими числами, закодованими на перфострічці. Машина могла маніпулювати числами довгої до 23 розрядів. Для перемножування двох 23-розрядних чисел їй було необхідно 4 секунди. Але електромеханічні реле працювали недостатньо швидко. Тому вже в 1943 американці почали розробку альтернативного варіанту обчислювальної машини на основі електронних ламп. В 1946 була побудована перша електронна обчислювальна машина ENIAC. Її вага складала 30 тонн, вона вимагала для розміщення 170 квадратних метрів площі. Замість тисяч електромеханічних деталей ENIAC містив 18000 електронних ламп. Рахувала машина в двійковій системі і проводила 5000 операцій складання або 300 операцій множення в секунду.    Машини на електронних лампах працювали істотно швидше, але самі електронні лампи часто виходили з ладу. Для їх заміни в 1947 американці Джон Бардін, Уолтер Браттейн і Уїльям Бредфорд Шоклі запропонували використовувати винайдені ними стабільні перемикаючі напівпровідникові елементи-транзистори. Вдосконалення перших зразків обчислювальних машин привело в 1951 до створення комп'ютера UNIVAC став першим комп'ютером, що серійно випускався, а його перший екземпляр був переданий в Бюро перепису населення США. З активним упровадженням транзисторів в 1950-х роках зв'язано народження другого покоління комп'ютерів. Один транзистор був здатний замінити 40 електронних ламп. В результаті швидкодія машин зросло в 10 разів при істотному зменшенні ваги і розмірів. В комп'ютерах стали застосовувати пристрої, що запам'ятовують, з магнітних сердечників, здатні берегти великий об'єм інформації.  В 1959 були винайдені інтегральні мікросхеми (чіпи), в яких всі електронні компоненти разом з провідниками поміщалися усередині кремнієвої пластинки. Застосування чіпів в комп'ютерах дозволяє скоротити шляхи проходження струму при перемиканнях, і швидкість обчислень підвищується в десятки разів. Істотно зменшуються габарити машин. Поява чіпа знаменувала собою народження третього покоління комп'ютерів. До початку 1960-х років комп'ютери знайшли широке застосування для обробки великої кількості статистичних даних, виробництва наукових розрахунків, рішення оборонних задач, створення автоматизованих систем управління. Висока ціна, складність і дорожнеча обслуговування великих обчислювальних машин обмежували їх використовування в сферах багато кого. Проте процес мініатюризації комп'ютера дозволив в 1965 американській фірмі DIGITAL EQUIPMENT випустити мінікомп'ютер PDP-8 ціною в 20 тисяч доларів, що зробило комп'ютер доступним для середніх і дрібних комерційних компаній. В 1970 співробітник компанії INTEL Едвард Хофф створив перший мікропроцесор, розмістивши декілька інтегральних мікросхем на одному кремнієвому кристалі. Цей революційний винахід кардинально перевернув уявлення про комп'ютери як про громіздких, важкоатлетів монстрів. З мікропроцесором з'являються мікрокомп'ютери-комп'ютери четвертого покоління, здатні розміститися на письмовому столі користувача. В середині 1970-х років починають робитися спроби створення персонального комп’ютера-обчислювача машини, призначеної для приватного користувача. В другій половині 1970-х років з'являються найвдаліші зразки мікрокомп'ютерів американської фірми APPLE, але широке розповсюдження персональні комп'ютери отримали створенням в серпні 1981 року фірмою IBM моделі комп'ютера IBM PC. Застосуваня принципу відкритої архітектури, стандартизація основних комп'ютерних пристроїв і способів їх з'єднання  привели до масового виробництва клонів IBM PC, мировому розповсюдженню мікрокомп'ютерів у всьому світі. За останні десятиріччя 20 століття мікрокомп'ютери виконали значний еволюційний шлях, багато разів збільшили свою швидкодію і об'єми інформації, що переробляється, але остаточно витіснить мікрокомп'ютери і великі обчислювальні системи-мейнфрейми вони не змогли. Більш того, розвиток великих обчислювальних систем привів до створення суперкомп’ютера суперпродуктивної і супердорогої машини, здатної прораховувати модель ядерного вибуху або великого землетрусу. В кінці 20 століття людство вступило в стадію формування глобальної інформаційної мережі, яка здатна об'єднати можливості комп'ютерних систем.

2.1. Загальні відомості про порти воду-виводу.

У цій главі представлені основні порти введення виведення, якими оснащуються сучасні комп'ютерні системи. При цьому розглядаються як "успадковані" (legacy) послідовні і паралельні порти, якими комп'ютери оснащувалися з моменту своєї появи на ринку, так і більш сучасний порт Universal Serial Bus (USB), який прийшов їм на зміну, а також порт IEEE 1394 (i.LINK і FireWire). (IEEE - це абревіатура від Institute of Electrical and Electronic Engineers (Інститут інженерів по електротехніці і електроніці радіоелектроніці)). Хоча SCSI і IDE - це також інтерфейси введення-виводу, вони перш всього призначені для підключення зовнішніх пристроїв. Інтерфейс IDE розглянуто в розділі 7, а інтерфейс SCSI в сучасних комп'ютерах практично не використовується.

В даний час найбільш популярні такі високошвидкісні інтерфейси для підключення периферійних пристроїв до настільних ПК і ноутбуків, як Universal Serial Bus (USB) та IEEE 1394, який також називають i.LINK або FireWire. Кожен інтерфейс доступний в двох версіях: USB 1.1 і USB 2.0 EEE 1394a і IEEE 1394b (FireWire 800). Порти SB і IEEE 1394 являють собою високошвидкісні комунікаційні порти, за своїм можливостей значно виграють у своїх попередників - звичайних після довательних і паралельних портів. Їх також можна вважати і альтернативою інтерфейсу для периферійних пристроїв. Крім більш високої швидкодії, дані порти також забезпечують консолідацію пристроїв введення виведення, що означає можливість підключення до них периферійних пристроїв будь-якого типу

2.2. Переваги послідовного порту з'єднання.

Як вже зазначалося раніше, за своєю природою порти USB і IEEE 1394 є послідовними. При цьому дані передаються по одному біту по одному дроту за такт. В той же час паралельні порти (SCSI, ATA і LPT) припускають використання 8, 16 і більше проводів. Можна припустити, що за один і той же час через паралельний канал передається більше даних, ніж через послідовний, проте насправді збільшити пропускну здатність послідовного з'єднання набагато легше, ніж паралельного. Паралельне з'єднання має ряд недоліків, одним з яких є фазо перший зсув сигналу, із за чого довжина паралельних каналів, наприклад SCSI, обмежена (не повинна перевищувати 3 м). Проблема в тому, що, хоча 8-і 16-розрядні дані одночасно пересилаються передавачем, з-за затримок одні біти прибувають в приймач раніше других. Отже, чим довший кабель, тим більше час затримки між першим і по останнім прибулими бітами на приймальному кінці. Послідовна шина дозволяє одночасно передавати 1 біт даних. Завдяки відсутності затримок при передачі даних значно збільшується тактова частота. На приклад, максимальна швидкість передачі даних паралельного порту EPP/ECP досягає 2 Мбайт/с, в той час як порти IEEE 1394 (в яких використовується високошвидкісна технологія) підтримують швидкість передачі даних, що дорівнює 400 Мбіт/с (близько 50 Мбайт/с), тобто в 25 разів вище. Швидкість передачі даних сучасних інтерфейсів IEEE 1394b (FireWire 800) досягає 800 Мбіт/с (або близько 100 Мбайт/с), що в 50 разів перевищує швидкість передачі паралельного порту! Нарешті, швидкодія інтерфейсу USB 2.0 досягає 480 Мбіт/с (близько 60 Мбайт/с). Ще одна перевага послідовного способу передачі даних - можливість користування тільки одне або двопровідного каналу, тому перешкоди, що виникають при передачі, дуже малі, чого не можна сказати про паралельному з'єднанні. Вартість паралельних кабелів досить висока, оскільки дроти, призначені для паралельної передачі, не тільки використовуються у великій кількості, але і спеціальним чином укладаються, щоб запобігти виникненню перешкод, а це досить трудомісткий і дорогий процес. Кабелі для послідовної передачі даних, навпаки, дуже дешеві, так як складаються з декількох проводів і вимоги до їх екрануванню набагато нижчі, ніж у використовуваних для паралельних з'єднань. Саме тому, а також враховуючи вимоги зовнішнього периферійного інтерфейсу Plug and Play і необхідність усунення фізичного нагромадження портів в портативних комп'ютерах, були розроблені ці два високошвидкісні послідовні шини, використані вже сьогодні. Незважаючи на те що шина IEEE 1394 спочатку була призначена для вузькоспеціалізованого використання (наприклад, з відеокамерами стандарту DV), зараз вона застосовується і з іншими пристроями, наприклад професійними сканерами і зовнішніми жорсткими дисками.

3. Універсальна послідовна шина usb та її характеристики

В USB реалізована можливість підключення до комп'ютера великої кількості периферійних пристроїв. При підключенні пристроїв до USB не потрібно встановлювати плати в роз'ємів системної плати і реконфигурировать систему; крім того, економно використовується такі важливі системні ресурси, як IRQ (запити переривання). При підключенні периферійного обладнання до комп'ютерів, оснащеним шиною USB, його настройка про? Виходить автоматично, відразу після фізичного підключення, без перезавантаження або установки. Шина USB дозволяє одночасно використовувати до 127 пристроїв, причому такі периферійні пристрої, як монітор або клавіатура, можуть надавати додаткові роз'єми і виступати в якості концентраторів USB. Кабелі, роз'єми, концентратори і периферійних пристрої, що підтримують USB, можна визначити по значку, показаному на мал. 15.1. Зверніть увагу на символ "плюс", доданий до другого значку, - він означає стандарт USB 2.0 (Hi-Speed USB).

Підтримка USB 1.x Підтримка USB 2.0 і 1.x

Мал. 15.1 Логотип устройств USB

Основним ініціатором розробки стандарту USB виступила Intel. Починаючи з набору мікросхем системної логіки Triton II (82430HX), в якому стандарт USB був втілений в мікросхемі PIIX3 South Bridge, компанія Intel підтримує цей стандарт у всіх своїх наборах мікросхем системної логіки. Спільно з Intel над створенням універсальної послідовної шини працювали ще шість компаній, серед яких Compaq, Digital, IBM, Microsoft, NEC і Northern Telecom. Ними створили USB Implement Forum (USB? IF), метою якого є розвиток, підтримка і поширення архітектури USB. Перша версія USB анонсована в січні 1996 року, а версія 1.1 - в вересні 1998.В цієї специфікації більш детально описані концентратори та інші пристрої. Більшість пристроїв USB повинні бути сумісні зі специфікацією 1.1, навіть якщо вони ви? Пущені до її офіційного опублікування. В з'явилася відносно недавно специфікації USB 2.0 швидкість передачі даних в 40 разів вище, ніж в оригінальній USB 1.0; крім того, забезпечується повна зворотна сумісність пристроїв. Плати розширення PCI (для настільних систем) і плати PC Card Cardbus? Сумісних портативних комп'ютерів дозволяють модернізувати комп'ютери ранніх версій, що не мають вбудованих роз'ємів USB. В даний час практично всі системні плати мають в стандартній комплектації чотири і більше порту USB 2.0. Портативні комп'ютери відрізнялися більш низькою продуктивністю, що тривало до початку 2003 року, коли порти USB 2.0 з'явилися в ноутбуках в якості стандартних компонентів.