Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

Дніпропетровський коледж ракетно-космічного машинобудування

Дніпропетровського національного університету імені Олеся Гончара

ЗВІТ

з лабораторних робіт

з дисципліни «Перефирійні пристрої»

Спеціальність 5.05010201

Група КС-10-2

Виконав Моторя В.М.

Перевірив Панасенко К. В.

2013

Зміст

Лабораторна робота № 1 3

Лабораторна робота № 2 6

Лабораторна робота № 3 11

Лабораторна робота № 4 15

Лабораторна робота № 5 19

Лабораторна робота № 6 23

Лабораторна робота № 7 29

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 1-2

ТЕМА: Призначення та функції контролерів. Графічні та інтелектуальні контролери. Системні і локальні інтерфейси ПЕОМ

МЕТА: Отримати навички діагностиці сучасних контролерів в ПЕОМ і вивчити їх особливості.Вивчити шини і порти ПЕОМ, їх призначення, характеристики, зовнішній вигляд і вживання, загальну архітектуру; отримати навики по комутації системних і периферійних компонентів ПК, налаштуванню і введенню в роботу

1) Контроллер - специализированное техническое устройство, предназначенное для управления другими устройствами путем получения информации в виде цифровых данных или аналого-дискретного сигнала от внешнего устройства (ЭВМ, датчики или иное устройство), преобразования этой информации по специальному алгоритму и выдачи управляющих воздействий в виде цифрового или аналого-дискретного сигнала. Чаще всего контроллеры представляют собой программируемые устройства, имеющие в своем составе программируемые логические интегральные схемы (ПЛИС) или специализированные процессоры.

2) Анализ работы видео контроллера Mobile Intel® 965 Express Chipset Family

Итак, как мы видим из закладки «Общие»:

1. данное устройство работает нормально

2. тип устройства Видеоадаптеры

3. изготовитель Intel

4. подключение PCI шина

Далее рассмотрим закладку «Ресурсы»:

1. данному устройству выделены следующие диапазоны адресов памяти по каналу передачи данных между устройством и микропроцессором для считывания и записи информации: 5110-5117, 03B0-03ВВ, 03С0-03DF, 0B70-0B73, D800-D80F

2. диапазоны памяти для обработки данных 54000000-540FFFFF, 40000000-4FFFFFFFF,000A00000-000BFFFFFF

3. сигнал, отправляемый устройством для привлечения ресурсов процессора для приема или передачи данных для нашего устройства – 16. Данный уникальный номер запроса на прерывание позволяет приостановить текущие операции, выполняемые в данный момент процессором и передать управление специальной процедуре обработки прерывания.

4. также мы можем проконтролировать возможность конфликтных ситуаций, когда к одним и тем же системным ресурсам обращаются несколько устройств. В нашем случае таких конфликтов не обнаружено.

В заключении рассмотрим закладку «Драйвер»:

1. здесь мы можем просмотреть сведения о файлах установленных драйверов нашего контроллера с указанием пути их нахождения в системной области.

2. также возможно осуществление обновление драйвера

3. и если при обновлении устройством стало работать не корректно возможно восстановление предыдущего состояния работоспособного устройства.

Анализ работы видео контроллера Mobile Intel® 965 Express Chipset Family завершен.

4)

устройство

Любое оборудование, которое может быть подсоединено к локальной сети или компьютеру, например принтер, джойстик, адаптер, модем или другое периферийное оборудование. Для работы устройства под управлением ОС Windows требуется наличие драйвера устройства.

конфликт устройств

Конфликт, возникающий в том случае, если одни и те же системные ресурсы выделены двум или нескольким устройствам. Это могут быть линии запросов на прерывание (IRQ), каналы прямого доступа к памяти (DMA), порты ввода-вывода и адреса памяти.

драйвер устройства

Программное обеспечение, с помощью которого Windows может взаимодействовать с отдельным устройством. Драйвер устройства устанавливается для того, чтобы Windows могла работать с новым оборудованием.

конфигурация оборудования

Параметры ресурсов, выделенные для определенного устройства. Каждое из устройств компьютера имеет свою конфигурацию оборудования, которая может включать строки IRQ, каналы DMA, а также порт ввода-вывода или параметры адресов памяти.

порт ввода-вывода

Канал передачи данных между устройством и микропроцессором. Порт представляется в микропроцессоре как один или несколько адресов памяти, из которых можно прочитать или в которые можно записать данные.

прерывание

Запрос на привлечение ресурсов процессора. Когда процессор получает запрос на прерывание, его текущие операции приостанавливаются, статус работы сохраняется и управление передается специальной процедуре, называемой обработчиком прерывания, которая содержит инструкции обработки ситуации, вызвавшей прерывание.

запрос на прерывание

Сигнал, отправляемый устройством для привлечения ресурсов процессора в момент, когда оно готово для приема или передачи данных. Каждое устройство отправляет свои запросы на прерывание по отдельной аппаратной линии. Каждому устройству должен быть назначен уникальный номер запроса на прерывание.

адрес памяти

Часть памяти компьютера, которая может быть выделена устройству или использоваться программой или операционной системой. Устройству обычно выделяется диапазон адресов.

ресурсы

Некоторая часть компьютера или сети, такая как диск, принтер или память, которая может быть предоставлена выполняющейся программе или процессу.

В области управления устройствами - любой из четырех системных компонентов, управляющих работой устройств компьютера. Это могут быть линии запросов на прерывание (IRQ), каналы прямого доступа к памяти (DMA), порты ввода-вывода и адреса памяти.

5)

	Базовые адреса	Резервируемые порты I/O
клавиатуры	-	060-060  064-064
жестких и гибких дисков	00000000D3308000- 00000000D33087FF	4048-404F 4054-4057 4040-4047 4050-4053 4020-403F
видеоадаптеров	00000000D2000000- 00000000D1FFFFF	3000-307F 03B0-03BB 03C0-03DF
последовательных интерфейсов	-	-
параллельных интерфейсов	-	-

6)

Запрос	Источник	Приоритет	Номер вектора
NMI	Ошибка памяти или другая неисправимая ошибка в системе		02h
IRQ0	Системный таймер	1	08h
IRQ1	Клавиатура	2	09h
IRQ8	Часы реального времени	3	70h
IRQ9	Устройство на шине ISA	4	71h
IRQ10	Устройство на шине ISA	5	72h
IRQ11	Устройство на шине ISA	6	73h
IRQ12	Устройство на шине ISA	7	74h
IRQ13	Ошибка сопроцессора	9	75h
IRQ14	IDE контроллер	9	76h
IRQ15	Устройство на шине ISA	10	77h
IRQ6	Контроллер дисковода	14	0Eh

7. Каналы прямого доступа к памяти DMA используют переферийные устройства. Платы сбора данных требуют более одного канала ПДП.

1. Призначення та функції контролерів:

На материнскую плату устанавливаются контроллеры, которые обеспечивают подключение к компьютеру беспроводного и дополнительного оборудования, улучшают передачу данных и позволяют развивать ваш компьютер.  Перечислим контроллеры, которые могут встраиваться в материнскую плату:  Контроллер Bluetooth: обеспечивает возможность подключения к компьютеру беспроводных манипуляторов (мыши) и беспроводной клавиатуры, мобильного телефона и КПК. Скорость передачи данных — 720 Кб/с, радиус действия 10 метров.  Контроллер Ethernet — это сетевой адаптер. Скорость передачи информации 100 Мбит/с и 1000 Мбит/с. Некоторые материнские платы позволяют устанавливать два таких сетевых адаптера: они имеют два разъема RJ-45.  Контроллер IDE (Integrated Drive Electronics) — это интерфейс для подключения жестких дисков. Сейчас для жестких дисков применяется интерфейс S-ATA. Но контроллер IDE позволяет подключать CD и DVD. Основные разновидности IDE: UltraDMA 100 (скорость передачи 100 Мб/с) и UltraDMA 133 (скорость передачи данных 133 Мб/с).  Контроллер S-ATA позволяет подключать жесткие диски и обеспечивает скорость передачи данных 150 Мб/с. Модификация S-ATA II позволяет подключать жесткие диски, которые поддерживают S-ATA II, (при этом сразу несколько жестких дисков) и обеспечивает скорость передачи данных 300 Мб/с.  Контроллер SAS (Serial Attached SCSI) — это интерфейс, который позволяет подключать накопители стандартов SAS и SATA II.  Контроллер SCSI (Small Computer System Interface) — интерфейс для жестких дисков. Обеспечивает очень высокую скорость передачи данных. Он предназначен преимущественно для серверов. Различают две модификации указанного контроллера (с различной скоростью передачи информации): SCSI Ultra 160 (скорость передачи 160 Мб/с) и SCSI Ultra 320 (скорость 320 Мб/с).  Обзор режимов работы контроллеров IDE RAID:  RAID (Redundant Array of Independent Disks): возможность объединения нескольких дисковых носителей в единую систему.  RAID JBOD (Just A Bunch of Disks, набор дисков): возможность объединения нескольких независимых дисков в одну систему без увеличения скорости передачи данных.  RAID 0: возможность объединения дисков в одну систему с повышением скорости. При сбое на одном из дисков информация утрачивается на всех дисках.  RAID 1: возможность сохранения информации на двух жестких дисках. Если происходит сбой на одном из дисков, на другом сохраняются аналогичные данные.  RAID 10: четыре диска можно объединить в один массив попарно. В результате получаем два массива, которые дублируют друг друга.  RAID 5: возможность разбить данные на блоки и при потере восстанавливать данные с каждого блока.

2. Графічні та інтелектуальні контролери:

Графічний контролер – одна з основних підсистем доступу та керування відеопам’яттю, за допомогою якої відбувається обмін даними між центральним процесором і відеопам'яттю. Має можливість виконувати бітові операції над переданими даними.

Інтелектуальний контролер – мікросхема чи інтегрований блок процесора, що відповідає за послідовну обробку запитів напереривання від різних пристроїв

.

Хід роботи

1. Шина данных — шина, предназначенная для передачи информации. В компьютерной технике принято различать выводы устройств по назначению: одни для передачи информации (например, в виде сигналов низкого или высокого уровня), другие для сообщения всем устройствам (шина адреса) — кому эти данные предназначены.

Порт — обычно соединение (физическое или логическое), через которое принимаются и отправляются данные в компьютерах.

2. Физический (аппаратный) интерфейс — способ взаимодействия физических устройств. Чаще всего речь идёт о компьютерных портах.

• Сетевой интерфейс

• Сетевой шлюз — устройство, соединяющее локальную сеть с более крупной, например, Интернетом

• Шина (компьютер)

3. Локальна шина VL-Bus (VESA)

4. SATA-устройства идентифицируются номером порта контроллера интерфейса SATA, в то время как устройства SAS идентифицируются их WWN-идентификаторами. Для подключения SATA-устройства к домену SAS используется специальный протокол STP описывающий согласование идентификаторов SAS и SATA.

Устройства SATA 1 и SAS поддерживают тегированные очереди команд TCQ(В то же время, устройства SATA версии 2 поддерживают как TCQ, так и NCQ 

SATA использует набор команд ATA, который позволяет работать с жёсткими дисками, в то время как SAS поддерживает более широкий набор устройств, в том числе жёсткие диски, сканеры, принтеры и др. (Накопители на оптическом диске, подключаемые через SATA, на самом деле являются целевыми устройствами SCSI, для доставки SCSI команд к которым используется SATA);

Аппаратура SAS поддерживает связь инициатора с целевыми устройствами по нескольким независимым линиям: в зависимости от реализации можно повысить отказоустойчивость системы и/или увеличить скорость передачи данных. Интерфейс SATA версии 1 такой возможности не имеет. В то же время, интерфейс SATA версии 2 использует дубликаторы портов для повышения отказоустойчивости.

Как правило, разъёмы SAS значительно меньше разъёмов традиционного интерфейса SCSI, что позволяет использовать разъёмы SAS для подключения компактных накопителей размером 2,5 дюйма.

Преимущество SATA — в низком энергопотреблении и невысокой стоимости оборудования, а интерфейса SAS — большей надёжности.

5. Для согласования нагрузок на шине SCSI используют терминаторы, которые по электрическим свойствам делят на: пассивные, активные и FPT-терминаторы. Терминаторы требуют питания, для чего в интерфейсе имеются специальные линии TERMINATOR POWER.

Пассивные терминаторы – с импедансом 132 Ом, используются для SCSI-1. Представляют собой обычные резисторы.

Активные терминаторы – с импедансом 110 Ом. Представляют собой источник опорного напряжения (стабилизатор), вырабатывающий нужный потенциал, и каждая линия соединяется резистором 110 Ом с выходом этого источника.

6. Bus Master управляет шиной доступа к памяти и совместно с контроллером выполняет операции по считыванию данных с жесткого диска или CD-ROM непосредственно в память с помощью контроллера прямого доступа в память (DMA - Direct Memory Access).

Его поддерживают такие шины : ESA ,EISA ,MCA, PCI.

7. О

8. Від 1.5В до 12В.

9. У третій версії (специфікація AGP 3.0,2002 р.) шина AGP 8х передає вже 8 блоків за один такт, таким чином, швидкість передачі даних досягає 2,1 Гб/с. Також в стандарті була закладена можливість використання двох відеокарт (аналогічно ATI CrossFire, Nvidia SLI), проте ця можливість не була використана виробниками.

Стандарт АТА завжди встановлював максимальну довжину кабелю рівною 46 см. Якщо до одного шлейфу підключено два пристрої, один з них зазвичай називається що ведучім (master), а інший веденим (slave). Налаштування, що іменується cable select було описане як опціональне в специфікації АТА-1 і стало широко поширене починаючи з АТА-5, оскільки виключає необхідність переставляти перемички на дисках при будь-яких перепідключеннях. Якщо привід встановлений в режим cable select, він автоматично встановлюється в якості ведучого або веденого залежно від свого місця розташування на шлейфі. Для забезпечення можливості визначення цього місця розташування шлейф має бути з кабельною вибіркою.

Висновок: після виконання лабораторної роботи я отримав навички по діагностиці сучасних контролерів в ПЕОМ і вивчити їх особливості. Вивчив шини і порти ПЕОМ, їх призначення, характеристики, зовнішній вигляд і вживання, загальну архітектуру; отримати навики по комутації системних і периферійних компонентів ПК, налаштуванню і введенню в роботу.

Лабораторна робота №3

Тема: Основні характеристики та внутрішня будова планшетного сканеру.

Характеристики UMAX Astra 2000P

Основные характеристики
Тип продукта	планшетный сканер
Метод сканирования	однопроходное сканирование
Тип лампы	холодно-катодная флюоресцентная лампа
Оптическое разрешение	600 x 1200 DPI
Интерполированное разрешение	9600 x 9600 DPI
Сканируемая область	216 x 297 мм
Глубина цвета	42 бит
Глубина градации серого	14 бит
Глубина цвета (штрих-код)	1 бит
Скорость сканирования	39 сек/стр. при сканировании цветного оригинала формата пленка 4" x 5" (цвет. (300 точек/дюйм) качество)
Интерфейсы UMAX Astra 2000P
ECP/EPP	есть
Электропитание
Тип адаптера	адаптер питания
Мощность в режиме работы	12 Вт
Поддерживаемое напряжение	12 В
Прочие характеристики UMAX Astra 2000P
Программное обеспечение	VistaShuttle, VistaScan, Presto! PageManager, UMAX Copy utility, Presto! ImageFolio, Presto! PhotoAlbum, OmniPage LE, Presto! PageType, Adobe Acrobat Reader, Recognita Standard OCR, Adobe PhotoDeluxe
Размеры	312 x 99 x 471 см
Вес	3.65 кг

Будова планшетного сканеру:

1. Шаговий двигатель – это синхронный безщёточный электродвигатель с несколькими обмотками, в котором ток, подаваемый в одну из обмоток статора, вызывает фиксацию ротора. Последовательная активация обмоток двигателя вызывает дискретные угловые перемещения (шаги) ротора.

2. Направляющая предназначена для движения каретки. Kаретка соприкасается с верхней направляющей через подшипник скольжения, а на нижнюю направляющую просто опирается.

3. Ремень направляющей Вращение шагового двигателя через редуктор передается на барабан на котором находится приводной зубчатый ремень, армированный капроном.

4. Електронний блок В верхней части расположен высоковольтный блок питания лампы, в центре светочувствительная матрица, слева в углу оптопара, по которой сканер фиксирует возвращение каретки в исходное положение.

5. ПЗС-матрица (прибор с зарядовой связью, в английских обозначениях — CCD, Couple-Charged Device) Основой элемента ПЗС-матриц является фототранзистор, выполненный по технологии МОП (металл—оксид —полупроводник). ПЗС-матрица состоит из множества миниатюрных датчиков, преобразующих падающий на них свет в пропорциональный его интенсивности электрический заряд. Эта технология используется и во многих других приборах для считывания изображений, от мощнейших телескопов до приборов ночного видения.

Висновок: після виконання лабораторної роботи я визначив основні характеристики та внутрішню будову планшетного сканеру UMAX Astra 2000P

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №4

Тема: матричні принтери. Будова і архітектура матричних принтерів.

Мета: дослідити матричний принтер Star LC-10

Хід роботи

Ударные принтеры. Принцип работы ударных принтеров сходен с обычной пишущей машинкой: между печатающей головкой и бумагой находится пропитанная краской лента, головка, ударяя, через ленту с краской отпечатывает на бумаге в определенном месте точку.

Принтеры ударного типа (матричные и линейно-матричные) до сих пор остаются безальтернативным вариантом там, где требуются максимальная надежность и большой ресурс печати при минимальной ее стоимости.

Головка ударно-матричного (матричного) принтера состоит из иголок (цилиндриков), сочетания которых при печати через ленту образуют буквы, изображения, чертежи и рамки таблиц.

Преимущества матричных принтеров:

–   низкая цена;

–   небольшие эксплуатационные расходы;

–   очень неприхотливы, надежны, просты в эксплуатации и обладают большим ресурсом;

–   низкая стоимость отпечатка;

–   крайняя непритязательность к качеству бумаги;

–   возможность печати многослойных документов до 4...5 с под копирку и на бумаге с покрытием для самокопирования (при печати авиабилетов, сертификатов, некоторых финансовых документов, число которых строго учитывается);

–   отдельные модели позволяют распечатать документы формата A3, что иногда оказывается решающим фактором при выборе принтера для финансовых и плановых отделов организаций;

–   определенная степень защиты от несанкционированной модификации (в документ невозможно незаметно внести исправления, потому что каждая иголка печатающей головки как бы «вбивает» свою порцию краски в бумагу, слегка ее продавливая и заставляя краску глубоко проникать между волокнами бумаги – многие банки используют исключительно ударно-матричные принтеры).

Недостатки матричных принтеров:

–   невысокая скорость работы;

–   качество печати – посредственное;

–   шум при работе;

–   не очень большой срок службы.

Однако в настоящее время самые скоростные из серийно производимых печатающих устройств, способных работать с графикой (принтеры построчной печати), также используют ударно-матричный способ.

В матричном принтере изображение формируется на носителе печатающей головкой, представляющей собой набор иголок, приводимых в действие электромагнитами.

Головка располагается на каретке, движущейся по направляющим поперёк листа бумаги; при этом иголки в заданной последовательности наносят удары по бумаге через красящую ленту, аналогичную применяемой в печатных машинках и обычно упакованную в картридж, тем самым формируя точечное изображение. Для перемещения каретки обычно используется ременная передача, реже — зубчатая рейка или винтовая передача. Приводом каретки является шаговый электродвигатель.

Картридж с красящей лентой

Описание и технические характеристики матричного принтера "Star LC-10":

1. Производитель:

EPSON

2. Способ печати:

9 игольчатый принтер

3. Максимальное разрешение:

240 х 216 точек на дюйм

4. Скорость печати:

черновая печать:

225 зн./сек при 10 знаках на дюйм

270 зн./сек при 12 знаках на дюйм

качественная печать (NLQ/LQ):

56 зн./сек при 10 знаках на дюйм

67 зн./сек при 12 знаках на дюйм

5. Буфер печати:

32 Кбайт

6. Эмуляция:

EPSON ESC/P; IBM Proprinter III

7. Шрифты: 1 для черновой печати;

5 для качественной печати NLQ

8. Набор символов ASCII;

IBM #1, #2; 31 кодовая страница;16 международных

9. Управление бумагой:

Полуавтоматическая подача листов,

устройство для подачи фальцованной бумаги подача бумаги сверху, сзади, снизу, печать нескольких копий (оригинал + 4 копии) возможность хранения запаса бумаги, функция отрыва (короткий и длинный)

10. Формат бумаги:

А3, А4, В5, письмо, В4, Legal (при использовании устройства автоматической подачи)

11. Отдельные листы:

17,78 - 41,91 см (ширина)

12. Фальцованная бумага:

10,16 - 41,91 см (ширина - при использовании устройства подачи)

13. Интерфейсы Стандартный: центроникс параллельный

Необязательный: последовательный интерфейс RS 232C, RS-422

14. Срок службы красящей ленты

Стандарт: монохромная красящая лента:

2,5 миллиона символов

Висновок: після виконання лабораторної роботи я визначив основні характеристики та внутрішню будову матричниого принтеру Star LC-10

Лабораторна робота 5

Тема: основні характеристики та внутрішня будова струйного принтеру.

Хід роботи:

Основные характеристики принтера lexmark z25

Формат бумаги	A4
Технология печати	cтруйный
Максимальное разрешение	1200 x 1200 dpi
Cкорость ч/б печати	9 стр/мин
Cкорость цветной печати	6 стр/мин
Уровень шума	44 дБ
Габариты (ВхШхГ)	444.7x206.5x130 мм

Вид сверху в разобранном состоянии