3 Объем дисциплины и виды учебной работы

Вид учебной работы	Всего часов	Семестр
		7
Общая трудоёмкость работы	170	170
Аудиторные занятия (А)	85	85
Лекционные занятия (Л)	51	51
Практические занятия (ПЗ)	17	17
Лабораторные занятия (ЛЗ)	17	17
Самостоятельная работа	85	85
Итоговый контроль (зачёт, экзамен)	зачёт, экзамен	зачёт, экзамен

4. Содержание дисциплины

4.1 Разделы дисциплины и виды занятий

Раздел дисциплины	Виды занятий
	Лекции	ЛЗ	ПЗ
	Количество часов
Введение 1 Классификация периферийных устройств	4	4	1
2 Канал обмена информацией	2		2
3 Системные, локальные, приборные интерфейсы и интерфейсы периферийных устройств	4		2
4 Способы обмена	4		2
5 Функции контроллеров и их техническая реализация	4	8	2
6 Стандартные интерфейсы – ISA, PCI, AGP, SCSI, USB	16	4	2
7 Связные интерфейсы – RS-232	3		2
8 Интерфейсы Centronics, RS-485, IDE, GPIB	12		2
9 Особенности проектирования контроллеров систем ввода-вывода аналоговой информации	2	1	2
Всего часов	51	17	17

4.2 Содержание разделов дисциплины

Модуль 1

Введение

Основные принципы построения систем ввода-вывода

Роль и место систем ввода-вывода и интерфейсов в ПК

Основные принципы организации передачи информации в ВС

Раздел 1 Классификация периферийных устройств

Тема 1.1 Основные типы периферийных устройств

Периферийные устройства в составе ЭВМ, комплексов, сетей: Назначение периферийных устройств (ПУ), основные типы. Место и роль периферийных устройств в современных вычислительных средствах. Основные задачи по организации обмена между ЭВМ и внешним миром. Системы ввода-вывода ЭВМ: базовая (BIOS) и дополнительные (службы и сервисы). Основные функции системы ввода-вывода и способы их реализации.

Тема 1.2 Классификация интерфейсов

Основные функции интерфейсов. Классификация интерфейсов по функциональному назначению. Внутренние интерфейсы (шины). Внешние интерфейсы (порты). Интерфейсы периферийных устройств (общие, специализированные). Стандартизируемые параметры интерфейсов. Основные процедуры в интерфейсах: принципы адресации и опроса при различных способах соединения устройств

Раздел 2 Канал обмена информацией

Тема 2.1 Классификация каналов. Модели канала связи

Качественные показатели системы передачи информации. Параметры канала и сигнала (по Шеннону). Многоаспектная классификация каналов. Модели канала связи (Гауссовские, Рэлеевские, Райсовские). Иерархия уровней обмена данными. Типы каналов ввода-вывода. Упрощенные схемы селекторного и мультиплексного каналов.

Раздел 3 Системные, локальные, приборные интерфейсы и интерфейсы периферийных устройств

Тема 3.1 Системные интерфейсы. Локальные интерфейсы

Функции системных и локальных интерфейсов. Принципы обеспечения совместимости интерфейсов. Назначение системных интерфейсов. Назначение локальных интерфейсов. Системная шина (магистраль), состав и назначение. Основные показатели работы шины: тактовая частота, разрядность, скорость передачи данных. Шинная организация взаимодействия подсистем, достоинства, недостатки. Требования к системным и локальным шинам. Шинная транзакция. Стандарты и виды системных и локальных интерфейсов

Тема 3.2 Приборные интерфейсы и интерфейсы периферийных устройств

Принципы действия и применение приборных интерфейсов и интерфейсов периферийных устройств. Назначение приборных интерфейсов. Варианты выполнения схем приборных интерфейсов. Централизованный и децентрализованный типы управления обменом данными между ЭВМ и ПУ, а также между ПУ и ПУ. Роль драйвера ПУ. Индивидуальный и коллективный режимы пользования ПУ, режим разделения времени, режим реального времени. Принцип обеспечения совместимости интерфейсов

Модуль 2

Раздел 4 Способы обмена

Тема 4.1Форматы передачи информации

Виды информации ввода-вывода. Управляющие данные процессора. Управляющие данные внешних устройств. Программная модель внешнего устройства (регистры ввода-вывода). Асинхронная последовательная передача данных. Организация интерфейсов с общими шинами и с изолированным вводом-выводом

Тема 4.2 Ввод-вывод информации в ЭВМ

Режимы (способы) ввода-вывода информации в ЭВМ. Параллельный и последовательный способы обмена информацией между устройствами. Программно-управляемый ввод-вывод. Ввод-вывод по прерываниям. Прямой доступ к памяти. Принцип взаимодействия «ведомый, ведущий». Принцип квитирования

Раздел 5 Функции контроллеров и их техническая реализация

Тема 5.1 Классификация современных контроллеров.

Принципы функционирования аппаратуры ввода-вывода. Область применения, «мощность», открытость архитектуры, PC-совместимость. Конструктивное исполнение. Систематизация внешних устройств и интерфейс между базовой подсистемой ввода-вывода и драйверами.

Тема 5.2 Техническая реализация контроллеров устройств ввода-вывода

Функционирование и техническая реализация контроллеров устройств ввода-вывода. Требования к аппаратуре ввода-вывода. Функции операционной системы по управлению устройствами ввода-вывода. Блочные и символьные устройства ввода-вывода Логические принципы функционирования ввода-вывода. Физические принципы организации ввода-вывода. Функции и структура контроллера устройства. Опрос устройств и прерывания. Исключительные ситуации и системные вызовы. Особенности внешних прерываний. Контроллер прямого доступа к памяти