9 Контрольные вопросы для оценки уровня подготовки студентов

Раздел дисциплины

Перечень вопросов

1

Основные принципы построения систем ввода-вывода

Роль и место систем ввода-вывода и интерфейсов в ПК

Периферийные устройства в составе ЭВМ. Назначение периферийных устройств (ПУ), основные типы.

Основные функции системы ввода-вывода и способы их реализации

Основные функции интерфейсов. Классификация интерфейсов по функциональному назначению.

Внутренние интерфейсы (шины). Внешние интерфейсы (порты).

Стандартизируемые параметры интерфейсов.

Основные процедуры в интерфейсах: принципы адресации и опроса при различных способах соединения устройств

2

Каналы передачи информации и их характеристики. Параметры канала.

Гауссовская модель канала связи

Рэлеевская модель канала связи

Райсовская модель канала связи

Иерархия уровней обмена данными

Типы каналов ввода-вывода.

3

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

Принципы действия и применение приборных интерфейсов и интерфейсов периферийных устройств.

Назначение приборных интерфейсов. Варианты выполнения схем приборных интерфейсов.

Роль драйвера ПУ. Индивидуальный и коллективный режимы пользования ПУ, режим разделения времени, режим реального времени.

Принцип обеспечения совместимости интерфейсов

4

Виды информации ввода-вывода. Управляющие данные процессора (Команды). Управляющие данные внешних устройств (Слово состояния)

Программная модель внешнего устройства (регистры ввода-вывода)

Асинхронная последовательная передача данных. Организация интерфейсов с общими шинами и с изолированным вводом-выводом

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

5

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

Требования к аппаратуре ввода-вывода. Функции операционной системы по управлению устройствами ввода-вывода.

Блочные и символьные устройства ввода-вывода Логические принципы организации ввода-вывода

Функционирование и техническая реализация контроллеров устройств 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

6

Характеристики шины ISA. Шина MCA, отличительные признаки MCA

Расширения шины ISA: EISA, VLB, VESA, разрядность, тактовая частота, скорость передачи данных.

Стандарт PCI. Подключение (мосты) PCI к системной шине Типы стандартных плат PCI.

Спецификация Plug and Play, пакетная передача информации, арбитраж, характеристики шины PCI

Протоколы шин ISA,PCI. Системный контроллер ввода-вывода для сопряжения шин PCI и ISA

Назначение и системная логика порта AGP.Спецификация AGP. Режимы работы AGP: DMA и Execute 1х,2х, 4х. Факторы, обеспечивающие «ускоренность» порта AGP: конвейеризация операций обращения к памяти, сдвоенные передачи данных. Транзакции AGP. Совместимость стандартов AGP

Стандарты SCSI. SCSI контроллер. Концепция SCSI. Фазы работы шины. Система команд. Хост-адаптеры

Модификации SATA и PATA.Сравнительные характеристики

Исторический аспект разработки шины USB. Преимущества USB.

Стандарты USB. Совместимость стандартов.

Функции хоста USB, коды классов определяющих назначение USB устройств).

Микросхемы для реализации USB-интерфейса Фазы транзакций USB.

Топология интерфейса USB, функции уровней. Типы пересылок информации

Обзор устройств USB 3.0

7

Назначение интерфейса RS-232,обозначение устройств в интерфейсе (DTE,DCE),совместимость устройств, развитие стандартов RS-232.

Управление потоком данных (аппаратное, программное), обнаружение ошибок Логическая и электрическая организация RS-232.

Скорость обмена, количество устройств, конфликты в последовательном интерфейсе. Токовая петля

8

Назначение порта Centronics, адаптер параллельного интерфейса, фирменные расширения первоначального интерфейса.

Режимы работы параллельного порта, соответствие режимам стандарта IEEE 1284. Протоколы SPP, EPP, ECP. Режимы обмена данными

Интерфейс RS-485 (EIA/TIA-485) – стандарт физического уровня связи. Технические характеристики интерфейса. Аппаратная реализация интерфейса RS-485

Интерфейс RS-485 Программные методы защиты от сбоев. Защита от перенапряжения, дополнительные меры защиты от помех.

Проблемы выбора интерфейсов RS-232 и RS-485

Спецификация IDE/ATA. Современные реализации IDE/ATA.

Enhanced IDE. Ускоренный обмен данными. Поддержка двух портов АТА

Скоростные режимы PIO. Режимы DMA. Сравнение DMA и PIO.

Подключение устройств ATAPI. EIDE в сравнении со стандартным АТА

Протоколы IDE.

Интерфейсная шина общего назначения GPIB. Характеристики и типы устройств шины. Команды.

Управляющие последовательности IEEE-488.2. Протоколы контроллера 488.2.

Стандарты IEEE, IEC, ГОСТ, HS-488 от National Instruments. Использование. Достоинства, недостатки. Общий драйвер. Мультиинтерфейсные возможности

9

Структура контроллеров ввода-вывода.

Процесс взаимодействия контроллера и процессора

Уровни представления контроллеров систем ввода-вывода на различных стадиях проектирования

Аппаратные особенности использования PIC контроллеров

ЦАП и АЦП в микропроцессорных системах