3 . Схемы записи и воспроизведения

Чтобы создать магнитный поток МГ, в ее обмотке должен протекать ток I_w или -I_w в процессе записи, а чтобы предотвратить разрушение записанной информации при хранении и считывании, ток записи должен отсутствовать. Этого можно добиться с помощью следующей схемы (рис. 12.3,а). МГ записи имеет две обмотки W₁ и W₂ , включенные встречно. При наличии разрешающего сигнала записи WR ток от источника через резистор R протекает по обмотке W₁ , переводя носитель в одно из состояний намагниченности. Противоположное состояние намагниченности создается при протекании тока 2I_w по обмотке W₂. Этот ток формируется усилителем записи при наличии сигнала разрешения записи и сигнала от схем кодирования.

Использование элементов с тремя состояниями (Кл – ключ, переключатель) позволяет уменьшить энергетические затраты и несколько повысить быстродействие, так как требует коммутации меньших токов (рис. 12.3, б). При считывании необходимо выделять слабые полезные сигналы на фоне помех и амплитудночастотных искажений.

а) б)

Рис. 12.3 Схемы записи (а) и воспроизведения (б)

19. Запишите диаграмму последовательности на магнитный носитель способом “без возврата к нулю”. Какая двоичная комбинация должна быть записана на служебную дорожку или в синхробайт на ВЗУ для синхронизации процесса чтения информации, записанной этим способом?

Рассмотрим наиболее распространенный способ записи – «без возврата к нулю».

и воспроизведения цифровой информации

на магнитном носителе способом БВН

Суть этого способа состоит в том, что при записи «1» направление тока изменяется, а при записи «0» - не изменяется и отпечатков на поверхности носителя не остается. Запись и чтение осуществляются при постоянной скорости перемещения носителя. Для воспроизведения «0» и отделения их от «1» используются синхроимпульсы (рис. 12.4), которые при считывании могут воспроизводиться автономным тактовым генератором или считываться как служебная информация со служебной дорожки носителя.

19. Запишите диаграмму последовательности на магнитный носитель способом “частотная модуляция”. Какая двоичная комбинация должна быть записана на служебную дорожку или в синхробайт на ВЗУ для синхронизации процесса чтения информации, записанной

19. Запишите диаграмму последовательности на магнитный носитель способом “модифицированная частотная модуляция”. Какая двоичная комбинация должна быть записана на служебную дорожку или в синхробайт на ВЗУ для синхронизации процесса чтения информации, записанной этим способом?

Тактовые импульсы

1	1	1	0	1	0	0	0	1

IW

сигнал

модифицированной частотной модуляции: с –

синхросигнал

19. Вам даны: дисковод для НГМД и рисунок с его изображением. Определите основные элементы этого устройства и подпишите их на рисунке с необходимыми пояснениями.

Рис. 13.1. Функциональная схема НГМД:₇₇

1 - датчик индексного отверстия; 2 – датчик запрета записи; 3 – датчик дорожки 00; 4 – ленточный привод головки; 5 - двигатель

78

Рис. 14.8. Стандартный дисковод

19. Вам даны: НЖМД и рисунок с его изображением. Определите основные элементы этого устройства и подпишите их на рисунке с необходимыми пояснениями.

Рис. 15.1. Основные узлы накопителя на жестком диске

19. Вам даны: накопитель CD-ROM и рисунок с его изображением. Определите основные элементы этого устройства и подпишите их на рисунке с необходимыми пояснениями. Поясните принцип чтения данных с оптических дисков.

однократной оптической записи; способ записи (в) и

считывания (г) для многократной оптической записи:

ФС - фокусирующая система; ФД - фотодетектор

19. Нарисуйте подробную схему обращения из ОС к НЖМД для определения свободного места на диске (Ctrl+L) , который вызывается по логическому имени, указывая все задействованные аппаратно-программные компоненты ( ОС, драйвер, ОЗУ, адаптер НЖМД, КПДП, накопитель) и информацию, которая передается между этими компонентами.

83

ГУН – генератор, управляемый напряжением; ФНЧ – фильтр нижних частот

27. Нарисуйте подробную схему обращения из прикладной программы к принтеру, подключенному к LPT-порту, для печати в режиме PIO, который вызывается по логическому имени, указывая все задействованные аппаратнопрограммные компоненты (прикладная программа, ОС, драйвер, ОЗУ, контроллер LPT- порта, КПДП) и информацию, которая передается между этими компонентами.

Рис. 10.9. Подключение множества устройств к LPT-порту: а – через мультиплексор; б – цепочками

27. Нарисуйте подробную схему взаимодействия ОС и модема, подключенного к СОМ-порту, когда на модем пришли данные, указывая все задействованные аппаратно-программные компоненты (прикладная программа, ОС, драйвер, ОЗУ, контроллер СОМ-порта, КПДП, контроллер прерываний) и информацию, которая передается между этими компонентами.

86

27. Вам даны: материнская плата, рисунок с ее изображением и справочный материал. Определите тип гнезда для процессора, тип чипсета. Подпишите на рисунке основные элементы платы и все разъемы. Какие устройства интегрированы в плату и как Вы это определили?

88

Теоретические вопросы по лекциям

1. Какой принцип управления операционной системой драйверами позволяет реализовать многозадачный режим работы? Каким образом распределяется память между различными задачами?

2. Каким образом в драйвере организована таблица команд и как осуществляется перемещение по этой таблице? При каком вызове драйвера (первом или втором) осуществляется передача ему кода команды, а при каком – поиск требуемой команды в таблице?

3. Чем вызваны основные отличия драйверов ОС MS-DOS и Windows?

4. При каком вызове драйвера периферийного устройства (первом вызове или втором) драйвер вернет операционной системе код следующей ошибки: а) устройство не готово к обмену; б) драйвер не обладает процедурой для реализации данной ему команды; в) в процессе обмена с ПУ произошел сбой (например, в принтере закончилась бумага)? Куда драйвер запишет код ошибки для всех перечисленных случаев?

5. Какие основные положения должны учитываться на стадии проектирования шины, какие из них учитываются на практике и с чем это связано?

6. Опишите основные меры борьбы с «земляным» шумом, учитываемые при проектировании системных шин ЭВМ. Как организована «земля» на материнской плате?

7. Назовите схемы приоритетов и схемы арбитража, которые используются для доступа устройств к общим шинам. Какие схемы арбитража реализуются в шинах ISA, PCI и SCSI.

8. Объясните, как реализуется централизованный параллельный арбитраж. В чем его достоинства и недостатки.

9. Объясните, как реализуется централизованный последовательный арбитраж. В чем его достоинства и недостатки.

10. Объясните, как реализуется децентрализованный параллельный арбитраж. В чем его достоинства и недостатки.

11. Проклассифицируйте такие шины расширения, как ISA-8, ISA-16, EISA, LPC, PCI, PCI-X, PCX Express, AGP по разрядности шин адреса и данных. К какому поколению относится каждая из этих шин? В чем принципиальные отличия этих поколений?

12. Поясните организацию древовидной структуры шины PCI. Что такое мост PCI, идентификатор устройства, класс устройств?

13. В чем заключаются основные отличия шин PCI и PCI-X?

14. Поясните организацию прямого доступа к памяти на шине PCI.

15. Какие типы сигнализации прерываний приняты на шине PCI? Поясните их.

16. Поясните организацию топологии шины PCI Express.

17. Поясните архитектурную модель шины PCI Express.

18. Поясните три способа обмена данными центрального процессора с ПУ.

19. Опишите адресное пространство параллельного порта LPT.

20. Объясните всю последовательность действий: когда, как и кем формируется таблица базовых адресов последовательных и параллельных портов ПЭВМ. В какую память записывается эта таблица?

21. Кратко поясните все режимы обмена данными через параллельный порт, принятые в параллельном интерфейсе IEEE 1284.

22. Объясните, в чем заключается сложность реализации полудуплексного режима обмена по последовательному интерфейсу при программном управлении потоком.

23. В чем отличия и что общего в принципах программирования последовательного порта по сравнению с параллельным?

24. Опишите адресное пространство последовательного порта СОМ.

25. Опишите основные отличия инфракрасного интерфейса IrDA и радиоинтерфейса Bluetooth.

26. Какие функции выполняют в модеме эхо-компенсатор, скремблер, схема синхронизации, относительный кодер и эквалайзер?

27. Объясните, механизм опроса матрицы ключей клавиатуры. Каким образом в клавиатуре формируется код символа?

28. Назовите и поясните основные интерфейсы, используемы для подключения мыши к ЭВМ.

29. Какие характеристики пытаются улучшить при разработке ВЗУ для того, чтобы повысить скорость передачи данных? За счет каких технических решений это достигается? Чем определяется продольная и поперечная плотность записи на ВЗУ?

30. Какие функции возлагаются на адаптер внешнего запоминающего устройства и сам накопитель? В каком коде идет обмен данными: а) между ЦП и адаптером ВЗУ; б) адаптером ВЗУ и накопителем?

31. Зарисуйте и поясните формат записи информации в НГМД. Какая информация записывается на накопитель: а) при форматировании диска, б) при простой записи данных; и какая информация считывается с накопителя при выполнении операции чтения?

32. Зарисуйте и поясните формат записи информации в НЖМД. Какая информация записывается на накопитель: а) при форматировании диска, б) при простой записи данных; и какая информация считывается с накопителя при выполнении операции чтения?

33. Поясните принципы парковки головок на жестком диске, принципы формирования сервометок, температурную калибровку и свипирование диска.

34. Поясните понятия зонной записи, компенсации записи и коэффициента чередования, используемых при низкоуровневом форматировании винчестера.

35. Объясните формат записи информации в НОД. Какая информация записывается на накопитель: а) при форматировании диска, б) при простой записи данных; и какая информация считывается с накопителя при выполнении операции чтения?

Практические вопросы по лекциям

1. Напишите на любом языке программирования процедуру драйвера для загрузки в печатающее устройство через параллельный порт переменного знакогенератора. Какую процедуру драйвера (стратегий или прерываний) Вы пишите и какой уровень программирования (низкий или высокий) Вы используете?

2. Напишите логические выражения для централизованного параллельного арбитража со статическими приоритетами для восьми устройств и зарисуйте схему возможной реализации такой системы.

3. К каким шинам расширения относятся предложенные Вам временные диаграммы обмена данными по шине. Поясните эти диаграммы.

4. Определите предложенные Вам типы разъемов. В каких интерфейсах они используются?

5. Приведите и поясните временные диаграммы цикла передачи данных для интерфейса Centronics в общем виде и без использования сигнала ASC.

6. Напишите процедуру чтения базовых адресов параллельных и последовательных портов.

7. Зарисуйте и поясните схемы подключения множества устройств к LPT- порту.

8. Зарисуйте и поясните минимальную и полную схемы соединения через интерфейс RS-232C нуль-модемным кабелем.

9. Зарисуйте и поясните схемы подключения к ПЭВМ устройства, работающего по протоколу RTS-CTS и по протоколу XON/XOFF.

10. Приведите и поясните временные диаграммы программного и аппаратного управления обменом в интерфейсе RS-232C.

11. Для заданного полинома нарисуйте и объясните схему скремблерадескремблера с самосинхронизацией и с начальной установкой.

12. По структуре скремблера запишите его полином и определите тип скремблера.

13. По протоколу процедуры “рукопожатия” для двух конечных автоматов составьте блок-схему алгоритма работы удаленного модема и модема исходящей связи.

14. По предложенной диаграмме поясните процедуру вызова удаленного модема по протоколу RS-232С/V.24.

15. На примере временной диаграммы поясните последовательность формирования управляющих сигналов DTR-DSR и RТS-СТS в нуль-модемных кабелях интерфейса RS-232C.

16. Проверьте эффективность кодирования символов кодом КОИ-7, в котором S=128, все символы разбиты на 8 равных групп m=8 с равной вероятностью встречаемости символов в группе. Определите, сколько разрядов в этом коде отводится под специальные коды переключения между группами.

17. Определите, к какому типу мыши относятся данные Вам элементы. Назовите их и поясните принципы работы данного устройства позиционирования.

18. Нарисуйте схему записи и воспроизведения магнитной головки ВЗУ и объясните ее работу. В чем будет заключаться отличие в работе этой схемы для НЖМД во время записи с компенсацией?

19. Запишите диаграмму записи и воспроизведения данной Вам цифровой последовательности на магнитный носитель способом “без возврата к нулю”. Какая двоичная комбинация должна быть записана на служебную дорожку или в синхробайт на ВЗУ для синхронизации процесса чтения информации, записанной этим способом?

20. Запишите диаграмму записи и воспроизведения данной Вам цифровой последовательности на магнитный носитель способом “частотная модуляция”. Какая двоичная комбинация должна быть записана на служебную дорожку или в синхробайт на ВЗУ для синхронизации процесса чтения информации, записанной этим способом?

21. Запишите диаграмму записи и воспроизведения данной Вам цифровой последовательности на магнитный носитель способом “модифицированная частотная модуляция”. Какая двоичная комбинация должна быть записана на служебную дорожку или в синхробайт на ВЗУ для синхронизации процесса чтения информации, записанной этим способом?

22. Вам даны: дисковод для НГМД и рисунок с его изображением. Определите основные элементы этого устройства и подпишите их на рисунке с необходимыми пояснениями.

23. Вам даны: НЖМД и рисунок с его изображением. Определите основные элементы этого устройства и подпишите их на рисунке с необходимыми пояснениями.

24. Вам даны: накопитель CD-ROM и рисунок с его изображением. Определите основные элементы этого устройства и подпишите их на рисунке с необходимыми пояснениями. Поясните принцип чтения данных с оптических дисков.

25. Нарисуйте подробную схему обращения из ОС к НЖМД для определения свободного места на диске (Ctrl+L) , который вызывается по логическому имени, указывая все задействованные аппаратно-программные компоненты (ОС, драйвер, ОЗУ, адаптер НЖМД, КПДП, накопитель) и информацию, которая передается между этими компонентами.

26. Нарисуйте подробную схему обращения из прикладной программы к НГМД для записи в режиме PIO на диск, который вызывается по логическому имени, указывая все задействованные аппаратно-программные компоненты ( прикладная программа, ОС, драйвер, ОЗУ, адаптер НГМД, КПДП, накопитель) и информацию, которая передается между этими компонентами.

27. Нарисуйте подробную схему обращения из прикладной программы к принтеру, подключенному к LPT-порту, для печати в режиме PIO, который вызывается по логическому имени, указывая все задействованные аппаратно-программные компоненты (прикладная программа, ОС, драйвер, ОЗУ, контроллер LPT- порта, КПДП) и информацию, которая передается между этими компонентами.

28. Нарисуйте подробную схему взаимодействия ОС и модема, подключенного к СОМ-порту, когда на модем пришли данные, указывая все задействованные аппаратно-программные компоненты (прикладная программа, ОС, драйвер, ОЗУ, контроллер СОМ-порта, КПДП, контроллер прерываний) и информацию, которая передается между этими компонентами.

29. Вам даны: материнская плата, рисунок с ее изображением и справочный материал. Определите тип гнезда для процессора, тип чипсета. Подпишите на рисунке основные элементы платы и все разъемы. Какие устройства интегрированы в плату и как Вы это определили?

93

81