- •Министерство образования и науки российской федерации
- •Гоу впо «Донской государственный технический университет»
- •Колледж экономики, управления и права
- •Технические средства информатизации
- •Содержание.
- •Раздел 1. Информация и технические средства её обработки. Тема 1.1. Информация.
- •1. Определение информации. Количество информации. Единицы измерения количества информации.
- •2. Способы представления информации для ввода в эвм.
- •Тема 1.2. Общая характеристика и классификация технических средств информатизации.
- •1. Технические средства информатизации – аппаратный базис информационных технологий.
- •2. Классификация тси.
- •Раздел 2. Технические характеристики современных компьютеров. Тема 2.1. Общие сведения об электронных вычислительных машинах (эвм).
- •1. Важнейшие этапы истории вычислительной техники
- •Основные этапы развития ibm pc-совместимых компьютеров и периферийных устройств
- •2. Устройство и принцип действия эвм
- •3. Классификация эвм
- •Основные характеристики спецификаций пк
- •Основные характеристики различных категорий пк согласно спецификации pc 99a
- •Тема 2.2. Внутренняя структура вычислительной машины.
- •1. Материнские платы
- •Основные типоразмеры материнских плат различных стандартов
- •2. Структура и стандарты шин пк
- •2.1. Основные характеристики шины
- •2.2. Стандарты шин пк
- •Характеристики шин ввода/вывода
- •2.3. Последовательный и параллельный порты
- •3. Основные характеристики процессоров
- •3.1. Особенности процессоров различных поколений
- •4. Оперативная память
- •4.1. Характеристики микросхем памяти
- •4.2. Распространенные типы памяти
- •Раздел 3. Накопители информации.
- •Тема 3.1. Накопители на магнитных дисках.
- •1. Накопители на гибких магнитных дисках.
- •2. Накопители на жестких магнитных дисках
- •2.1. Конструкция и принцип действия
- •2.2. Интерфейсы жестких дисков
- •2.3. Основные характеристики
- •Тема 3.2. Накопители на компакт-дисках
- •1. Приводы cd-rom
- •2. Накопители с однократной записью cd-worm / cd-r и многократной записью информации cd-rw
- •3. Накопители dvd
- •4. Накопители на магнитооптических дисках
- •Тема 3.3. Другие виды накопителей.
- •1. Накопители на магнитной ленте
- •2. Внешние устройства хранения информации
- •3. Флэш-накопитель.
- •Раздел 4. Устройства обработки и отображения видеоинформации. Устройства обработки и воспроизведения аудиоинформации. Тема 4.1 Мониторы.
- •1. Мониторы на основе элт
- •1.1. Типы элт-мониторов.
- •1.2. Принцип работы мониторов
- •1.3. Характеристики элт-мониторов.
- •2. Плоскопанельные мониторы
- •2.1. Принципы действия жк-мониторов.
- •2.2. Характеристики жидкокристаллических мониторов
- •2.3. Альтернативные технологии изготовления плоскопанельных мониторов.
- •3. Выбор монитора.
- •Тема 4.2. Проекционные аппараты.
- •1. Оверхед-проекторы и жк-панели
- •2. Мультимедийные проекторы.
- •2.2. Полисиликоновые мультимедийные проекторы
- •Тема 4.3. Видеоадаптеры.
- •1. Режимы работы видеоадаптера
- •2. Основные типы видеоадаптеров.
- •2.1. Адаптер mda.
- •2.2. Адаптер cga.
- •2.3. Адаптер hgc.
- •2.4. Адаптер ega.
- •2.5. Адаптеры vga.
- •2.6. Адаптер Super vga.
- •4. Синтез трехмерного изображения. 3d-конвейер.
- •5. Устройство и характеристики видеоадаптера
- •Тема 4.4. Устройства обработки и воспроизведения аудиоинформации.
- •1. Звуковая система пк
- •2. Модуль записи и воспроизведения
- •3. Модуль синтезатора
- •4. Модуль интерфейсов.
- •5. Модуль микшера
- •6. Акустическая система
- •7. Направления совершенствования звуковой системы
- •Раздел 5. Печатающие устройства.
- •Тема 5.1. Принтеры ударного типа
- •1. Типовый принтер.
- •2. Игольчатый принтер
- •3. Характеристики печати принтеров ударного типа.
- •Тема 5.2. Струйные принтеры.
- •1. Принципы работы струйных принтеров.
- •2. Основные параметры печати струйных принтеров.
- •Тема 5.3. Фотоэлектронные и термические принтеры.
- •1. Принцип действия лазерного принтера.
- •2. Основные характеристики лазерного принтера.
- •3. Термические принтеры
- •4. Рекомендации по выбору принтера.
- •Тема 5.4. Плоттеры.
- •1. Планшетные и рулонные плоттеры.
- •2. Классификация плоттеров по типы пишущего блока.
- •Раздел 6 Устройства подготовки и ввода информации
- •Тема 6.1. Клавиатура.
- •1. Назначение и принцип действия клавиатуры.
- •2. Виды клавиатур.
- •Некоторые примеры беспроводных клавиатур
- •Тема 6.2. Оптико-механические манипуляторы
- •1. Мышь
- •2. Трэкбол
- •3. Джойстик
- •Тема 6.3. Сканеры
- •1. Принцип действия и классификация сканеров
- •2. Фотодатчики, применяемые в сканерах
- •3. Типы сканеров
- •4. Цветные сканеры
- •5. Аппаратный и программный интерфейсы сканеров
- •6. Характеристики сканеров
- •Тема 6.4. Цифровые камеры и дигитайзеры.
- •1. Цифровые камеры.
- •2. Дигитайзеры
- •Раздел 7. Средства копирования и размножения. Офисное оборудование.
- •Тема 7.1. Копировальная техника. Цифровые технологии копироания.
- •1. Копировальная техника.
- •1.1. Электрографическое копирование
- •1.2. Термографическое копирование
- •1.3. Диазографическое копирование
- •1.4. Фотографическое копирование
- •1.5. Электронографическое копирование
- •1.6. Трафаретная и электронотрафаретная печать
- •2. Цифровые технологии копирования
- •Тема 7.2. Уничтожители документов — шредеры.
- •1. Понятие шредера.
- •2. Внутренняя структура и принципы работы шредера.
- •3. Классификация шредеров.
- •Раздел 8. Технические средства систем дистанционной передачи информации. Тема 8.1. Структура и основные характеристики систем передачи.
- •1. Понятие системы передачи. Параметры качества.
- •2. Каналы связи.
- •3. Обмен информацией через модем
- •4. Факсимильная связь
- •Тема 8.2. Локальные вычислительные сети.
- •1. Аппаратная реализация. Классификация топологических элементов сетей.
- •2. Топология, методы доступа к среде.
- •Тема 8.3. Системы пейджинговой, сотовой и спутниковой связи.
- •1. Системы пейджинговой радиотелефонной связи.
- •2. Системы сотовой подвижной связи
- •Характеристики цифрового стандарта сотовой связи gsm
- •3. Спутниковые системы связи
- •Список литературы
- •Приложение 1 Организация рабочих мест и обслуживание технических средств информатизации
- •1. Организация профессионально-ориентированных комплексов технических средств информатизации
- •Технические средства информатизации, используемые в ряде областей профессиональной деятельности
- •2. Обслуживание технических средств информатизации
2.1. Основные характеристики шины
Разрядность шины определяется числом параллельных проводников, входящих в нее. Первая шина ISA для IBM PC была восьмиразрядной, т. е. по ней можно было одновременно передавать 8 бит. Системные шины современных ПК, например, Pentium IV — 64-разрядные.
Пропускная способность шины определяется количеством байт информации, передаваемых по шине за секунду. Для определения пропускной способности шины необходимо умножить тактовую частоту шины на ее разрядность. Например, для 16-разрядной шины ISA пропускная способность определяется так:
(16 бит • 8,33 МГц): 8 = 16,66 Мбайт/с.
При расчете пропускной способности, например шины AGP, следует учитывать режим ее работы: благодаря увеличению в два раза тактовой частоты видеопроцессора и изменению протокола передачи данных удалось повысить пропускную способность шины в два (режим 2х) или в четыре (режим 4х) раза, что эквивалентно увеличению тактовой частоты шины в соответствующее число раз (до 133 и 266 МГц соответственно).
Внешние устройства к шинам подключаются посредством интерфейса (Interface — сопряжение), представляющего собой совокупность различных характеристик какого-либо периферийного устройства ПК, определяющих организацию обмена информацией между ним и центральным процессором.
К числу таких характеристик относятся электрические и временные параметры, набор управляющих сигналов, протокол обмена данными и конструктивные особенности подключения. Обмен данными между компонентами ПК возможен только если интерфейсы этих компонентов совместимы.
2.2. Стандарты шин пк
Принцип IBM-совместимости подразумевает стандартизацию интерфейсов отдельных компонентов ПК, что, в свою очередь, определяет гибкость системы в целом, т.е. возможность по мере необходимости изменять конфигурацию системы и подключать различные периферийные устройства. В случае несовместимости интерфейсов используются контроллеры. Кроме того, гибкость и унификация системы достигаются за счет введения промежуточных стандартных интерфейсов, таких как интерфейсы последовательной и параллельной передачи данных. Эти итерфейсы необходимы для работы наиболее важных периферийных устройств ввода и вывода.
Системная шина предназначена для обмена информацией между CPU, памятью и другими устройствами, входящими в систему. К системным шинам относятся:
GTL, имеющая разрядность 64 бит, тактовую частоту 66, 100 и 133 МГц;
EV6, спецификация которой позволяет повысить ее тактовую частоту до 377 МГц.
Шины ввода/вывода совершенствуются в соответствии с развитием периферийных устройств ПК. В табл. 2.5 представлены характеристики некоторых шин ввода/вывода.
Шина ISA в течение многих лет считалась стандартом ПК, однако и до сих пор сохраняется в некоторых ПК наряду с современной шиной PCI. Корпорация Intel совместно с Microsoft разработала стратегию постепенного отказа от шины ISA. Вначале планируется исключить ISA-разъемы на материнской плате, а впоследствии
Таблица 2.5
Характеристики шин ввода/вывода
Шина |
Разрядность, бит |
Тактовая частота, МГц |
Пропускная способность, Мбайт/с |
ISA 8-разрядная |
08 |
8,33 |
0008,33 |
ISA 16-разрядная |
16 |
8,33 |
0016,6 |
EISA |
32 |
8,33 |
0033,3 |
VLB |
32 |
33 |
0132,3 |
PCI |
32 |
33 |
0132,3 |
PCI 2.1 64-разрядная |
64 |
66 |
0528,3 |
AGP (ix) |
32 |
66 |
0262,6 |
AGP (2x) |
32 |
66x2 |
0528,3 |
AGP (4x) |
32 |
66x2 |
1056,6 |
исключить слоты ISA и подключать дисководы, мыши, клавиатуры, сканеры к шине USB, а винчестеры, приводы CD-ROM, DVD-ROM — к шине IEEE 1394. Однако наличие огромного парка ПК с шиной ISA и соответствующих комплектующих позволяет предполагать, что 16-разрядная шина ISA будет востребована еще на протяжении некоторого времени.
Шина EISA стала дальнейшим развитием шины ISA в направлении повышения производительности системы и совместимости ее компонентов. Шина не получила широкого распространения в связи с ее высокой стоимостью и пропускной способностью, уступающей пропускной способности появившейся на рынке шины VESA.
Шина VESA, или VLB, предназначена для связи CPU с быстрыми периферийными устройствами и представляет собой расширение шины ISA для обмена видеоданными. Во времена преобладания на компьютерном рынке процессора CPU 80486 шина VLB была достаточно популярна, однако в настоящее время ее вытеснила более производительная шина PCI.
Шина PCI была разработана фирмой Intel для процессора Pentium и представляет собой совершенно новую шину. Основополагающим принципом, положенным в основу шины PCI, является применение так называемых мостов (Bridges), которые осуществляют связь между шиной PCI и другими типами шин. В шине PCI реализован принцип Bus Mastering, который подразумевает способность внешнего устройства при пересылке данных управлять шиной (без участия CPU). Во время передачи информации устройство, поддерживающее Bus Mastering, захватывает шину и становится главным. В этом случае центральный процессор освобождается для решения других задач, пока происходит передача данных. В современных материнских платах тактовая частота шины PCI задается как половина тактовой частоты системной шины, т.е. при тактовой частоте системной шины 66 МГц шина PCI будет работать на частоте 33 МГц. В настоящее время шина PCI стала фактическим стандартом среди шин ввода/вывода. На рис. 2.6 дана архитектура шины PCI.
Рис. 2.6. Архитектура шины PCI
Шина AGP — высокоскоростная локальная шина ввода/вывода, предназначенная исключительно для нужд видеосистемы.
Она связывает видеоадаптер (ЗБ-акселератор) с системной памятью ПК. Шина AGP была разработана на основе архитектуры шины РС1, поэтому она также является 32-разрядной. Однако при этом у нее есть дополнительные возможности увеличения пропускной способности, в частности, за счет использования более высоких тактовых частот. Если в стандартном варианте 32-разрядная шина PCI имеет тактовую частоту 33 МГц, что обеспечивает теоретическую пропускную способность PCI 33 х 32= 1056 Мбит/с= 132 Мбайт/с, то шина AGP тактуется сигналом с частотой 66 МГц, поэтому ее пропускная способность в режиме 1х составляет 66 х 32 = 264 Мбайт/с; в режиме 2х эквивалентная тактовая частота составляет
Рис. 2.7. Архитектура шины USB
132 МГц, а пропускная способность — 528 Мбайт/с; в режиме 4х пропускная способность около 1 Гбайт/с.
Шина USB была разработана лидерами компьютерной и телекоммуникационной промышленности Compaq, DEC, IBM, Intel, Microsoft для подключения периферийных устройств вне корпуса PC. Скорость обмена информацией по шине USB составляет 12 Мбит/с или 15 Мбайт/с. К компьютерам, оборудованным шиной USB, можно подключать такие периферийные устройства, как клавиатура, мышь, джойстик, принтер, не выключая питания. Шина USB поддерживает технологию Plug & Play. При подсоединении периферийного устройства его конфигурирование осуществляется автоматически. Все периферийные устройства должны быть оборудованы разъемами USB и подключаться к ПК через отдельный выносной блок, называемый USB-хабом, или концентратором, с помощью которого к ПК можно подключить до 127 периферийных устройств. Архитектура шины USB представлена на рис. 2.7.
Шина SCSI (Small Computer System Interface) обеспечивает скорость передачи данных до 320 Мбайт/с и предусматривает подключение к одному адаптеру до восьми устройств: винчестеры, приводы CD-ROM, сканеры, фото- и видеокамеры. Отличительной особенностью шины SCSI является то, что она представляет собой кабельный шлейф. С шинами PC (ISA или PCI) шина SCSI связана через хост-адаптер (Host Adapter). Каждое устройство, подключенное к шине, имеет свой идентификационный номер (ID). Любое устройство, подключенное к шине SCSI, может инициировать обмен с другим устройством.
На рис. 2.8 показано подключение периферийных устройств к ПК с помощью шины SCSI. Существует широкий диапазон версий SCSI, начиная от первой версии SCSI I, обеспечивающей максимальную пропускную способность 5 Мбайт/с, и до версии Ultra 320 с максимальной пропускной способностью 320 Мбайт/с. С шиной SCSI может конкурировать шина IEEE 1394.
Шина IEEE 1394 — это стандарт высокоскоростной локальной последовательной шины, разработанный фирмами Apple и Texas Instruments. Шина IEEE 1394 предназначена для обмена цифровой информацией между ПК и другими электронными устройствами, особенно для подключения жестких дисков и устройств обработки аудио- и видеоинформации, а также работы мультимедийных приложений. Она способна передавать данные со скоростью до 1600 Мбит/с, работать одновременно с несколькими устройствами, передающими данные с разными скоростями, как и SCSI. Как и USB, шина IEEE 1394 полностью поддерживает технологию Plug & Play, включая возможность установки компонентов без отключения питания ПК.
Рис. 2.8. Шина SCSI с подключенными устройствами
Подключать к компьютеру через интерфейс IEEE 1394 можно практически любые устройства, способные работать с SCSI. К ним относятся все виды накопителей на дисках, включая жесткие, оптические, CD-ROM, DVD, цифровые видеокамеры, устройства записи на магнитную ленту и многие другие периферийные устройства. Благодаря таким широким возможностям, эта шина стала наиболее перспективной для объединения компьютера с бытовой электроникой. В настоящее время уже выпускаются адаптеры IEEE 1394 для шины PCI.