Файл: Лабораторная работа 4. Периферийные устройства компьютера и интерфейсы их подключения.pdf

поставляются с различными типами и количеством слотов. При этом важно знать, какой тип и количество слотов доступны на конкретном компьютере.
Существует большое количество различных видов внутренних шин, но широко используются лишь немногие из них. Различные компьютеры поставляются с различными типами и количеством слотов. При этом важно знать, какой тип и количество слотов доступны на конкретном компьютере.
Шина PCI (Peripheral Component Interconnect) является основной в современных персональных компьютерах.
При этом данный вид шины в настоящее время обновился на PCI
Express. Карты, подключаемые к РСI-слотам материнской платы персонального компьютера, могут быть следующими: сетевые и звуковые карты, внутренние модемы, дополнительные порты, такие как USB, RS-232,
LPT и другие, карты ТВ-тюнеров, контроллеры дисководов. Заметим, что требования видеокарт переросли возможности PCI-шины из-за их более высоких запросов к пропускной способности.

PCI, что делает их весьма подходящими для высокопроизводительных видеокарт.
Шина PCMCIA (также называемая PC Card) является типом шины, используемой для портативных компьютеров. Название происходит от названия группы PCMCIA, которая разработала стандарт PCMCIA, т.е.
Personal Computer Memory Card International Association (Международная ассоциация карт памяти для персональных компьютеров). Первоначально шина PCMCIA предназначалась только для расширения памяти компьютера, но наличие удобного в использовании общего стандарта для ноутбуков привело к доступности многих видов периферийных устройств. Типичными устройствами с шиной PCMCIA являются сетевые карты, модемы и жесткие диски.
Шина AGP (Accelerated Graphics Port) является высокоскоростным каналом типа «точка-точка» для подключения графической карты к материнской плате компьютера. Эта шина предназначена прежде всего для поддержки ускорения компьютерной 3D-графики.
Однако в последнее время шина AGP вытесняется шиной PCI Express.
Системные платы с шиной AGP все еще доступны, но становятся менее распространенными.
1.2.2 Контроллеры периферии (адаптеры, карты)
Видеоадаптер (видеокарта)
(также известная как графическая карта) — это плата расширения, функция которой заключается в генерации и выводе изображения на дисплей.
Некоторые видеокарты обеспечивают дополнительные функции, такие как захват видео, ТВ-тюнер, адаптер с возможностью подключения нескольких мониторов и другие. Большинство видеокарт разделяют подобные компоненты. Они включают в себя графический процессор (GPU), который представляет собой специализированный микропроцессор, оптимизированный для 3D-рендеринга графики. Видеокарта также включает в себя видео BIOS с основной программой, которая управляет операциями

видеокарты и предоставляет инструкции, позволяющие компьютеру и программному обеспечению взаимодействовать с платой.
Если видеокарта встроена в материнскую плату, она может использовать оперативную память компьютера (RAM) при отсутствии собственной видеопамяти под названием Video RAM. Этот вид памяти может варьироваться от 128 Мбайт до нескольких Гбайт. Видеокарта также имеет
RAM-DAC (Random Access Memory цифро-аналоговый преобразователь), ко- торый берет на себя ответственность за превращение цифровых сигналов, производимых процессором компьютера, в аналоговый сигнал, понятный для дисплея компьютера. И наконец, все они имеют выходы, такие как разъем HD
15 (стандартный кабель монитора, другие названия VGA, D-subl5), разъемы
DVI, HDMI, S-Video, а также разъемы композитного или компонентного видео.
Звуковая карта представляет собой плату расширения, которая обеспечивает ввод и вывод звуковых сигналов в/из компьютера под управлением компьютерных программ. Типовое использование звуковых карт состоит в звуковом сопровождении мультимедийных приложений, таких как музыкальные композиции, редактировании видео или аудио, презентации/ обучении и развлечении. Многие компьютеры имеют встроенные звуковые возможности, а некоторые требуют дополнительных карт расширения для обеспечения аудиовозможностей.
Сетевая карта представляет собой плату расширения, которая позволяет компьютерам обмениваться данными через сеть.
Это дает пользователям возможность соединяться друг с другом с помощью кабелей или беспроводных соединений. Ethernet в настоящее время является почти повсеместным интерфейсом, хотя существует множество сетевых технологий.
Каждая сетевая Ethemet-карта имеет уникальный 48-битный серийный номер, называемый МАС-адресом (идентификационным физическим адресом), который хранится в ПЗУ, смонтированном на карте. Разъем для витой пары (UTP) сетевой карты, выводимый на заднюю панель, обозначают
RJ-45, а также называют LAN-портом.

1.2.3. Внешние соединители. Порты, шины, интерфейсы.
Для обмена данными и связи между периферией (устройствами ввода/вывода) и модулем обработки данных (системной платой) может быть организована параллельная, либо последовательная, либо последовательно- параллельная передача данных.
Для подключения внешних устройств, не соединяющихся напрямую с материнской платой, предназначен порт. Работу устройств, подключенных посредством порта, обычно контролирует операционная система. Различают:
− параллельные порты, в которых данные передаются параллельными блоками, например, LPT;
− последовательные порты, в которых данные передаются последовательно друг за другом, например, COM;
− последовательно-параллельные порты, в которых данные передаются последовательно, но параллельными блоками, например, USB.
Параллельный порт (LPT, IEEE-1284) - этот порт изначально разрабатывался как интерфейс для подключения принтера. Также может быть использован для подключения сканера или плоттера, имеющего соответствующий интерфейс. Скорость обмена не выше 150 Кбайт/с при значительной загрузке процессора. Параллельный порт подразумевает, что все 8 бит (т.е. 1 байт) пересылаются и передаются не один за другим, а одновременно (параллельно), точнее, каждый по своему проводу. Принцип параллельной передачи данных становится очевидным, если рассмотреть кабель, подсоединенный к разъему параллельного интерфейса, например кабель принтера. Он значительно толще, чем последовательный кабель мыши, поскольку кабель для параллельной передачи данных должен содержать как минимум восемь проводов, каждый из которых предназначен для передачи одного бита.
Параллельные интерфейсы разрабатывает фирма Centronics, поэтому параллельный интерфейс часто называют интерфейсом Centronics.
Параллельный интерфейс для принтера обычно обозначают LPT (Line Printer).
Первый подключенный принтер обозначается как от LPT 1, а второй - как от
LPT2. В 1994 г. был принят стандарт IEEE1284, определивший спецификацию портов SPP, ЕРР и ЕСР. Дополнительные режимы ЕРР (Enhanced Parallel
Port - улучшенный параллельный порт) и ЕСР (Extended Capability Port - порт с расширенными возможностями) позволили ввести поддержку двунаправленного обмена с аппаратным сжатием данных (устанавливается программой Setup BIOS). В качестве разъемов спецификацией определены
Тип A (DB-25), Тип В (Centronics) и тип С (компактный 36-контактный).
Существуют три типа параллельных портов: стандартный, ЕРР и ЕСР.

Стандартный параллельный порт SPP предназначен только для односторонней передачи информации от ПК к принтеру, что заложено в его электрической схеме. Он обеспечивает максимальную скорость передачи данных от 120 до 200 кбайт/с.
Порт ЕРР является двунаправленным, т.е. обеспечивает параллельную передачу 8 бит данных в обоих направлениях и полностью совместим со стандартным портом. Порт ЕРР передает и принимает данные почти в шесть раз быстрее стандартного параллельного порта, так как имеет буфер, сохраняющий передаваемые и принимаемые символы до момента, когда принтер будет готов их принять. Специальный режим позволяет порту ЕРР передавать блоки данных непосредственно из ОЗУ компьютера в принтер и обратно, минуя процессор. При использовании надлежащего программного обеспечения порт ЕРР может передавать и принимать данные со скоростью до
2 Мбит/с.
Порт ЕСР, обладая всеми возможностями порта ЕРР, обеспечивает повышенную скорость передачи данных за счет функции их сжатия. Для сжатия данных используется метод RLE (Run Length Encoding), согласно которому длинная последовательность одинаковых символов передается всего лишь двумя байтами: один байт определяет повторяющийся символ, а второй
- число повторений. При этом стандарт ЕСР допускает сжатие и распаковку данных как программно (путем применения драйвера), так и аппаратно
(схемой порта). Указанная функция не является обязательной, поэтому порты, периферийные устройства и программы могут ее и не поддерживать. Она может быть реализована, когда режим сжатия данных поддерживается как портом ЕСР, так и принтером. Увеличение скорости передачи данных с помощью порта ЕСР существенно сокращает время их распечатки на принтере.
PS/2 – это еще один представитель семейства параллельных портов.
Порт PS/2 предназначен для подключения клавиатуры и мыши к компьютеру.
Эти разъемы подключены к единому контроллеру. Интерфейсы клавиатуры и мыши электрически аналогичны, отличаясь лишь тем, что выходы с открытым коллектором требуются на обоих концах интерфейса клавиатуры, чтобы обе- спечить двустороннюю связь. Как правило, порт для мыши зеленого цвета, а для клавиатуры – фиолетового. Необходимо помнить, что подключать устройства к PS/2-портам нельзя при включенном питании, – контроллер устройства может перегореть. Если мышь PS/2 подключается к порту клавиатуры PS/2, то она не может быть распознана компьютером в зависимости от конфигурации.
RS-232)'>Последовательный СОМ-порт (RS-232) - данный порт используется для подключения модема. Ранее использовался и для подключения ручного

манипулятора ("мыши"). Последовательный порт осуществляет связь побитно: отдельные биты пересылаются (или принимаются) последовательно один за другим по одному проводу, при этом возможен обмен данными в двух направлениях, прием и передача данных осуществляются с одинаковой тактовой частотой. Для последовательных интерфейсов выбор подключаемых устройств значительно шире, поэтому ПК обычно оборудуются двумя интерфейсными разъемами для последовательной передачи данных. В качестве стандартного обозначения для последовательного интерфейса чаще всего используют RS-232 (RS-422, RS-465). Разъемы последовательного интерфейса, т.е. COM-порта, на ПК представляют собой D-sub 9-контактный
(вилка) или D-sub 25-контактный (вилка). Последний вариант практически не реализуется в современных системных блоках. Для асинхронного режима принято несколько стандартных скоростей обмена: 9600, 19200, 38400, 57600 и 115200 бит/с.
Для установления связи через последовательный интерфейс предварительно необходимо сконфигурировать его соответствующим образом, т.е. указать, как будет осуществляться обмен данными: скорость обмена, формат данных, контроль четности и т.п. Обычно конфигурирование последовательного интерфейса осуществляется программным способом, среда Windows предоставляет такую возможность.
MIDI/GAME порт - используется для подключения мультимедийных игровых устройств, например, синтезатора и игрового манипулятора "джойстика". В последнее время практически вытеснен USB-портом.
Ethernet порт. Значение этого интерфейса трудно переоценить, как правило, именно он используется для подключения персонального компьютера к локальной сети или для выхода в интернет в большинстве случаев. Практически все современные ПК, ноутбуки и нетбуки оборудованы встроенным в материнскую плату Ethernet-портом. В этом нетрудно убедиться, если осмотреть внешние разъёмы. Разъем для подключения к
локальной сети (RJ-45) - восьмиконтактный интерфейс для подключения компьютера к локальной сети. В случае интегрированного в системную плату сетевого адаптера интерфейс RJ-45 размещается на стандартной панели интерфейсов. Другой вариант - размещается на установленном сетевом адаптере.

Для подключения внешних устройств используется специальный Ethernet–кабель, имеющий с обоих концов одинаковые разъёмы – RJ-45, содержащие восемь контактов. Кабель симметричен, в связи с чем, порядок подключения устройств значения не имеет – к любому из идентичных разъёмов кабеля можно подключить любое устройство на выбор – ПК, роутер, модем и т. п. Маркируется аббревиатурой
— UTP, общепринятое название – «витая пара». В большинстве случаев как для домашнего, так и для офисного использования применяют кабель пятой категории марки UTP-5 или UTP-5E.
Скорость передаваемых по Ethernet-соединению данных зависит от технических возможностей порта и составляет 10 Мбит/сек, 100 Мбит/сек и
1000 Мбит/сек. Следует понимать, что эта пропускная способность является теоретической, и что в реальных сетях она несколько ниже в виду особенностей работы Ethernet-протокола передачи данных.
Также, следует иметь в виду, что далеко не все производители устанавливают в свои Ethernet-контроллеры быстродействующие чипы, так как они весьма дороги. Это приводит к тому, что на практике, реальная скорость передачи данных значительно ниже, указанной на упаковке или в спецификации. Как правило, практически все Ethernet-карты совместимы между собой и сверху вниз. То есть более новые модели, имеющие возможность подключения на скорости в 1000 Мбит/сек (1 Гбит/сек), без проблем будут работать со старыми моделями, на скоростях 10 и 100
Мбит/сек.
Для визуального контроля целостности подключения Ethernet-порт имеет индикаторы Link и Act. Индикатор Link — горит зелёным цветом при правильном и работающем физическом подключении, т. е. кабель между устройствами подключён, он целый, порты рабочие. Второй индикатор Act
(«активность») имеет, как правило, оранжевое свечение и мигает во время передачи или приёма данных.
Интерфейс видеокарты состоит из внутренних соединителей (слотов) и внешних разъемов (портов). Как уже было отмечено ранее внутренними соединителями видеокарт являются слоты шин системной платы - AGP или
PCI Express. Внешние же разъемы обычно выводятся на заднюю панель компьютера.
Видеоадаптеры VGA и более поздние обычно имели всего один разъем
VGA (15-контактный D-sub компонентный). Изредка ранние версии VGA- адаптеров имели также разъем предыдущего поколения (9-контактный) для совместимости со старыми мониторами. Выбор рабочего выхода задавался