Программа дисциплины системы вводавывода, интерфейсы и периферия компьютеров
 Скачать 90 Kb.
|
|
Московский инженерно-физический институт (Государственный университет) Кафедра «Компьютерные системы и технологии» (№12) 1. ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ «СИСТЕМЫ ВВОДА-ВЫВОДА, ИНТЕРФЕЙСЫ И ПЕРИФЕРИЯ КОМПЬЮТЕРОВ» Объём дисциплины 87 часов (71 лекции и 16 лабораторные работы). Дисциплина преподаётся для групп: К5-121 – 124 и К6-121-125. Авторы программы: профессор, д.т.н. Чернышев Ю.А. доцент, к.т.н. Огородов Ю.В. Аннотация: Учебная дисциплина предназначена для студентов 3-го курса, обучающихся по специальности 2201 систем «Вычислительные машины, комплек-сы, системы и сети » и содержит 2 части (курса): 1) Системы ввода-вывода и интерфейсы, 2) Периферийные устройства ЭВМ. Распределение часов и отчётность по курсам приведены в таблице:
*) Экзамен и зачет по обеим частям совместный. Входные компетенции. Студент обязан знать основы теории и организацию ЭВМ и систем, схемо- технику ЭВМ, основы программирования. Выходные компетенции. Знать: структуры систем ввода-вывода, основы построения интерфейсов, архитектуру, протоколы шин расширения (PCI, AGP, ISA) и интерфейсов периферийных устройств (RS-232, Centronics, SCSI, USB). Знать основные принципы работы и характеристики периферийных устройств: подсистем магнитной и оптической внешней памяти, устройств ввода-вывода графической информации, видео систем, устройств вывода на печать, средства речевого диалога человек- машина. На основе этого уметь выбирать конфигурацию устройств для компьютеров разного назначения (рабочих станций, серверов и т.п.), решать задачи по повышению производительности средств передачи информации в компьютерных системах. В результате изучения данной дисциплины студенты должны приобрести знания необходимые для решения основных задач по организации взаимодействия компьютера и внешней среды и повышения производительности компьютеров и информационных систем за счет оптимизации структур систем ввода-вывода и интерфейсов, а также иметь представление о перспективах развития средств передачи информации в компьютерных системах. ПРОГРАММЫ КУРСОВ 1. Курс «Системы ввода вывода и интерфейсы» СОДЕРЖАНИЕ ПРОГРАММЫ Тема 1.1 Принципы построения и назначение систем ввода-вывода и интерфейсов. Принципы организации ввода-вывода информации, способы взаимодействия блоков в ЭВМ. Назначение и роль интерфейсов. Программный ввод-вывод информации, ввод-вывод в режиме прерываний и прямого доступа к памяти. Эволю-ция структур систем ввода-вывода (СВВ). Тема 1.2 Основные функции и классификация интерфейсов. Реализация основных функций интерфейса. Функция хранения и передачи ин-фомации в 2-х шинной и 3-х шинной архитектурах. Способы синхронизации, синхронный и асинхронный протоколы. Реализация функций определения приоритетов и идентификации устройств ввода-вывода, вложенные прерывания. Протокол взаимодействия системной шины и периферийных устройств. Классификация интерфейсов. Системные интерфейсы. Многомагистральная архитектура ЭВМ, принципы повышения производительности, роль интерфейсов. Тема 1.3 Системные интерфейсы, шины расширения. Шина расширения ISA. Архитектура, назначение линий интерфейса, типы цик-лов шины, протоколы записи-чтения и прямого доступа к памяти. Шина расширения PCI. Архитектура, назначение линий интерфейса. Принцип передачи информации. Транзакция. Арбитрация. Протокол чтения-записи, способы завершения транзакции. Задержка доступа. Организация режима автоконфигурации. Интерфейс типа AGP, особенности использования и работа. Последовательная системная шина PCIExpress, новая структура системы ввода-вывода. Тема 1.4 Аппаратные средства интерфейсов. Таймер. Структура таймера, способы инициализации и чтения информации. Ре-жимы работы. Тема 1.5 Интерфейсы периферийных устройств. Классификация интерфейсов периферийных устройств. Параллельные интерфейсы типа Centronics, EPP- и ECP-порты. Адаптер параллельного интерфейса, принцип действия и режимы работы. Протоколы чтения-записи информации. Интерфейс типа SCSI, архитектура, назначение линий интерфейса, организация управления. Последовательные интерфейсы. Интерфейс типа RS-232, принцип приёма и передачи информации, синхронный и асинхронный режимы работы. Интерфейс USB. Структура, модель передачи данных, типы данных, протоколы передачи данных. Тема 1.6 Построение систем ввода-вывода. Структура и средства построения СВВ. Иерархия интерфейсов. Взаимосвязь системного блока и периферийных устройств. Распределение часов по темам программы
Итого 24 8 Перечень лабораторных работ
Список литературы а) Основная литература 1.Гук М. Интерфейсы устройств хранения: АТР SCSI, Энциклопедия.СПб.: Питер, 2007, 446 с.: ил. 2..Чернышев Ю.А. Лабораторный практикум (описание). Выдаётся каждому студенту на компакт-диске. 3.Огородов Ю.В. Системы ввода-вывода и периферия компьютеров: Учебное пособие. М.: МИФИ, 2006. 394 с.: ил. б) Дополнительная литература 1. Чернышев Ю.А. Программно-методический комплекс «Компьютерные коммуникации и периферия». Электронное учебное пособие. 2. Курс «Периферийные устройства ЭВМ» СОДЕРЖАНИЕ ПРГРАММЫ Тема 2.1 Вводная Цель и содержание курса. Развитие принципов обмена информацией в ЭВМ различных поколений. Обобщённая структурная схема периферийного устройства. Тема 2.2 Кодирование информации в ЭВМ и ПУ. Представление информации в различных ПУ. Преобразование информации при вводе-выводе. Коды, используемые в ПУ. Тема 2.3 Подсистема внешней памяти Назначение внешней памяти (ВЗУ). Разновидности ВЗУ, носители информации ВЗУ. Память последовательного и прямого доступа. Физические основы процессов записи и считывания информации в магнитных ВЗУ. Кодирование информации в магнитных ВЗУ. Тема 2.4 Накопители на магнитных дисках Кинематическая схема накопителя на магнитных дисках (НМД). Разновидности НМД. Управление позиционированием головок считывания-записи в НМД. Серво-системы НМД и их разновидности. Структура дискового сектора. Чередование сек-торов и «перекос» головок. Тема 2.5 Организация данных на дисках Физическое и логическое форматирование жёстких дисков. Секторы, цилинд-ры, каталоги и подкаталоги. Тема 2.6 Управление дисковой памятью Контроллер накопителя на жёстких дисках (КНМД): обобщённая структура и функционирование контроллера. Подключение контроллера к системной шине. Тема 2.7 Накопители на оптических дисках Физические основы процессов записи-чтения информации на оптических дисках. Разновидности носителей информации в накопителях на оптических дисках (НОД). Режимы записи-считывания в НОД. Тема 2.8 Устройства ввода графической информации Полуавтоматические устройства ввода графической информации (дигитайзе-ры), разновидности дигитайзеров. Структуры и принципы работы электромехани-ческого и электромагнитного дигитайзеров. Характеристики дигитайзеров. Автоматические устройства ввода графической информации – сканеры. Разновидности сканеров, принцип работы сканера на основе приборов с зарядовой связью (ПЗС). Структуры монохромного и цветного сканеров. Характеристики сканеров. Тема 2.9 Устройства вывода графической информации Разновидности перьевых плоттеров: планшетные и барабанные, кинематичес-кие схемы, принцип работы. Управление движением пера в перьевом плоттере. Программирование плоттеров на языке HPGL. Растровые плоттеры: электростатические, лазерные, струйные, термические. Тема 2.10 Видеосистема компьютера Назначение и основные функции видеосистемы. Видеоадаптер и видеомонитор – основы видеосистемы. Режимы работы видеосистемы – текстовый и графический. Организация монохромного и цветного режима работы. Тема 2-11 Устройства вывода на печать – принтеры Разновидности принтеров: ударные и безударные. Принцип действия и струк-тура матричного знакосинтезирующего принтера. Знакогенераторы матричного принтера Безударные принтеры: лазерные, струйные, термические. Технологии печати, управление печатью, языки программирования принтеров. Тема 2-12 Речевой диалог пользователя с компьютером Фонетические основы речевого диалога. Методы распознавания и синтеза речи. Структура и алгоритм работы устройства распознавания речи (УРВ). Типы синтезаторов речи. Методы и устройства машинного синтеза речи. Перечень лабораторных работ по ПУ
Распределение часов по темам программы
Всего 48 8 Список литературы а) Основная литература 1. Гук М. Дисковая подсистема ПК. – Питер 2000, 336с.: ил 2. Хамахер К., Вранешич З., Заки С. Организация ЭВМ, 5-е изд. Питер, Киев, изд. группа BAV, 2003 – 848 c.: ил. 3. Огородов Ю.В. Система ввода-вывода и периферия компьютеров: Учебное пособие, М.: МИФИ, 2006, 304 с.: ил. 4. Огородов Ю.В. Электронные конспекты лекций по курсу: «Периферийные устройства ЭВМ», Электронный Читальный Зал (ЭЧЗ) библиотеки МИФИ : а) Эволюция принципов обмена и разновидности периферийных устройств. МИФИ, 2005, 8 с.: ил. б) Подсистема внешней памяти. МИФИ, 2004, 48 с.: ил. в) Устройства ввода-вывода графической информации (плоттеры, сканеры, дигитайзеры). МИФИ, 2005, 47с.: ил. г) Основы видеосистемы компьютера. МИФИ, 2004, 40 с.: ил. д) Устройства вывода на печать. МИФИ, 2004, 40 с.: ил. е)Речевой диалог пользователя с компьютером, МИФИ, 2005,38 с.: ил. ж)Сборник слайдов курсу «Периферийные устройства ЭВМ», МИФИ, 2006, ЭЧЗ, 149 слайдов. 5. Огородов Ю.В. Лабораторный практикум «Графические периферийные устройства» МИФИ, ЭЧЗ библиотеки МИФИ, 2005, 37 с.: ил. б) Дополнительная литература 1. Гудмен Дж. Секреты жёсткого диска. Киев, 1994, 250 с.: ил. 2. Каган Б.М. Электронные вычислительные машины и системы: Учебн. пособие для вузов, 3-е изд. перераб. и дополн.–М.: Энергоатомиздат, 1991, 929 с.: ил. 3. Гинзбург А., Милчев М., Солоницын Ю. Периферийные устройства. – СПб.: Питер. 2001 – 448 с.: ил. 4. Печатающие устройства для персональных ЭВМ / Справочник. Под ред. Профессора Витенберга И.М. – М.: «Радио и связь», 1992. 208 с.: ил. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||