Утверждена
УМО вузов Республики Беларусь по образованию в области информатики и радиоэлектроники
« 03 » июня 2003 г.
Регистрационный № ТД-40-033/тип.
ИНТЕРФЕЙСЫ ПЕРИФЕРИЙНЫХ УСТРОЙСТВ
Учебная программа для высших учебных заведений
по специальности I-40 02 02 Электронные вычислительные средства
Согласована с Учебно-методическим управлением БГУИР
« 28 » мая 2003 г.
Составитель:
А.Б. Давыдов, доцент кафедры электронно - вычислительных средств Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники», доцент, кандидат технических наук
Рецензенты:
С.Н. Анкуда, проректор по производственному обучению и научной работе Учреждения образования «Минский государственный высший радиотехнический колледж», доцент;
Кафедра информатики Учреждения образования «Минский государственный высший радиотехнический колледж» (протокол № 10 от 29.05.2003 г.)
Рекомендована к утверждению в качестве типовой:
Кафедрой электронно - вычислительных средств Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники», протокол № 9 от 29.05.2000 г.;
Научно-методическим советом по направлению I-40 Вычислительная техника УМО вузов Республики Беларусь по образованию в области информатики и радиоэлектроники, протокол № 4 от 15.01.2003 г.
Действует до утверждения образовательного стандарта по специальности
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Программа «Интерфейсы периферийных устройств» разработана для специальности I-40 02 02 Электронные вычислительные средства высших учебных заведений.
Типовая программа «Интерфейсы периферийных устройств» направлена на подготовку специалистов в области проектирования электронных вычислительных средств. Целью дисциплины является изучение основ организации и функционирования различных типов интерфейсов периферийных устройств, их применения, что необходимо как разработчикам аппаратуры, так и системным программистам при разработке драйверов периферийных устройств.
Курс базируется на знаниях, полученных при изучении дисциплин «Основы проектирования электронных вычислительных средств», «Микропроцессорная техника», «Организация компьютерных систем и сетей».
В результате освоения курса «Интерфейсы периферийных устройств» студент должен:
иметь представление:
-
о принципах организации различных типов интерфейсов периферийных устройств;
-
о современном уровне и перспективах развития интерфейсов периферийных устройств;
знать:
-
основы построения и функционирования современных интерфейсов периферийных устройств;
-
архитектуру и особенности построения интерфейсов, входящих в состав периферийных устройств;
-
основы программирования интерфейсов;
уметь использовать:
-
интерфейсы для подключения периферийных устройств;
владеть:
-
методами выбора и способами подключения интерфейсов к конкретным периферийным устройствам;
иметь опыт:
-
разработки алгоритмов управления периферийными устройствами, их отладки.
Программа рассчитана на объем 80 учебных часов. Примерное распределение учебных часов по видам занятий: лекций – 50 часов, лабораторных работ – 30 часов.
СОДЕРЖАНИЕ дисциплины
Раздел 1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Тема 1.1. ОРГАНИЗАЦИЯ ОБМЕНА ИНФОРМАЦИЕЙ МЕЖДУ ПЕРИФЕРИЙНЫМИ УСТРОЙСТВАМИ И ЭЛЕКТРОННЫМИ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫМИ СРЕДСТВАМИ
Принцип программно-управляемого обмена данными. Способы передачи информации. Организация последовательной и параллельной передачи данных. Способы соединения периферийных устройств.
Тема 1.2. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ИНТЕРФЕЙСОВ
ПЕРИФЕРИЙНЫХ УСТРОЙСТВ
Классификация интерфейсов. Структура и принципы функционирования интерфейсов периферийных устройств. Пропускная способность интерфейса. Режимы обмена данными с помощью интерфейса. Гальваническая развязка интерфейсов. Принцип выбора интерфейсов на основе технических требований к разрабатываемой системе.
Раздел 2. ОСНОВЫ ОРГАНИЗАЦИИ ВНУТРЕННИХ
ИНТЕРФЕЙСОВ ЭВС
Тема 2.1. ШИНЫ РАСШИРЕНИЯ ВВОДА/ВЫВОДА
Характеристики стандартных шин расширения и шин расширения для устройств промышленного назначения. Шины расширения ISA, EISA и PC-104. Логические и электрические сигналы шин расширения. Циклы обмена по шинам ISA и EISA. Отличие шины расширения PC-104 от ISA. Локальные шины VLB. Шина PCI. Циклы обмена по шине PCI. Магистральный интерфейс AGP. Шины PCMCIA (PC Card).
Раздел 3. ОСНОВЫ ОРГАНИЗАЦИИ ВНЕШНИХ ИНТЕРФЕЙСОВ ЭВС
Тема 3.1. ОРГАНИЗАЦИЯ ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ ИНТЕРФЕЙСОВ
Основные типы параллельных интерфейсов. Интерфейс Centronics. Передача данных по протоколу Centronics. Архитектура LPT-порта. Стандарт IEEE 1284. Физический и электрический интерфейсы. Режимы передачи данных согласно стандарту IEEE 1284. Применение параллельных интерфейсов и LPT-портов. Конфигурирование LPT-портов. Функции BIOS для LPT-порта.
Тема 3.2. ОРГАНИЗАЦИЯ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫХ ИНТЕРФЕЙСОВ
Способы последовательной передачи данных. Интерфейс RS-232C. Электрический интерфейс. Управление потоком данных интерфейса RS-232C. Принципы построения универсального асинхронного приемопередатчика. Интерфейс «токовая петля». COM-порт. Использование COM-портов. Конфигурирование COM-портов. Функции BIOS для COM-портов.
Тема 3.3. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЕ ШИНЫ
Область применения последовательных шин. Шина USB. Структура и протокол обмена данными устройств по шине USB. Форматы пакета обмена данными устройств по шине USB. Высокопроизводительная последовательная шина IEEE 1394 – FireWire. Структура и взаимодействие устройств шины FireWire. Протокол IEEE 1394. Сравнение интерфейсов USB и FireWire.
Раздел 4. ОРГАНИЗАЦИЯ ИНТЕРФЕЙСНЫХ ШИН
СИСТЕМНОГО УРОВНЯ
Тема 4.1. ИНТЕРФЕЙС ATA
Область применения интерфейса ATA. Электрический интерфейс ATA. Архитектура интерфейса ATA. Дополнительные сервисные функции интерфейса. Протоколы взаимодействия хоста и устройства. Протоколы и режимы передачи данных. Интерфейс Serial ATA.
Тема 4.2. ИНТЕРФЕЙС SCSI
Назначение и физическая реализация интерфейса SCSI. Архитектура интерфейса SCSI. Функционирование интерфейса SCSI. Управление интерфейсом SCSI. Хост-адаптер SCSI.
Раздел 5. ОРГАНИЗАЦИЯ СПЕЦИАЛЬНЫХ ИНТЕРФЕЙСОВ ПЕРИФЕРИЙНЫХ УСТРОЙСТВ
Тема 5.1. ОРГАНИЗАЦИЯ ИНТЕРФЕЙСОВ ВВОДА
Интерфейс клавиатуры. Архитектура программируемого микроконтроллера клавиатуры i8042. Формат передачи данных программируемого микроконтроллера клавиатуры i8042. Интерфейс манипуляторов.
Тема 5.2. ИНТЕРФЕЙСЫ ВИДЕОМОНИТОРОВ
Режимы отображения информации на видеомониторах. Дискретный (цифровой) интерфейс RGB TTL. Формирование видеосигналов в дискретном интерфейсе RGB TTL. Аналоговый интерфейс RGB. Формирование видеосигналов в аналоговом интерфейсе RGB. Комбинированный интерфейс EVC.
ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ТЕМ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ
-
Работа с устройствами, подключенными к шине PCI.
-
Структура и система команд периферийных устройств на примере параллельного LPT-порта и последовательного RS-232C.
-
Программирование операций обмена данными с помощью параллельного и последовательного порта.
-
Исследование циклов обмена данными по параллельному и последовательному портам.
-
Программирование устройства чтения CD-ROM.
ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ОБОРУДОВАНИЯ
И КОМПЬЮТЕРНЫХ ПРОГРАММ
-
Класс ПЭВМ.
-
Осциллограф.
-
Учебные программы по изучению интерфейсов ПЭВМ.
ЛИТЕРАТУРА
ОСНОВНАЯ
-
Гук М. Интерфейсы ПК: Справочник. - СПб: Питер, 1999.
-
Гук М. Аппаратные средства IBM PC: Энциклопедия. -СПб.: ПитерКом, 1998.
-
Мячев А.А. Интерфейсы средств вычислительной техники: Справочник. - М.: Радио и связь, 1993.
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ
-
Руководство по архитектуре IBM PC AT / Ж.К.Голенкова, А.В.Заблоцкий, М.Л.Мархасин и др.; Под общ. ред. М.Л. Мархасина. Мн.: ООО "Консул", 1993.
-
Вегнер В.А. и др. Аппаратура персональных компьютеров и ее программирование. IBM PC/XT/AT и PS/2. М.: Радио и связь, 1995.
-
Фролов А.В., Фролов Г.В. Аппаратное обеспечение персонального компьютера //Библиотека системного программиста. Т. 33. М.: ДИАЛОГ МИФИ, 1997.
-
Кулаков В. Программирование на аппаратном уровне: Специальный справочник. -СПб.: Питер, 2001.
|