Urządzenia zewnętrzne i interfejsy

Treść wykładu
Wprowadzenie. Funkcje urządzeń zewnętrznych i interfejsów w systemach komputerowych. Struktury sieci komunikacyjnych. Układy kontrolerów oraz programy ich obsługi. Dekompozycja funkcjonalna, implementacji i fizyczna. Problemy standaryzacji i kompatybilności. Interfejsy. Techniki przesyłania informacji (przewodowe i bezprzewodowe, problem zniekształcania sygnałów, nadajniki odbiorniki, linie przesyłowe itd.), "gorące" (hot-swap) lub "zimne" podłączanie/odłączanie modułów. Podstawy transmisji danych. Przesyłanie równoległe/szeregowe, asynchroniczne, synchroniczne, izochroniczne. Kodowanie informacji. Układy synchronizacji bitowej (PLL, DPLL), układy buforowania (FIFO, pamięci wieloportowe.). Standaryzacja interfejsów: poziom fizyczny i liniowy, protokoły komunikacyjne, sterowanie dostępem do medium i przepływem informacji, taksonomia interfejsów. Przegląd podstawowych interfejsów zewnętrznych równoległych i szeregowych (RS232 - 485, IEEE1284 - Centronix, IEC625, IDE, SCSI, ULTRASCSI itd., USB, Firewire, SATA, Bluetooth, IrDA.).Interfejsy systemowe: struktury szynowe, układy arbitrażu (scentralizowane, zdecentralizowane, stało, zmienno priorytetowe, itd.), tryby transmisji (pojedyncza, blokowa, cykle rozszczepione itd.), przegląd rozwiązań standardowych w komputerach osobistych, stacjach roboczych i systemach modularnych (EISA, PCI, PCIExpress, VME, VXI, Gigaplane itp.), problemy automatycznej konfiguracji (Pug&Play, hot swap). Interfejsy sieciowe (poziom fizyczny i liniowy w sieciach lokalnych). Protokoły komunikacyjne (dekompozycja pionowa i pozioma, przykłady, BSC, HDLC, Ethernet, CAN, Fiberchannel,. OSI). Złożone sieci komunikacyjne: struktury wieloszynowe, przełączniki jedno i wielopoziomowe (statyczne/dynamiczne), przedłużacze, mostki itp. Kontrolery interfejsów oraz zasady ich programowania.Sprzężenie systemów komputerowych z obiektami fizycznymi. Układy obsługi binarnych i analogowych sygnałów wejścia/wyjścia. Standardy przemysłowe. Pamięci zewnętrzne. Nośniki informacji, reprezentacja fizyczna informacji. Techniki rejestracji i odczytu informacji. Problemy synchronizacji. Sterowanie podzespołami elektromechanicznymi. Organizacja dostępu do danych. Struktury danych na poziomie fizycznym, logicznym, powiązania z poziomem systemowym. Kontrolery pamięci (dyski elastyczne, sztywne, banki pamięci dyskowych - RAID, SAN, DAS, biblioteki taśmowe,...). Programy obsługi pamięci zewnętrznych (buforowanie, pamięci podręczne). Urządzenia alfanumeryczne i graficzne. Podstawowe urządzenia wprowadzania i wyprowadzania informacji alfanumerycznej (klawiatury, myszka, czytniki kart ID, drukarki itp.) i graficznej (np. czytniki kodów paskowych, dokumentów, scanery, wskaźniki graficzne, monitory). Kontrolery złożonych urządzeń Sprzętowo/programowa dekompozycja funkcji, migracja funkcji itp. Zakończenie. Kierunki rozwoju interfejsów i urządzeń zewnętrznych.

Zakres laboratorium
Ćwiczenia laboratoryjne mają na celu praktyczne zapoznanie studentów z problemami komunikacji systemu cyfrowego z urządzeniami zewnętrznymi, problemami sterowania tymi urządzeniami oraz w pewnym zakresie z problemami ich implementacji. Ponadto ćwiczenia są uzupełnieniem treści wykładowych (wymagane zaznajomienie się z odpowiednią literaturą). Jedno ćwiczenie jest poświęcone interfejsom równoległym i szeregowym (poziom fizyczny i liniowy). Drugie ćwiczenie obejmuje problemy sterowania prostymi urządzeniami zewnętrznymi (np. klawiatura, myszka, modem, itp.). Trzecie ćwiczenie dotyczy pamięci masowych (np. dyskowych) a w szczególności problemu programowania uniwersalnych kontrolerów, organizacji zbiorów, testowania parametrów technicznych. Ćwiczenie czwarte jest poświęcone problemowi prezentacji informacji alfanumerycznej i graficznej (np. przy wykorzystaniu drukarki mozaikowej). Podczas ćwiczeń będą również wykorzystywane inne dostępne urządzenia zewnętrzne.

Regulamin


Zaliczenie odbywa się na podstawie 2 kolokwiów oraz zaliczenia laboratorium. Za oba kolokwia można uzyskać łącznie maksymalnie K = 80 pkt. a za laboratorium L = 40 pkt. Warunkiem zaliczenia jest uzyskanie K>40 oaz L>20.


Poprzedniki