1. пу. Классификация. Назначение
| Вид материала | Документы |
СодержаниеПараллельный интерфейс CENTRONICS Графические ускорители. Принципы 3d-графики. Принцип формирования изображений Векторная графика ИК – связь Стандарт IEEE 802.16 (WiMAX) |
- Темы для докладов Базы данных (БД): назначение, классификация. Системы управления базами, 4.8kb.
- По ЭВМ перечень примерных контрольных вопросов и заданий для текущей работы, 40.23kb.
- Вопросы к контрольной работе по курсу, 190.54kb.
- Программа подготовки операторов/наладчиков станков с чпу токарной/фрезерной группы, 14.38kb.
- Рабочая программа дисциплины государственный экзамен по направлению подготовки бакалавров, 75.18kb.
- Вопросы по курсу «Сети ЭВМ и телекоммуникации», 90.05kb.
- План счетов бухгалтерского учета, его назначение. Классификация счетов по назначению, 27.63kb.
- План счетов. Его назначение и строение. Классификация счетов бухгалтерского учета, 17.15kb.
- Программаное обеспечение вычислительных систем Классификация, назначение, состав, 1049.39kb.
- «Периферийные устройства компьютера», 518.49kb.
Параллельный интерфейс CENTRONICS
Параллельный интерфейс Centronics ориентирован на передачу потока байт данных к принтеру и прием сигналов состояния принтера. Этот интерфейс поддерживается всеми LPT-портами компьютеров. Для подключения устройств по интерфейсу Centronics используется порт параллельного интерфейса (LPT).
Адаптер параллельного интерфейса представляет собой набор регистров, расположенных в пространстве ввода/вывода. Регистры порта адресуются относительно базового адреса порта, стандартными значениями которого являются 3BCh, 378h и 278h. Порт может использовать линию запроса аппаратного прерывания, обычно IRQ7 или IRQ5. Порт имеет внешнюю 8-битную шину данных, 5-битную шину сигналов состояния и 4-битную шину управляющих сигналов.
Стандартный порт имеет три 8-битных регистра, расположенных по соседним адресам в пространстве ввода/вывода, начиная с базового адреса порта (BASE).
Data Register (DR) — регистр данных (имеет адрес BASE). Данные, записанные в этот порт, выводятся на выходные линии интерфейса. Данные, считанные из этого регистра, в зависимости от схемотехники адаптера соответствуют либо ранее записанным данным, либо сигналам на тех же линиях.
Status Register (SR) — регистр состояния. Представляет собой 5-битный порт ввода сигналов состояния принтера (имеет адрес BASE+1).
Control Register (CR) — регистр управления (имеет адрес BASE+2). Как и регистр данных, этот 4-битный порт вывода допускает запись и чтение.
Запрос аппаратного прерывания (обычно IRQ7 или IRQ5) вырабатывается по отрицательному перепаду сигнала на выводе 10 разъема интерфейса (Аск) при установке CR.4 в единицу. Во избежание ложных прерываний контакт 10 соединен резистором с шиной +5 В. Прерывание вырабатывается, когда принтер подтверждает прием предыдущего байта.
Шина USB
USB (Universal Serial Bus) — универсальная последовательная шина: является промышленным стандартом расширения архитектуры PC, ориентированным на интеграцию с телефонией и устройствами бытовой электроники.
USB обеспечивает одновременный обмен данными между хост-компьютером и множеством периферийных устройств (ПУ). Распределение пропускной способности шины между ПУ планируется хостом и реализуется им с помощью посылки маркеров. Шина позволяет подключать, конфигурировать, использовать и отключать устройства во время работы хоста и самих устройств.
Устройства (Device) USB могут являться хабами, функциями или их комбинацией. Хаб (Hub) обеспечивает дополнительные точки подключения устройств к шине.
физическое соединение устройств осуществляется по топологии многоярусной звезды. Центром каждой звезды является хаб, каждый кабельный сегмент соединяет две точки — хаб с другим хабом или с функцией. В системе имеется один (и только один) хост-контроллер, расположенный в вершине пирамиды устройств и хабов. Хост-контроллер интегрируется с корневым хабом (Root Hub), обеспечивающим одну или несколько точек подключения — портов.
Контроллер USB, входящий в состав чипсетов, обычно имеет встроенный двухпортовый хаб. Логически устройство, подключенное к любому хабу USB и сконфигурированное, может рассматриваться как непосредственно подключенное к хост-контроллеру.
Функции представляют собой устройства, способные передавать или принимать данные или управляющую информацию по шине. Типично функции представляют собой отдельные ПУ с кабелем, подключаемым к порту хаба. Физически в одном корпусе может быть несколько функций со встроенным хабом, обеспечивающим их подключение к одному порту. Эти комбинированные устройства для хоста являются хабами с постоянно подключенными устройствами-функциями.
Каждая функция предоставляет конфигурационную информацию, описывающую возможности ПУ и требования к ресурсам. Перед использованием функция должна быть сконфигурирована хостом — ей должна быть выделена полоса в канале и выбраны опции конфигурации.
Хаб является кабельным концентратором. Точки подключения называются портами хаба. Каждый хаб преобразует одну точку подключения в их множество. Архитектура допускает соединение нескольких хабов.
У каждого хаба имеется один восходящий порт (Upstream Port), предназначенный для подключения к хосту или хабу верхнего уровня. Остальные порты являются нисходящими (Downstream Ports), предназначенными для подключения функций или хабов нижнего уровня. Хаб может распознать подключение устройств к портам или отключение от них и управлять подачей питания на их сегменты. Каждый из портов может быть разрешен или запрещен и сконфигурирован на полную или ограниченную скорость обмена. Хаб обеспечивает изоляцию сегментов с низкой скоростью от высокоскоростных.
Хабы могут управлять подачей питания на нисходящие порты; предусматривается установка ограничения на ток, потребляемый каждым портом.
Система USB разделяется на три уровня с определенными правилами взаимодействия. Устройство USB содержит интерфейсную часть, часть устройства и функциональную часть. Хост тоже делится на три части — интерфейсную, системную и ПО устройства. Каждая часть отвечает только за определенный круг задач.
Графические ускорители. Принципы 3d-графики.
Видеока́рта (известна также как графи́ческая пла́та, графи́ческий ускори́тель, графи́ческая ка́рта, видеоада́птер) (англ. videocard) — устройство, преобразующее изображение, находящееся в памяти компьютера, в видеосигнал для монитора.
Обычно видеокарта является платой расширения и вставляется в разъём расширения, универсальный (PCI-Express, PCI, ISA, VLB, EISA, MCA) или специализированный (AGP), но бывает и встроенной (интегрированной) в системную плату (как в виде отдельного чипа, так и в качестве составляющей части северного моста чипсета или ЦПУ).
Современные видеокарты не ограничиваются простым выводом изображения, они имеют встроенный графический микропроцессор, который может производить дополнительную обработку, разгружая от этих задач центральный процессор компьютера. Например, все современные видеокарты NVIDIA и AMD (ATi) поддерживают приложения OpenGL на аппаратном уровне.
Графический пользовательский интерфейс, появившийся во многих операционных системах, стимулировал новый этап развития видеоадаптеров. Появляется понятие «графический ускоритель» (graphics accelerator). Это видеоадаптеры, которые производят выполнение некоторых графических функций на аппаратном уровне. К числу этих функций относятся, перемещение больших блоков изображения из одного участка экрана в другой (например при перемещении окна), заливка участков изображения, рисование линий, дуг, шрифтов, поддержка аппаратного курсора и т. п. Прямым толчком к развитию столь специализированного устройства явилось то, что графический пользовательский интерфейс несомненно удобен, но его использование требует от центрального процессора немалых вычислительных ресурсов, и современный графический ускоритель как раз и призван снять с него львиную долю вычислений по окончательному выводу изображения на экран.
Общие принципы создания 3D объектов
По своей форме все объекты делятся на сложные и простые. Примером простого объекта может являться, например, лампочка. Сложным объектом можно считать, например, дерево. Как известно, существует два подхода к созданию объектов - первый: создание объектов из примитивов - наиболее простой и понятный метод, не требующий особых навыков, второй - рисование объектов, не прибегая к примитивам, а выполняя моделлинг при помощи лофтинга и других приемов. Давайте разберемся, когда же нужно использовать первый подход, а когда второй.
Рисование объектов при помощи примитивов.
Данный метод применяется, когда вы можете мысленно разбить объект на несколько примитивов, которые могут накладываться друг на друга, пересекаться и тому подобное. Для того чтобы проделывать подобные операции над объектом необходимо иметь хорошее пространственное мышление, постоянно представлять себе объект во всех его основных деталях. Зато процесс моделирования значительно упрощается. На основе примитивов можно изобразить практически любой объект, единственное ограничение в том, что после определенного предела изображение примитивами теряет смысл. При желании можно изобразить при помощи примитивов и такой объект (например, при помощи маленьких кубов или сфер, которые, по сути, будут являть собой что-то подобное точкам).
Таким образом, мы выяснили, что примитивами лучше всего пользоваться при изображении относительно простых, регулярных объектов. Применение их для отображения сложных нерегулярных объектов нежелательно.
Создание сложных объектов нерегулярной формы
Основная проблема при создании подобных объектов - постоянное "видение" объекта. Можно использовать некие начальные наброски объекта, еще лучше иметь перед глазами его модель.
Еще одной сложной проблемой является расположение, и связь частей сложного объекта, по этому есть несколько систем, которые упрощают создание подобных объектов. Примерами могут служить системы автоматической генерации внешнего вида таких объектов как: человеческое тело, дерево, различные ландшафты. При генерации чаще всего требуется ввести несколько характерных параметров (например, рост, вес, пол). Чаще всего в данных программах используются различные алгоритмы, позволяющие создавать относительно различные объекты. Так при создании ландшафтов и деревьев используются фракталы, с их помощью наиболее просто и быстро достигается нужный результат. Недостатком подобных систем является усредненность получаемых результатов. Но зато огромен выигрыш в скорости моделирования.
Принцип формирования изображений
Электронный луч можно направить в желаемое место на экране в одном из двух режимов: векторном и растровом. В векторном режиме движение луча определяется координатами точек рисуемой фигуры. Координаты могут быть заданы и математическими формулами. Для представления дисплейных примитивов векторная графика требует мало памяти, сами примитивы четко изображаются, оператор может непрерывно менять изображения в реальном времени. Главным недостатком векторной графики является то, что с ее помощью нельзя изобразить сплошные области, любые объекты могут быть представлены лишь в виде проволочных каркасов. В растровом режиме луч отклоняется не в соответствии с контурами рисунка, а, как в бытовом телевизоре, 25 раз в секунду высвечивается растр (кадр),состоящий из строк. Управлять в растровом режиме можно только яркостью луча при прохождении им
активных точек строки. Векторная графика – представление графического изображения в памяти компьютера в виде координат отдельных точек. Растровая графика – представление графического изображения как единого целого, а в памяти компьютера как копии всего экрана. Цифровое изображение – набор точек (пикселей) изображения; каждая точка изображения характеризуется координатами x и y и яркостью V(x, y), это дискретные величины, обычно целые. В случае цветного изображения каждый пиксель характеризуется координатами x и y и тремя яркостями яркостью красного, синего и зеленого (VR , VB , VG). Комбинируя эти три цвета, можно получить большое количество различных оттенков. Максимальное количество цветов, одновременно отображаемых на экране, определяется количеством битов, выделенных для каждого пикселя в видеобуфере. В полноцветных системах каждому пикселю отводится 24 бита цветовой информации: по байту на каждый компонент VR , VB , VG. Как правило, чем больше пикселей на экране, тем выше качество изображения. Один из путей, позволяющих скомпенсировать нехватку имеющихся цветов, – это псевдотонирование компьютерного изображения. Существует много вариантов псевдотонирования, но все они основаны на одном принципе – замене пикселей с цветами, отсутствующими в палитре, конфигурациями пикселей с цветами из палитры. Псевдотонирование основывается на том, что человеческий глаз смешивает цвета двух рядом находящихся пикселей, воспринимая некий третий цвет. В зависимости от разрешающей способности они подразделяются на CGA, EGA, VGA, SVGA и др. Каждой точке экрана, называемой пикселем, соответствует определенное место в памяти, называемое видеопамятью. Обычно она располагается на видеоадаптере, который управляет работой дисплея, циклически отображая на экране содержимое видеопамяти.
Режимы видеоадаптеров:
MDA (монохромный) режим. Позволяют получать разрешение до 1280х1024
CGA (Color Graphic Adapter) имеет характеристики 320 х 200 при 4-х цветах.
EGA (Enhanced Graphic Adapter) имеет разрешение 640 х 350, но при этом доступны всего лишь 4 цвета (16 цветов – при 320х200).
VGA (Video Graphic Array) режим основан на подаче аналогового сигнала, что позволяет получать до 16 цветов (из 256) при разрешении 640х480.
Перечисленные дисплеи называются иначе цифровыми, поскольку на экран поступает цифровой RGB сигнал из 3 пушек (Red, Green, Blue). Развитием данного режима является стандарты SVGA, позволяющие получить 32-битный цвет при разрешениях, зависящих от
возможностей аппаратного обеспечения
46. Дистанционная связь IRDA, WI-FI, Bluetooth, WiMAX
| Технология | Стандарт | Пропускная способность | Радиус действия | Частоты |
| Wi-Fi | 802.11a | до 54 Мбит/с | до 100 метров | 5,0 ГГц |
| Wi-Fi | 802.11b | до 11 Мбит/с | до 100 метров | 2,4 ГГц |
| Wi-Fi | 802.11g | до 108 Мбит/с | до 100 метров | 2,4 ГГц |
| Wi-Fi | 802.11n | до 300 Мбит/с (в перспективе до 450, а затем до 600 Мбит/с) | до 100 метров | 2,4 — 2,5 или 5,0 ГГц |
| WiMax | 802.16d | до 75 Мбит/с | 6-10 км | 1,5-11 ГГц |
| WiMax | 802.16e | до 40 Мбит/с | 1-5 км | 2.3-3.6 ГГц |
| WiMax | 802.16m | до 1 Гбит/с (WMAN), до 100 Мбит/с (Mobile WMAN) | н/д (стандарт в разработке) | н/д (стандарт в разработке) |
| Bluetooth v. 1.1. | 802.15.1 | до 1 Мбит/с | до 10 метров | 2,4 ГГц |
| Bluetooth v. 1.3. | 802.15.3 | от 11 до 55 Мбит/с | до 100 метров | 2,4 ГГц |
| Инфракрасный порт | IrDa | до 16 Мбит/с | от 5 до 50 сантиметров, односторонняя связь — до 10 метров | |
WI-FI(Стандарт IEEE 802.11)Для передачи данных Wi-Fi использует частоты 2,4 ГГц и 5 ГГц. На сегодняшний день стандартами являются 802.11a, 802.11b и 802.11g, 802.11n. Связь обеспечивается в радиусе 80 - 300 метров от стандартной точки доступа на открытой местности. При наличии более мощных антен или усилителей сигнала передача данных может осуществляться на расстояние до 20 километров. Wi-Fi использует две технологии формирования широкополосного сигнала в частотной (FHSS) и временной (DSSS) областях. Различные стандарты при этом не обеспечивают полной совместимости. Выходом в данной ситуации могут стать комбинированные устройства. Спецификация 802.11b определяет только один метод передачи - DSSS. Таким образом, сети 802.11b будут взаимодействовать с системами 802.11 DSSS, но не с 802.11 FHSS. Стандарт работает на частоте 2,4 ГГц, с пропускной способность 11 Mbps.Спецификация 802.11a предусматривает скорость передачи данных до 54 Mbps, правда, для этого задействуется более емкий информационный канал - полоса частот 5,15--5,825 GHz. Схема, применяемая в 802.11a, называется мультиплексированием с разделением по ортогональным частотам (Orthogonal Frequency Division Multiplexing - OFDM).
Стандарт 802.11g использует схему мультиплексирования OFDM, что позволило достичь пропускной способности 54 Mbps.
Компьютерные корпоративные сети в основном основаны на устройствах Wi - Fi , использующих стандарты 802.11b и 802.11g.
IEEE 802.11n — Увеличение скорости передачи данных (600 Мбит/c). 2,4-2,5 или 5 ГГц. Обратная совместимость с 802.11a/b/g
Bluetooth (Стандарт IEEE 802.15.1) представляет собой недорогой радиоинтерфейс с низким энергопотреблением (мощность передатчика всего порядка 1 мВт) для организации персональных сетей, обеспечивающий передачу в режиме реального времени как цифровых данных, так и звуковых сигналов, а также для связи в мобильных телефонах, КПК, ноутбуках, настольных компьютерах, принтерах и других цифровых устройствах и бытовой технике. Изначально дальность действия радиоинтерфейса закладывалась равной 10 метрам, (т. е. примерно в границах одной комнаты), однако сейчас спецификациями Bluetooth уже определена и вторая зона около 100 м — для покрытия стандартного дома или вне его. При этом нет необходимости в том, чтобы соединяемые устройства находились в зоне прямой видимости друг друга, их могут разделять "радиопрозрачные" препятствия (стены, мебель и т. п.), и к тому же приборы могут находиться в движении. Для работы радиоинтерфейса Bluetooth используется так называемый нижний (2,45 ГГц) диапазон ISM (industrial, scientific, medical), предназначенный для работы промышленных, научных и медицинских приборов.
Радиоканал обладает полной пропускной способностью в 1 Мбит/с, что обеспечивает создание асимметричного канала передачи данных на скоростях 723,3/57,6 Кбит/с или полнодуплексного канала на скорости 433,9 Кбит/с. В части организации обмена данными использует сигналы с расширением спектра путем скачкообразной перестройки частоты (FHSS) по псевдослучайному закону со скоростью 1600 переключений в секунду в полосе 2400–2483,5 МГц. Это сделано для того, чтобы избежать конфликтов с другими беспроводными системами.
Стандарт IEEE 802.16 (WiMAX). Для соединения базовой станции с абонентской используется высокочастотный диапазон радиоволн от 1,5 до 11 ГГц. В идеальных условиях скорость обмена данными может достигать 70 Мбит/с, при этом не требуется обеспечения прямой видимости между базовой станцией и приёмником.
49 Плазменная панель
устройство отображения информации, монитор, использующее в своей работе явления электрического разряда в газе и возбуждаемого им свечения люминофора. поверхностями. В качестве газовой среды обычно используется неон или ксенон. Разряд в газе протекает между прозрачным электродом на лицевой стороне экрана и адресными электродами, проходящими по его задней стороне. Газовый разряд вызывает ультрафиолетовое излучение, которое, в свою очередь, инициирует видимое свечение люминофора. В цветных плазменных панелях каждый пиксель экрана состоит из трёх идентичных микроскопических полостей, содержащих инертный газ (ксенон) и имеющих два электрода, спереди и сзади. После того, как к электродам будет приложено высокочастотное напряжение, появится емкостной высокочастотный разряд. В межэлектродном пространстве образуется плазма. При этом она излучает ультрафиолетовый свет, который попадает на люминофоры в нижней части каждой полости. Люминофоры излучают один из основных цветов: красный, зелёный или синий. Затем цветной свет проходит через стекло и попадает в глаз зрителя. Таким образом, в плазменной технологии пиксели работают подобно люминесцентным трубкам, но создание панелей из них довольно проблематично. Первая трудность — размер пикселя. Суб-пиксель плазменной панели имеет объём 200 мкм x 200 мкм x 100 мкм, а на панели нужно уложить несколько миллионов пикселей, один к одному. Во-вторых, передний электрод должен быть максимально прозрачным. Для этой цели используется оксид индия и олова, поскольку он проводит ток и прозрачен. К сожалению, плазменные панели могут быть такими большими, а слой оксида настолько тонким, что при протекании больших токов на сопротивлении проводников будет падение напряжения, которое сильно уменьшит и исказит сигналы. Поэтому приходится добавлять промежуточные соединительные проводники из хрома — он проводит ток намного лучше, но, к сожалению, непрозрачен.