Республики Беларусь «24»

Вид материала

Пояснительная записка

Содержание Периферийные устройства эвм А.Т. Пешков П.Н. Бибило Н.И. Мурашко Кафедра электронных вычислительных машин и систем Пояснительная записка 1.2. Задачи изучения дисциплины 1.3. Место дисциплины в учебном процессе 2. Объем и структура курса Содержание дисциплины Перечень лабораторных работ Наглядные пособия

Подобный материал:

• В перечень банков Республики Беларусь, имеющих право обязываться по векселю, утверждаемый, 419.3kb.
• Республики Беларусь 15 августа 2006, 202.35kb.
• Одобрен Советом Республики 8 февраля 1999 года общая часть глава 1 общие положения, 799.65kb.
• Об утверждении Инструкции о порядке взаимодействия государственных органов, ответственных, 157.85kb.
• Республики Беларусь «Об органах внутренних дел Республики Беларусь», 9.85kb.
• Конституции Республики Беларусь Совет Республики Национального собрания Республики, 11.32kb.
• Конституции Республики Беларусь Совет Республики Национального собрания Республики, 11.74kb.
• Совета Министров Республики Беларусь от 31 октября 2001 г. N 1592 "Вопросы Министерства, 1509.5kb.
• Постановление государственного комитета по авиации республики беларусь, 78.75kb.
• Конституции Республики Беларусь Совет Республики Национального собрания Республики, 13.86kb.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ

1. Скляров В.А., Новиков С.В., Ярмолик В.Н. Автоматизация проектирования ЭВМ. — Мн.: Выш. шк., 1990.
   
2. Соловьев В.В., Васильев А.Г. Программируемые логические интегральные схемы и их применение. – Мн.: Бел. навука, 1998.
   
3. VHDL для моделирования, синтеза и формальной верификации аппаратуры : Пер. с англ. – М.: Радио и связь, 1995.
   
4. VHDL’92. Новые свойства языка описания аппаратуры VHDL : Пер. с англ. – М.: Радио и связь, 1995.
   

Утверждена

УМО вузов Республики

Беларусь по образованию в области

информатики и радиоэлектроники

« 03 » июня 2003 г.

Регистрационный № ТД-40-060/тип.


^ ПЕРИФЕРИЙНЫЕ УСТРОЙСТВА ЭВМ


Учебная программа для высших учебных заведений по специальностям

I-40 01 01 Программное обеспечение информационных технологий,

I-40 02 01 Вычислительные машины, системы и сети


Согласована с Учебно-методическим управлением БГУИР

« 28 » мая 2003 г.


Составители:

Ю.И.Тормышев, профессор кафедры электронных вычислительных машин Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники»;

^ А.Т. Пешков, доцент кафедры программного обеспечения информационных технологий Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники»


Рецензенты:

С.В. Абламейко, заведующий лабораторией обработки и распознавания изображений Института технической кибернетики Национальной академии наук Беларуси, профессор, доктор технических наук;

^ П.Н. Бибило, заведующий лабораторией логического проектирования Института технической кибернетики Национальной академии наук Беларуси, профессор, доктор технических наук;

^ Н.И. Мурашко, заведующий лабораторией системотехники Института технической кибернетики Национальной академии наук Беларуси, кандидат технических наук;

^ Кафедра электронных вычислительных машин и систем Учреждения образования «Брестский государственный технический университет» (протокол № 7 от 18.06.2002 г.);

Кафедра программного обеспечения вычислительной техники и автоматизированных систем Учреждения образования «Белорусский национальный технический университет» (протокол № 15 от 06.05.2002 г.)


Рекомендована к утверждению в качестве типовой:

Кафедрой электронных вычислительных машин Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники» (протокол № 27 от 04.03.2002 г.);

Кафедрой программного обеспечения информационных технологий Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники» (протокол № 16 от 18.03.2002 г.);


Научно-методическим советом по направлению Ι-40 Вычислительная техника УМО вузов Республики Беларусь по образованию в области информатики и радиоэлектроники (протокол № 2 от 20.06.2002 г., протокол № 3 от 02.07.2002 г.)


Разработана на основании Образовательных стандартов РД РБ 02100.5.113-98, РД РБ 02100.5.112-98.


^

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Типовая программа «Периферийные устройства ЭВМ» разработана в соответствии с Образовательными стандартами РД РБ 02100.5.113-98, РД РБ 02100.5.112-98 для специальностей Ι-40 02 01 Вычислительные машины, системы и сети (ВМСиС) и Ι-40 01 01 Программное обеспечение информационных технологий (ПОИТ) высших учебных заведений.

1. Предмет, цель и задачи дисциплины, ее место
   

в учебном процессе


1.1. Цель курса

Предметом изучения курса являются структура, принципы работы и методы проектирования периферийных устройств ПЭВМ, основы организации, функционирования и применения различных типов интерфейсов.

Цель данного курса - изучение состава, технических характеристик и принципов функционирования периферийных устройств ЭВМ (ПУ ЭВМ).

В результате изучения курса студент должен знать:

• классификацию, назначение, основные типы ПУ и их основные тактико-технические характеристики;
  

• принципы связи ПУ с другими устройствами: основные положения интерфейсов и каналов ввода-вывода ЭВМ, интерфейсы различного назначения, используемые в современных ЭВМ, способы подключения периферийных устройств к ЭВМ — комплексам и системам, методы обмена информацией между ЭВМ и ПУ;
  
• физические основы, принципы функционирования и структурный состав основных типов ПУ: контроллеров ввода-вывода, адаптеров микроЭВМ, внешних запоминающих устройств (ВЗУ), текстовых и графических дисплеев, алфавитно-цифровых печатающих устройств;
  

- устройство ввода-вывода графической информации;

- иметь представление об основных тенденциях развития периферийной техники и совершенствования ПУ.


^ 1.2. Задачи изучения дисциплины

Овладев курсом студент должен уметь:

- разрабатывать структурные, логические и функциональные схемы узлов и блоков ПУ (блоков сопряжения с интерфейсом контроллеров, преобразователей информации, управления и контроля) с учетом особенностей, обусловленных интерфейсом и тактико-техническими требованиями;

- разрабатывать алгоритмы управления ПУ, схемы управления, реализующие данные алгоритмы, на основе микропроцессоров и схем с жесткой логикой, схемы сопряжения ПУ с ЭВМ комплексами и системами,

• производить работы по подключению, регулировке, настройке и техническому обслуживанию основных ПУ;
  

- разрабатывать схемы подключения устройств и алгоритмы передачи данных

по требуемому интерфейсу;

- работать с технической литературой и документацией.


^ 1.3. Место дисциплины в учебном процессе

Курс базируется на дисциплинах: «Высшая математика», «Организация и функционирование ЭВМ», «Начертательная геометрия и инженерная графика», «Электроника», «Микропроцессоры и микроЭВМ», «Алгоритмические основы машинной графики», «Системное программное обеспечение».

В результате изучения курса студенты получают знания по назначению, особенностям подключения к ЭВМ, приобретают навыки по проектированию ПУ, которые могут быть использованы при выполнении курсовых и дипломных проектов, при прохождении производственной и преддипломной практик и в инженерной деятельности.


^ 2. ОБЪЕМ И СТРУКТУРА КУРСА


Учебным планом для специальности 1-40 02 01 Вычислительные машины, системы и сети предусмотрено 64 часа лекционных и 32 часа лабораторных занятий. Курс изучается в 7-м семестре и завершается экзаменом.

Учебным планом для специальности 1-40 01 01 Программное обеспечение информационных технологий предусмотрено 34 часа лекционных занятий и 16 часов лабораторных занятий. Курс изучается в 6-м семестре и завершается экзаменом.


^ СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ


Тема 1. Состав и структура систем ввода

1.1. Организация систем ввода-вывода информации. Понятие интерфейса.

1.2. Общие принципы обмена информацией

1.3. Интерфейс «общая шина».

1.4. Интерфейсы ввода-вывода ЭВМ.

1.5. Структура ЭВМ с интерфейсом типа ISA. Состав и назначение линий.

1.6. Организация прямого доступа к памяти.

1.7. Организация прерываний.

1.8. Классификация периферийного оборудования.


Тема 2.Средства ручного ввода и кодирования текстовой информации

2.1. Устройства ручного ввода текстовой информации.

Принципы реализации клавиатур:

- клавиатуры на основе эффекта Холла, на тензометрических датчиках, герконах, емкостной связи, фотоэлектрическом принципе, прямом пьезоэффекте, на основе многослойной печатной платы;

- клавиатуры мембранного типа.

2.2. Кодирование символьной информации:

• коды обработки информации;
  
• кодовые таблицы и стандарты.
  

2.3. Схемы управления и формирования кодов: представление и кодирование информации на машиночитаемых документах.


Тема 3. Регистрация текстовой информации

3.1. Алфавитно-цифровые регистрирующие устройства (РУ): типовые структуры РУ, принцип действия и классификация.

3.2. Печатающие устройства ударного действия.

Принцип действия и классификация:

- поэлементно печатающие устройства;

- знакосинтезирующие устройства.

3.3. Регистрирующие устройства безударного действия.

Принцип действия и классификация:

- устройства с электрическим воздействием на носитель (электро-
графические, электротермические, термографические, электрохимические, феррографические);

- устройства с воздействием светового потока на носитель (фотографические, электрофотографические, лазерные ПУ);

- электрокаплеструйные РУ.

3.4. Сравнительные характеристики печатающих устройств.

3.5. Принципы построения узлов листоразделения и подачи носителя в рабочую зону.


Тема 4. Устройства ввода в ЭВМ графической информации

4.1.Классификация устройств ввода в ЭВМ графической информации.

4.2. Принципы построения устройств ввода.

Устройства графического ввода (УГВ) дискретного типа:

- механические УГВ контактного типа;

- электромеханические УГВ с датчиками угол-код;

- оптико-механические УГВ с растровыми дисками;

- лазерные УГВ;

- УГВ проекционного типа;

- сеточные УГВ с емкостной и индуктивной связью указателя координат с координатными шинами;

- способы коммутации координатных шин.

Дискретно-непрерывные УГВ:

- принципы построения;

- погрешности дискретно-непрерывных УГВ.

УГВ с пульсирующим магнитным полем синусоидального тока возбуждения.

Акустические УГВ: измерительные схемы и классификация.

УГВ с однонаправленным зондированием рабочей зоны:

• эхолокационные УГВ;
  

- УГВ, построенные по трехточечной схеме;

- электроакустические преобразователи сигналов;

- ультразвуковые УГВ;

- погрешности акустических УГВ.

4.3. Сервисное обеспечение процессов графического ввода:

- учет человеческого фактора при проектировании УГВ;

- измерение линейных величин;

- измерение угловых величин;

- клавиатуры трафаретного типа.

4.4. Ручные и настольные сканеры. Структура и принцип действия.

4.5. Перьевой интерфейс человека с ЭВМ:

- понятие перьевого интерфейса. Классификация;

- оптические способы ввода;

- инерциальные способы преобразования;

- способы преобразования, основанные на использовании давления;

- электромагнитные способы преобразования;

- емкостные способы преобразования.

4.6. Способы устранения избыточности и сжатия графических изображений:

- сжатие растровых изображений;

- сжатие полутоновых изображений.

4.7. Методы распознавания символьной информации.


Тема 5. Графические регистрирующие устройства (ГРУ)

Основные типы ГРУ. Классификация. Принцип действия и технические характеристики.


Тема 6. Видеотерминалы

6.1. Классификация. Обобщенная структурная схема алфавитно-цифрового и графического видеотерминалов. Основные технические характеристики видеотерминалов. Страничная организация видеобуфера. Простой цветной буфер кадра.

6.2. Дисплеи на ЭЛТ. Принципы построения.

6.3. Методы отображения алфавитно-цифровой и графической информации.

6.4. Твердотельные устройства отображения информации. Принципы построения (плазменные и электролюминесцентные панели, жидкокристаллические индикаторы, активные панели).

6.5. Проекционные устройства отображения информации.

6.6. Стереоскопические устройства отображения информации:

- основы стереоскопического зрения;

- принципы построения стереоскопических устройств отображения информации;


- голографические устройства отображения информации. Принципы построения.

6.7. Средства интерактивного взаимодействия человека с ЭВМ:

- ручные манипуляторы стержневого типа – джойстики;

- манипуляторы типа «мышь» и трекбол. Световое перо;

- средства взаимодействия с объектами виртуальной реальности.

6.8. Защитные фильтры-экраны дисплеев.


Тема 7. Устройства ввода-вывода речевой информации.

Принципы построения

7.1. Системы распознавания речи.

7.2. Методы синтеза речи.


Тема 8. Внешние запоминающие устройства (ВЗУ)

8.1. Классификация ВЗУ и их место в иерархии запоминающих устройств ЭВМ.

8.2. ВЗУ на магнитных носителях Способы записи и восприятия инфор-
мации ВЗУ на магнитных дисках. Расположение информации. Форматы дорожек. Адресация. Позиционирование головок. Файловые системы. Интер-
фейс ЗУ на НМД.

8.3. Оптические ЗУ. Принципы записи и воспроизведения. Размещение информации. Методы и средства адресации.

8.4. Магнитооптические и полупроводниковые ЗУ.


Тема 9. Перспективы развития периферийных устройств

9.1. Виртуальная реальность.

9.2. Использование зрительной системы человека для диалога человека с ЭВМ.

9.3. Использование изображения человеческого лица для многопарамет-
рического контроля.


^ ПЕРЕЧЕНЬ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ


Лабораторные занятия проводятся с целью закрепления знаний, полученных на лекциях, и более углубленного изучения отдельных тем и разделов курса, развития творческих и исследовательских навыков и решения задач в творческом коллективе.


Примерный перечень тем лабораторных работ приведен в таблице.


Примерный перечень тем лабораторных работ

№ п.п.	Темы лабораторных работ	Кол-во часов
1	Исследование электромагнитных устройств ввода в ЭВМ графической информации	4
2	Расчет параметров индуктивного указателя координат	4
3	Исследование акустических устройств ввода в ЭВМ графической информации	4
4	Исследование алгоритмов формирования линейных шаговых траекторий графических регистрирующих устройств	4
5	Исследование алгоритмов формирования круговых и эллиптических траекторий графических регистрирующих устройств	4
6	Оценка качества формирования графических изображений графопостроителями	2
7	Расчет параметров индуктивного указателя координат	4
8	Исследование акустических устройств ввода в ЭВМ графической информации	4
9	Внешние запоминающие устройства. Исследование файловых систем накопителей на жестких магнитных дисках	4
10	Исследование и оценка алгоритмов сжатия текстовой информации	4
11	Принципы управления видеотерминалом	8
12	Печитающие устройства	8

^ НАГЛЯДНЫЕ ПОСОБИЯ


1. Проспекты зарубежных фирм по периферийному оборудованию.

2. Стенды, макеты, плакаты и действующее периферийное оборудование.
   
3. Учебно-методические материалы по дисциплине.
   

ЛИТЕРАТУРА


Основная

1. Пескова С.А., Гуров А.И., Кузин А.В. Центральные и периферийные устройства электронных вычислительных систем. – М.: Радио и связь, 2000.
   

2. Ларионов А.М., Горнец Н.Н. Периферийные устройства в вычислительных системах. - М.: Высш. шк., 1991.

3. Иванов Е.Л. и др. Периферийные устройства ЭВМ и систем: Учеб. пособие для втузов по спец. ЭВМ. - М.: Высш. шк., 1987.

4. Савета Н.Н. Периферийные устройства ЭВМ: Учеб. пособие для студентов вузов. - М.:Машиностроение, 1987.

5. Жданович В.М., Вирковский В.А., Лобанов Б.М, Рылов А.С., Тормы-
шев Ю.И. Технические средства ЭВМ. Устройства ввода-вывода: Справ. пособие. - Мн.: Выш. шк., 1991.