Lucrări de laborator nr. 1
Subiect: PC CONNECTION
Scopul lucrării: să studieze blocurile de bază și dispozitivele periferice ale unui calculator personal, căile de conectare, construcțiile (conectorii), principalele caracteristici (nume, tip conector, număr de contacte, viteză de transfer de date, proprietăți suplimentare); să învețe să determine aspectul tipurilor de conectori, echipamente conectate la acestea, să cunoască principalele dispozitive ale calculatorului personal, scopul și caracteristicile lor de bază; învățați să determinați componentele unității de sistem în aparență, pentru a clarifica ordinea și modalitățile de conectare a acestora.
Bugetul de timp: 4 ore.
Scurt informații teoretice
Baza dispozitivului de calculator este principiul arhitecturii deschise. și anume capacitatea de a conecta la sistemul de dispozitive suplimentare dezvoltate independent pentru diferite aplicații. Toate dispozitivele sunt conectate la sistem și comunică între ele printr-o magistrală comună.
Setul minim de hardware, fără care nu este posibilă pornirea, iar funcționarea PC-ului determină configurația sa de bază. Configurația de bază a PC-ului include: o unitate de sistem, un monitor, o tastatură și un manipulator manual - un mouse. Includerea unui manipulator manual în configurația de bază se datorează faptului că lucrul în sistemele de operare grafice moderne fără acest dispozitiv este posibil, dar extrem de dificil.
Unitatea de sistem. Unitatea de sistem este partea centrală a PC-ului. În cazul unității de sistem există dispozitive interne pentru PC.
Unitățile sistemului PC-ului au diferite elemente suplimentare (ventilator, difuzor) și caracteristici de proiectare, datorită scopului și condițiilor de funcționare a PC-ului. Un nod obligatoriu al unității de sistem este o unitate de alimentare care convertește AC de la tensiunea AC 220V la -3,3V, -5V și -12V constantă pentru alimentarea cu energie a tuturor dispozitivelor interne ale computerului. Parametrul principal al sursei de alimentare, luat în considerare la asamblarea configurației PC necesare, este puterea sa. Alimentarea cu energie a monitorului este posibilă și prin alimentarea cu energie a unității de sistem.
În aspect, blocurile de sistem diferă în forma incintei (Figura 1.3). Cele mai comune sunt astăzi blocurile de sistem ale factorului de formă ATX (în următoarea lecție practică, vom lua în considerare caracteristicile de proiectare ale blocurilor de sistem ale noului factor de perspectivă - BTX).
(. Figura 1.4) Baza corpului este un cadru unitate de sistem (1), la care sunt fixate: sursa de alimentare (2), panoul de fixare a plăcii de bază (3), panoul frontal (4) și secțiunea de antrenare pentru măsurarea 5,25 ( 5) și 3,5- (6). Ambele tipuri de secțiuni pot fi utilizate pentru unitățile de disc.
Următoarele PC-uri hardware fac parte din unitatea de sistem:
Sistem (placa de baza) cu microprocesor.
Unitatea se află pe un disc magnetic dur.
Controlere sau adaptoare pentru conectarea și controlul dispozitivelor PC externe (monitor, difuzoare, etc.).
Porturi pentru conectarea dispozitivelor externe (imprimantă, mouse etc.).
Dispozitive de stocare externe pentru dischete și discuri laser CD și DVD.
Dacă deschideți carcasa unității de sistem, puteți vedea o placă mare pe care se află jetoanele, dispozitivele electronice și conectorii (sloturile). În plăcile de bază se introduc plăci mai mici, la care prin cabluri, periferice sunt conectate. Aceasta este placa de bază (Figura 1.5).
Pe placa de bază, pe lângă procesor, sunt situate (Figura 1.6):
Chipset (set de microprocesoare) este un set de microcircuite care controlează funcționarea dispozitivelor interne ale PC-urilor și determină funcționalitatea principală a plăcii de bază.
Anvelopele - un set de conductori, prin care există un schimb de semnal între dispozitivele interne ale computerului.
RAM - un set de cipuri concepute pentru a salva temporar datele în timp ce computerul este pornit.
Un dispozitiv de stocare permanent este un microcip conceput pentru stocarea pe termen lung a datelor chiar și atunci când calculatorul este oprit.
Conectori (sloturi) pentru conectarea dispozitivelor suplimentare.
Elementele principale ale plăcii de bază sunt prezentate în Fig. 1.6, unde numerele indică:
1. Conector pentru microprocesor.
2. Sloturi pentru module de memorie.
3. Interfețe PCI bus.
4. Cipul de logică sistem (chipset, 4.1 - punte nord și 4.2 - pod de sud).
5. Interfețe pentru conectarea hard disk-urilor.
6. Bloc port I / O.
Interfețe PC. În general, o interfață standard înseamnă un set de unități hardware, software și instrumente de proiectare necesare pentru implementarea interacțiunii diferitelor componente funcționale în sisteme. Pentru computerele personale, interfețele standard includ toate porturile I / O, diferite sloturi de extensie pentru placa de bază (PCI, AGP) și alte conectori folosiți pentru a conecta diferite dispozitive la o singură unitate.
Luați în considerare setul și aspectul interfețelor amplasate pe partea din spate a unității de sistem (Figura 1.7). Toate aceste interfețe sunt concepute pentru a conecta periferice la un computer personal.
Port PS / 2 - conector cu șase pini este folosit pentru a conecta tastatura și portabile. Acești conectori sunt conectați la un singur controler.
Plug (instalat pe cablu)
Conector pentru conectarea la o rețea locală (RJ-45) - interfață cu opt contacte pentru conectarea unui computer la o rețea locală. În cazul unui adaptor de rețea integrat, interfața RJ-45 este localizată pe panoul de interfață standard (ca în figura 1.7). O altă opțiune este plasarea acesteia pe adaptorul de rețea instalat.
Portul MIDI / GAME - folosit pentru conectarea dispozitivelor de jocuri multimedia, de exemplu, un sintetizator și un joystick.
În arhitectura computerelor personale moderne, autobuzele externe sunt din ce în ce mai importante pentru conectarea diferitelor dispozitive, cum ar fi unitățile externe de memorie flash și unitățile de hard disk, dispozitivele CD / DVD, scanerele, imprimantele, camerele digitale etc. astfel de magistrale și interfețele lor constau în viteză mare, compactitate a interfeței și comoditate a dispozitivelor de comutare de către utilizator.
În calculatoarele moderne, astfel de magistrale și interfețe externe includ: USB, FireWire, IrDA, Bluetooth. Ultimele două interfețe aparțin clasei de interfețe fără fir.
Interfață bus și USB. Arhitectura magistralei USB este clasic topologie „stea“ cu transmisie de date seriale, în conformitate cu care sistemul trebuie să aibă o rădăcină (master) hub USB care se conectează la concentratoarele periferice USB (Fig. 1.8, un hub cu 4 porturi USB extern) și direct la ele sunt conectate periferice cu o interfață USB. Concentratorii periferici pot fi conectați unul la altul, formând cascade.
Hubul de rădăcină este situat într-unul dintre jetoanele logicii sistemului (acesta este de obicei podul de sud al chipsetului). Un total de 127 de dispozitive (hub-uri și dispozitive USB) pot fi conectate printr-un hub rădăcină USB. Cu toate acestea, având în vedere relativ scăzut de autobuz de lățime de bandă USB versiunea 1.1 (până la 12 Mbit / c), că, având în vedere costurile serviciului este de 1 MB / c, este conexiune optimă de 4-5 dispozitive cu viteză redusă (tastatură, dispozitiv de indicare, scaner).
Problema privind lățimea de bandă redusă este parțial rezolvată de interfața USB 2.0, conform căreia lățimea de bandă de vârf este mărită la 480 Mbit / s (60 MB / s). Acest lucru este suficient pentru funcționarea dispozitivelor USB tipice moderne: imprimante, scanere de birou, camere digitale, joystick-uri etc. (dispozitivele mai rapide trebuie conectate mai aproape de hubul rădăcină).
Toate dispozitivele USB sunt conectate cu un cablu cu patru fire (Figura 1.9).
O pereche transmite date, pe de altă parte - sursă de alimentare, care este conectată automat de dispozitiv dacă este necesar. Tipurile de conectori "A" și "B" sunt montate pe capetele cablului. Utilizând conectorul "A", conectați dispozitivul la hub. Tipul conectorului "B" este instalat pe hub-uri pentru a comunica cu un alt concentrator și cu dispozitivele de la care trebuie deconectat cablul (de exemplu, scannerele).
Tipul de conectare "A" (instalat pe cablu)
Specificație USW definește două părți ale interfeței: interne și externe. Partea internă este împărțită în hardware (hub rădăcină reală și controler USB) și software (driverele controlerului, magistralei, hub-ului, clienților). Partea externă este reprezentată de dispozitive (hub-uri și componente) USB. Pentru a asigura funcționarea corectă a tuturor dispozitivelor, acestea sunt împărțite în clase: imprimante, scanere, dispozitive de stocare etc. Separarea dispozitivelor în clase nu este în scopul propus, ci printr-o singură metodă de interacțiune cu magistrala USB. Prin urmare, driver-ul clasei imprimantei determină nu rezoluția sau croma, ci metoda de transmisie (una sau bidirecțională) a datelor, ordinea inițializării la conectare. De asemenea, specificația USB oferă o interfață mini-USB.
În interfața USB este implementată procedura de conectare a perifericelor la magistrala "în modul fierbinte". fără a alimenta unitatea de sistem. Un dispozitiv conectat la un port liber cauzează o scădere de tensiune în circuit. Controlorul trimite imediat o cerere către acest port. Dispozitivul atașat primește solicitarea și trimite un pachet cu date despre clasa dispozitivului, după care dispozitivului i se atribuie un număr unic de identificare. Apoi, driver-ul dispozitivului este descărcat și activat automat, configurat și astfel dispozitivul este conectat în cele din urmă. În același mod, dispozitivul deja conectat și conectat la rețea (de exemplu, un modem) este inițializat.
Interfața IEEE1394 (FireWire). Concurentul interfeței USB 2.0 până în prezent este interfața digitală serial FireWire, denumită și IEEE1394 (marca iLink - Sony). Această interfață, considerată la început ca o versiune de mare viteză a interfeței SCSI, a fost propusă de Apple. La începutul anilor 90, a fost publicată o descriere tehnică a acestei interfețe sub forma standardului IEEE 1394 (Institutul de Inginerie Electrică și Electronică).
Specificația interfeței IEEE1394 asigură transmisia de date seriale cu viteze de 100, 200, 400, 800 Mbit / s (ultima valoare nu este standardizată). Alegerea unei interfețe seriale se datorează necesității de a conecta dispozitive externe externe care funcționează la viteze diferite. În acest caz, acestea sunt prevăzute cu o linie de funcționare, absența cablurilor și trenurilor voluminoase și conectorii externi. Aspectul interfețelor seriale IEEE1394 și USB a dus la deplasarea interfețelor paralele pentru conectarea dispozitivelor externe.
Configurarea automată a interfeței IEEE1394 are loc după pornirea, deconectarea sau conectarea la dispozitiv. Când se modifică configurația, se trimite un semnal de resetare și se efectuează o nouă identificare arborescentă.
Ca și USB, magistrala IEEE 1394 oferă posibilitatea de a reconfigura hardware-ul computerului fără a îl opri. În conformitate cu standardul adoptat IEEE1394, există două versiuni de conectori și cabluri (Figura 1.12).
Prima opțiune cu un conector IEEE1394 cu 6 pini oferă nu numai transferul de date, ci și alimentarea cu energie a dispozitivelor IEEE1394 conectate la controlerul PC corespunzător. Curentul total este limitat la 1,5 A.
Din punct de vedere tehnic, interfața IrDA se bazează pe arhitectura portului de comunicare PC COM, care utilizează un transmițător asincron universal și operează la o rată a datelor de 2400-115200 bps. În IrDA se realizează modul semi-duplex al transmisiei de date, adică recepția și transmiterea datelor au loc la rândul lor.
În Fig. 1.13 arată interfața IrDA, care este conectată la unitatea de sistem prin portul USB. În dispozitivele mobile această interfață este construită, de regulă, pe partea frontală a carcasei.
Interfața Bluetooth se referă la interfețe de date wireless promițătoare. Această interfață este dezvoltată și promovată activ de către consorțiul Grupului de interese speciale Bluetooth (Bluetooth SIG).
Domeniul optim al modulului este de până la 10 m (acum este posibil să se mărească intervalul de comunicare de până la 100 de metri când se lucrează în aer liber). Intervalul de frecvență de operare este de 2.402-2.483 GHz. Canalul de comunicații Bluetooth are o lățime de bandă de vârf de 721 Kbps. Pentru a reduce pierderile și a asigura compatibilitatea piconetelor, frecvența în Bluetooth este reconstruită brusc (1600 salturi / s). Canalul este împărțit în sloturi de timp (intervale) cu o lungime de 625 ms (timpul dintre sărituri), în fiecare dintre acestea dispozitivul poate transmite un pachet de informații. Pentru transmisia full-duplex, este utilizată o schemă TDD (Duplex de tip Time-Division, Duplex Time Division). Pentru valori egale, timerul transmite dispozitivul de date principale, iar pentru cel impar, dispozitivul slave.
Asigurați-vă că sistemul computerului este deconectat (dacă este necesar, deconectați sistemul de la rețea).
Extindeți unitatea de sistem cu peretele din spate spre dumneavoastră.
Prin prezența sau absența conectorilor USB, instalați factorul de formă al plăcii de bază (dacă există conectori USB - factorul de formă ATX, dacă nu există -AT).
Setați locația și eliminați caracteristicile următoarelor conectori:
alimentarea cu energie a unității de sistem;
Identificați prezența dispozitivelor principale ale unui computer personal.
Localizați locația sursei de alimentare, aflați alimentarea cu energie electrică (indicată pe etichetă).
Setați locația plăcii de bază.
Setați natura conexiunii plăcii de bază la sursa de alimentare.
Pentru plăcile de bază în formă de factor AT conexiunea de alimentare este realizată prin două conectori. Fiți atenți la amplasarea conductorilor de culoare neagră - este important pentru conectarea corectă a conectorilor.
Setați locația unității de disc.
Setați locația conectorului său de alimentare. Urmăriți direcția buclei conductoarelor care leagă hard diskul de placa de bază. Rețineți amplasarea conductorului roșu colorat (pe hard disk trebuie să fie amplasat lângă conectorul de alimentare).
Setați locațiile unităților de dischetă și a unității CD-ROM.
Urmăriți direcția buclelor conductorului și notați poziția conductorului colorat roșu față de conectorul de alimentare.
Dacă aveți alte dispozitive suplimentare, identificați scopul acestora, descrieți caracteristicile acestor dispozitive (tipuri de conectori, tipul de interfață etc.).
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: