Magistrale

• Jedną z najważniejszych cech

współczesnych komputerów jest tzw.
Architektura otwarta, tzn.
architektura pozwalająca na
współpracę z dowolnymi procesorami

Magistrale

• Wyróżnia się trzy magistrale,

spełniające różne funkcje

• Magistrala adresowa
• Magistrala sterująca
• Magistrala danych

• Magistrala adresowa: służy do

przesyłania adresów komórek
pamięci operacyjnej lub układów
wejścia-wyjścia, do których odwołuje
się procesor w trakcie wykonywania
cyklu maszynowego;

• -magistrala danych: kody

programów, dane.

• Magistrala sterująca – określająca

rodzaj wykonywanego cyklu
maszynowego

• Magistrala to zestaw przewodów lub ścieżek w

obwodach drukowanych, zwanych liniami, niosących
sygnały wspólne dla wszystkich uikładów. Zestaw taki
wyposażony jest w złącza wyprowadzające na
zewnątrz sygnały przesyłane poszczególnymi liniami.
Do magistrali może być podłączona dowolna luczba
nadajników lub odbiorników danych, przy czym w
jednej chwili na magistralę może nadawać tylko jeden
nadajnik.

• W celu uniknięcia błędów stosuje się albo organizację

typu „master-slave” albo specjalne układy, których
celem jest niedopuszczenie do konfliktów.

• Magistrala ma decydujące znaczenie

dla szybkości przesyłu danych
wewnątrz komputera do
zainstalowanych na płycie głównej
kart rozszerzeń oraz kontrolera

• Przykłady:

– ISA
– MCA
– EISA
– VLB
– PCI

• Schemat połączeń systemu

wykorzystującego magistralę PCI.

• W gniazdach magistrali zewnętrznej są instalowane:

– Karty graficzne,
– Karty dzwiękowe
– Karty sieciowe
– Kontroledy dysków
– Karty TV

• Oprócz gniazd rozszerzających płyta główna zawiera

inne łącza, tzw. Porty wejścia-wyjścia, umożliwiające
podłączenie różnego rodzaju urządzeń zewnętrznych.

• Należą do nich między innymi następujące złącza:

porty szeregowe (RS232), porty równoległe
centronics, złącze PS/2 (do podłączania klawiatury).

• Elementy systemu przesyłąją między sobą

informacje poprzez łącza. Łącze hjest to zbiór
linii przesyłowych pomiędzy nadajnikiem a
odbiornikiem. W łączach mobą być przesyłane
3 typy sygbałów:

– Informacyjne
– Sterujące
– Synchronizacyjne.

• W łączu wyróżnia się przesyłanie:

– Szeregowe
– Równoległe

• Włączach szeregowych dane są

transmitowane poprzez pojedyńczą
linię informacyjną ( 2 w obu
kierunkach).

• Łącze równoległe zawiera wiele linii

informacyjnych. ?Główną zaletą jeswt
zwiększenie prędkości transmisji.

• Łącza simpleksowe i dupleksowe
• Informacje pomiędzy dwoma

urządzeniami mogą być przesyłane w
jednym lub dwóch kierunkach.
Simpleksowe – informacje są
przesyłane tylko w jednym kierunku,

• Dupleksowe – przesyłanie danych w

dwóch kierunkach.

• Transmisja synchroniczna i

ansychroniczna

• W zależności od sposobu wydzielania

pojedynczych elementów z
odbieranego strumienia sygnałów
rozróżnia się dwa rodzaje transmisji:

– Synchroniczna
– Asynchroniczna

• W transmisji synchronicznej

charakterystyczne punkty
przesyłanego strumienia danych są
wyznaczane przez dodatkowe
sygnały zegarowe nadawcy i
odbiorcy.

• Sygnały synchronizacji nadawcy i

odbiorcy (synchronizacja)

• Z transmisją asynchroniczną mamy

do czynienia przy transmisji start-
stopowej.

• Dane transmitowane w postaci

ramek, zaczyna się bitem startu, bity
informacyjne, 1-2 bity stopu.

• Transmisja danych do lub z urządzenia

zewnętrznego może być wspomagana
przez jeden z kilku mechanizmów
systemu komputerowego:

– Przepytywanie
– System przerwań
– Klanały bezpośredniego dostępu do pamięci

• Efektywność systemu zależy od wyboru

mechanizmu.

• Stosowanie przepytywania polega na

umieszczeniu w kodzie programu zapytania
dotyczące stanu urządzeń zewnętrzych i
realizujących operacje wejścia/wyjścia.

• Metoda ta charakteryzuje się dużym, z góry

nieznanym opóźnieniem między powstaniem
stanu wymagającego obsługi a rzeczywistą
realizacją.

• Strata mocy procesora przez cykliczne

sprawdzanie urządzeń zewnętrznych i
kontrolowanie transmisji.

• Metoda przerwań
• W tej metodzie urządzenie zgłasza

żądanie obsługi, syhgnalizując je
przerwaniem.

• Procesor steruje przebiegiem

transmisji

• Procesor jest zwolniony z funkcji

sterujących transmisją w metodzie
wykorzystującej kanał
bezpośredniego dostępu do pamięci
(DMA).

• Transmisja jest inicjowana przez

procesor centralny. Wysyła on do
sterownika adres pamięci DMA, adres
urządzenia i liczbę przesyłanych
bajtów.

• Sterownik DMA przejmuje

zarządzanie magistralą na czas
transmisji.

• Zakończenie transmisji sygnalizuje

zgłaszając przerwanie

Porty

• RS232 115 Kb/s, COM1, COM2
• PS/2
• Równoległy 150 Kb/s
• USB 1(12Mb/s), 2(480Mb/s),

3(4,8Gb/s)

• FireWire – IEEE
• Port monitora

UWB - Ultrawideband

• Bezprzewodowy następca USB IEEE

Klawiatura

• Urządzenie wejściowe do

wprowadzania instrukcji, danych i
znaków.

• Standardowa klawiatura zawiera 102

klawisze.

• Mysz – urządzenie wskazujące

używane podczas pracy z interfejsem
graficznym. Wynaleziona została
przez Douglasa Engelbarta w 1963r.

• Tablet

– Rysowanie
– Gumka
– Areograf (różna gęstość nakładanej

farby),

– Pędzel

• Monitor – urządzenie wyjściowe,

służące do wyprowadzania informacji
z komputera.

• CRT
• LCD (ciekłokrystaliczny)
• Wymagana jest karta graficzna

rozszerzenia

• Hercules, CGA, EGA, VGA, a później

SVGA.

• Technologie wyświetlania obrazu w

płaskich ekrana

• Transmisyjne
• Refleksyjne
• Emisyjne

• CRT (ang. Cathode-Ray Tube)
• LCD
• PDP
• LED i OLED
• Ekrany dotykowe

• LED – Nowe technologie monitorow

LCD

• LCD – stara technologia filtruje białe

światło z jednej.kilku lamp. Tylko 6%
światła dociera do odbiorcy.

• LED
• Laserowe monitory

• OLED-LED z innym źródłem światła
• Organic Light Emitting Didoe
• Piksele OLED są same źródłem

światła

• 180 stopni

• Drukarka
• Urządzenie wyjściowe drukujące tekst lub grafikę.
• Drukarki dzieli się na:

– Uderzeniowe (rozetkowe i igłowe), drukujące przez uderzenie w papier

poprzez taśmę barwiącą.

– Nieuderzeniowe (atramentowe, laserowe)

• Dwie główne cechy drukarki to:

– Szybkość wydruku (w znakach na sekundę – cps lub w stronach na

sekundę – pps)

– Rozdzielczość (w punktach na cal, ang. Dpi – dots per inch).

• Poszczególne typy drukarek mają następujące osiągi
• Drukarki igłowe cps do 500
• Atramentowe 300-600 dpi
• Laserowe 1200 dpi (2400).

• Stereolitografia – SL, SLA;

kształtowanie przyrostowe „rapid
prototyping”.

• Patent Charles’a Hull’a z 1986 roku.
• Pokrewne technologie: selektywne

spiekanie laserowe (SLS), druk
przestrzenny (3DP), Ink Jet Printing
(IJP), FDM.

• Modem – Urządzenie do przesyłania

danych komputerowych linią telefoniczną.
Jest ono niezbędne, ponieważ (jak dotąd)
nie można bezpośrednio transmitować
poprzez linie telefoniczne sygnałów
cyfrowych wytwarzanych przez komputer.

• Modem przekształca swygnał cyfrowy w

analogowy i na odwrót. Najszybsze
modemy osiągają prędkość transmisji
około 50 000 bps.

• Mysz – urządzenie wejściowe służące do

sterowania poruszającym się po ekranie
kursorem. Mysz jest niezbędnym elementem
w systemach operacyjnych z graficznym
interfejsem użytkownika.

• Ploter – urządzenie wyjściowe do kreślenia

rysunków i wykresów. W zależności od
konstrukcji pisak porusza się po całej
powierzchni papieru lub papier jest
przesuwany pod piaskiem, który porusza się
tylko na boki.

• Skaner – urządzenie wejściowe,

tworzące cyfrowy obraz dokumentu
nadający się do dalszego
przetwarzania przez komputer.
Zeskanowany tekst jest pojedynczym
obrazem cyfrowym, a nie jest
ciągiem znaków, dlatego nie można
go edytować bezpośrednio za
pomocą procesora tekstu, a dopiero
po użyciu programu do
rozpoznawania pisma.

• Skanery 3D
• Laserowe skanery z siatką kamer mogą tworzyć

cyfrowe modele obiektów, które zawierają
wszystkie znaczące wzgórki/guzy, rysy, rogi i
płaszczyzny rzeczywistych przedmiotów.

• Komputery mogą uwydatnić/podkreślać, łączyć,

zmniejszać modele przed ich wysłaniem do
drukarek 3-D, które są na końcu świata.

• Rezultatem są nowe wersje przedmiotów

budowane z proszku.

• BCI – Brain – computer interfaces\
• Instytut FIRST z Berlina opracował

technologię sterowania komputera
myślami (EEG)

• Biofeedback

Sztuczna siatkówka

• Sztuczna siatkówka
• Proteza oka
• Cybertkanka

Grupa zastosowań

komputerów

• Obliczenia numeryczne (naukowo-techniczne),

złożone algorytmy, mała liczba danych.

• Informacja i zarządzanie, proste algorytmy ale

bardzo duża ilość danych.

• Sterowanie procesami (głównie technologicznymi)
• Symulacja. Chodzi tu o takie zastosowania, w

których komputer „udaje” (symuluje) coś lub
kogoś. Należą tu min. Wszelkiego rodzaju gry, w
których komputer występuje w charakterze gracza
lub kilku graczy. Symulowanie procesów,
zachowania rynku.