Urządzenia zewnętrzne (peryferyjne)  urządzenia zapewniające komunikację
komputera z otoczeniem.
Urządzenia peryferyjne komunikują się z systemem za pośrednictwem
specjalnych układów wejścia/wyjścia zwanych sterownikami (kontrolerami).
Układy te stanowią tzw. interfejs poszczególnych urządzeń.
Dlaczego stosuje się układy wejścia/wyjścia:
" format informacji dostarczanej przez system jest różny od formatu informacji
wykorzystywanej przez urządzenie peryferyjne
" parametry elektryczne sygnałów w systemie i urządzeniu peryferyjnym są
URZ
DZENIA ZEWN
TRZNE
różne
" występuje różnica w szybkości transmisji informacji
EB II PWr 1 EB II PWr 2
Układy we/wy (interfejsy) mogą być montowane:
" bezpośrednio na płycie głównej komputera
" na kartach montowanych w gniazdach rozszerzających
Urządzenia
CPU MEM WE/
peryferyjne
Programy obsługi układów we/wy są nazywane sterownikami programowymi.
WY
Sterowniki popularnych urządzeń standardowych są elementami systemu
operacyjnego i często są instalowane automatycznie.
Urządzenia nowe bądz
nietypowe wymagają sterowników dostarczonych przez
interfejs
producenta (na dyskietce lub CD-ROM).
Poprawne funkcjonowanie urządzenia warunkowane jest zarówno
właściwym działaniem jego układów, jak i odpowiednimi dla niego,
poprawnie działającymi sterownikami !!!
EB II PWr 3 EB II PWr 4
Przykłady interfejsów Uniwersalny interfejs USB
Modem CD-ROM
Dysk twardy
RS 232C
EIDE
Mysz
CD-ROM
Pendrive
Karta
Monitor
graficzna
USB Dyski
SCSI Skaner
Skaner
Dysk twardy
Centronics Drukarka
Mysz
Streamer
Mikrofon
Karta
Drukarka
dz
więkowa
Głośniki
EB II PWr 5 EB II PWr 6
Transmisja szeregowa i równoległa Transmisja szeregowa i równoległa
" transmisja szeregowa
Bity są przesyłane po kolei, jeden po drugim.
szeregowa
Nadajnik Odbiornik
1 0 0 1 1 0 1 1
" transmisja równoległa
Jednocześnie wysyła się wiele bitów, np. cały bajt
1
równoległa
Nadajnik Odbiornik
0
0
1
1
może być jedna linia fizyczna
podzielona na podkanały
0
częstotliwościowe
1
1
EB II PWr 7 EB II PWr 8
Transmisja szeregowa Transmisja równoległa
Nadajnik Odbiornik Nadajnik Odbiornik
" jest wykorzystywana jedna linia danych.
" grupa bitów jest równocześnie (równolegle) przesyłana wiązką przewodów
" bity są przesyłane kolejno bit po bicie pojedynczym kanałem
" zwykle stosuje się na małych odległościach
" zwykle stosuje się na większych odległościach
" Problemy
" cechy
- używanie wielu linii jest kosztowne
- mniejszy koszt, szczególnie na większych odległościach
- często wymagane grubsze przewody w celu ograniczenia tłumienia
- bardziej niezawodne na większych odległościach
- rezystancja przewodów może spowodować dryft bitów
" popularne standardy
RS 232C, RS 449, X.21, V.35
EB II PWr 9 EB II PWr 10
Standardy łącza szeregowego Standardy łącza szeregowego
Standard RS 232C
Interfejs RS 232C realizuje transmisję szeregową asynchroniczną.
Opracowany w USA na potrzeby obsługi modemów.
W Europie otrzymał oznaczenie V24.
W PC-tach jest standardem łącza szeregowego. Kolejne porty szeregowe są
oznaczane jako COM1, COM2, COM3 ...
Umożliwia obsługę modemów, myszy. Można połączyć ze sobą dwa komputery.
DB-9
W PC-tach są stosowane dwa rodzaje gniazd tego standardu: DB-25
" DB-25, gniazdo 25-pinowe
" DB-9, gniazdo 9-pinowe
Oba złącza są od strony komputera złączami męskimi (bolce).
EB II PWr 11 EB II PWr 12
Standardy łącza równoległego
Interfejs Centronics
Został stworzony głównie na potrzeby drukarek.
W PC-tach stał się standardem łącza równoległego.
Poszczególne porty są oznaczane LPT1, LPT2, ....
Stosowanym złączem jest żeńskie złącze DB25.
Modyfikacje standardu Centronics (10-krotnie szybsze, kompatybilne wstecz)
- ECP (Extended Capabilities Port)
- EPP (Enhanced Parallel Port)
EB II PWr 13 EB II PWr 14
Magistrala USB Magistrala USB
Magistrala USB (Universal Serial Bus) jest realizacją nowoczesnego standardu łącza
szeregowego, przeznaczonego dla urządzeń o średniej i niskiej szybkości transmisji. USB składa się z dwóch części:
Cechy magistrali USB: " sprzętowej
- główny kontroler/koncentrator
" jeden typ konektora niezależny od typu dołączonego urządzenia
- koncentratory USB
" możliwość dołączenia do 127 urządzeń
" programowej
" instalacja urządzeń w locie - sterownik głównego kontrolera USB
- sterownik USB
" zasilanie urządzeń kablem USB
- sterowniki urządzeń USB
" zastosowanie mechanizmów wykrywania i obsługi błędów
EB II PWr 15 EB II PWr 16
Monitory ekranowe
Magistrala USB
Monitor jest urządzeniem służącym do wyprowadzania informacji z komputera
1) USB 1.0 od 1994 r. do 100 Mb/s
w postaci obrazów: tekstu lub grafiki.
2) USB 2.0 od 2000 r. do 480 Mb/s
" Monitory kineskopowe CRT (Cathode Ray Tube)
" Monitory LCD (Liquid Cristal Display)
3) USB 3.0 od 2009 r. do 4.8 Gb/s
" Monitory plazmowe
Obraz jest zbudowany z elementarnych punktów zwanych pikselami.
Im więcej pikseli, tym lepsza jakość obrazu !
Rozdzielczość  ilość pikseli możliwych do wyświetlenia w poziomie i w pionie.
Rozdzielczość w poziomie jest związana z pasmem przenoszenia wzmacniacza
wideo, a rozdzielczość w pionie z ilością linii rysowanych na ekranie.
Na jakość obrazu ma także wpływ średnica plamki (piksela).
EB II PWr 17 EB II PWr 18
Monitor kineskopowy
Ekran kineskopu jest pokryty luminoforem świecącym pod wpływem zognisko-
wanego strumienia elektronów.
Wiązka elektronów jest odchylana w poziomie, co powoduje kreślenie poje-
dynczej linii, jak i w pionie, co zapewnia kreślenie kolejnych linii jedna po
drugiej.
W miarę przesuwania się strumienia elektronów po powierzchni ekranu jego
energia jest zmieniana, co powoduje zmiany jasności świecenia
poszczególnych pikseli.
EB II PWr 19 EB II PWr 20
Ekrany płaskie
Obraz wideo
1. Ekrany LCD
Ciekły kryształ umieszczony pomiędzy dwoma filtrami polaryzującymi
powoduje zmianę płaszczyzny polaryzacji światła w zależności od przyłożo-
nego napięcia.
W zależności od kąta skręcenia płaszczyzny polaryzacji światła różna ilość
światła jest przepuszczana na zewnątrz.
2. Ekrany LCD z aktywną matrycą
Każdemu pikselowi odpowiada osobny tranzystor wykonany w technice TFT
Linie parzyste
Linie nieparzyste
(Thin Film Transistor). Może on przełączać większe prądy niż matryca pasywna
EB II PWr 21 EB II PWr 22
3. Ekrany plazmowe
Porównanie monitorów LCD i Plazmowych
Świecące punkty są uzyskiwane w wyniku miejscowej jonizacji gazu.
Wymagają dużego napięcia ok.. 200 V.
LCD plazmowe
Promieniowanie ultrafioletowe wytworzone podczas wyładowania elektrycznego
Ciężar Lżejszy Cięższy
w mieszaninie gazów szlachetnych pobudza odpowiednio dobrany luminofor,
Pobór mocy Mniejszy Większy
który pod jego wpływem emituje światło widzialne.
Kolory Gorsze Lepsze
Czerń Gorsza Lepsza
Pojedynczy piksel składa się z trzech komórek wypełnionych zjonizowanym
Kontrast Gorszy Lepszy
gazem. Poszczególne komórki są pokryte materiałem fosforyzującym w kolorach
Odblaski Nie Jak w CRT
odpowiednio czerwonym, zielonym, niebieskim. Gaz pod wpływem ładunku
elektrycznego emituje odpowiednie światło.
EB II PWr 23 EB II PWr 24
Thin CRT  cienki kineskop
Wykorzystuje technologię SED (Surface-Conduction Electron-Emitter Display).
Zawiera tysiące mikroskopijnych próżniowych bąbelków  po jednym dla
każdego piksela. Elektrony emitowane są na zimno i uderzają o przejrzystą
przednią ściankę pokrytą kolorowym luminoforem.
Barwne składowe obrazu są wyświetlane sekwencyjne .
Całość ma grubość kilku mm.
Monitory SED osiągają grubość kilku centymetrów. Pobierają 3-krotnie mniej
energii od monitorów plazmowych.
Monitor LCD
Monitor kineskopowy
EB II PWr 25 EB II PWr 26
Cechy określające jakość monitorów
" wielkość ekranu wyrażana w przekątnej, np. 15 , 17 , 19 , 21
" rozdzielczość (większa przekątna wymaga większej rozdzielczości)
np. 1280 x 1024
" wielkość plamki (np. 0.26 mm)
" częstotliwość odświeżania obrazu (<= 75 Hz)
Dodatkowo dla LCD i plazmowych
" jaskrawość i kontrast,
" dopuszczalny kąt patrzenia np. 1700
Thin CRT  32 , głębokosć 15
EB II PWr 27 EB II PWr 28
Karta graficzna Karta graficzna
Karta graficzna jest układem we/wy (interfejsem) monitora.
Praca karty graficznej w trybie graficznym
Zawartość pamięci wideo jest interpretowana jako bezpośrednie określenie jasnoś
Karta otrzymuje od procesora informacje o treści obrazu do swojej pamięci wideo i ci świecenia każdego piksela.
na ich podstawie wytwarza sygnały sterujące pracą monitora potrzebne do
uzyskania określonego obrazu. Każdy piksel jest reprezentowany przez zespół bitów , których ilość zależy od
liczby kolorów.
2n >= N
Karty akceleratorowe  część operacji związanych z tworzeniem obrazu wykony-
wana jest przez kartę graficzną. Wyróżnia się:
Standardy kart:
- akceleratory grafiki 2D
- akceleratory grafiki 3D
" EGA
" VGA (Video Graphics Adapter)
" SVGA (Super VGA)
EB II PWr 29 EB II PWr 30
Karty graficzna - zestawienie Klawiatura
Po wykryciu naciśnięcia bądz
zwolnienia klawisza jego kod jest przesyłany do
kontrolera na płycie głównej.
Parametr EGA VGA SVGA
Po odebraniu pełnego kodu (numeru) znaku uruchamiany jest program obsługi
Rozmiar pam. wideo 4 KB 64-256 >=512 KB
(sterownik) klawiatury, który przyporządkowuje kodowi odpowiadający mu znak
KB
i umieszcza w buforze klawiatury. Pojemność bufora wynosi 16 znaków.
Maks. rozdzielczość 640x350 640x480 1600x1200
Maks. ilość kolorów 16 z 64 256 z 256 16 mln
K
Częst odch. pionow 60 Hz 50-70 Hz 50-200 Hz
Częst odch. poziom. 15.7-21.8 kHz 31.5 kHz do 90 kHz
Pasmo wzm. wideo 14.3-16.3 MHz 28 MHz do 100 MHz
EB II PWr 31 EB II PWr 32
Mysz
Mysz steruje ruchami na ekranie tzw. wskaz
nika myszy (strzałka) oraz
powiadamia system o wykonaniu przez użytkownika takich operacji jak
wskazywanie, klikanie (pojedyncze i podwójne), ciągnienie.
Zadaniem myszy jest przekazanie do systemu informacji o swoich ruchach oraz o
stanie swoich klawiszy.
Mysz komunikuje się z systemem albo przy użyciu interfejsu RS 232C, albo za
pomocą dedykowanego interfejsu tzw. PS2.
Odmiany myszy:
- mysz kulkowa (mechaniczna)
- mysz optyczna
- track-ball ( mysz odwrócona do góry nogami )
EB II PWr 33 EB II PWr 34
Drukarki Drukarki
Drukarki mogą pracować
Podział drukarek pod względem sposobu drukowania:
" trybie graficznym
System przekazuje do drukarki informacje o każdej kropce, z której jest " igłowe
zbudowany obraz (dotyczy to także drukowania tekstu) Treść obrazu jest nanoszona na papier przez zespół igieł, które uderzają w niego
poprzez taśmę barwiącą. Im więcej igieł, tym lepsza jakość wydruku.
" atramentowe
" trybie tekstowym
Wydruk uzyskuje się nanosząc na papier mikroskopijne kropelki atramentu
System przekazuje do drukarki kody znaków przeznaczonych do wydrukowania.
wyrzucane z zespołu dysz głowicy drukującej.
" laserowe
Wymaga przygotowania wydruku pełnej strony.
Zasada nanoszenia wydruku na papier jest podobna jak w fotokopiarkach.
EB II PWr 35 EB II PWr 36
Głowica igłowa
Drukarka atramentowa
(Epson)
HP LaserJet 4200
EB II PWr 37 EB II PWr 38
Plotery
Plotery służą do wykonywania rysunków technicznych.
Rysunek jest tworzony przez pisak, który porusza się względem papieru w kie-
runku poprzecznym i wzdłużnym.
Możliwe jest wykonywanie rysunków kolorowych. W tym przypadku ploter musi
umieć zmieniać rodzaj pisaka.
Plotery mogą być podłączane przez interfejs RS 232C lub przez dedykowany.
Jakość rysunku zależy w dużym stopniu od minimalnego skoku pisaka.
EB II PWr 39 EB II PWr 40
Skanery Skanery
Podstawowe parametry skanerów:
Skaner jest urządzeniem przetwarzającym obraz graficzny (zdjęcia, rysunki, tekst)
" rozdzielczość
na postać cyfrową.
" szybkość skanowania
Najprostszą metodą jest utworzenie tzw. mapy bitowej, która zawiera bezpośrednio
informację o kolorze każdego punktu tworzącego obraz.
" format skanowanego obrazu
" rodzaj interfejsu
Zasada działania skanera
" głębokość kodowania kolorów
Skaner składa się ze z
ródła światła, zespołu luster i linijki składającej się z ele-
" ilość przebiegów skanowania kolorów
mentów światłoczułych o dużej czułości.
Ilość odbitego światła zależy od jasności skanowanej powierzchni. Odbite światło
wytwarza w elementach światłoczułych sygnał elektryczny.
EB II PWr 41 EB II PWr 42
Skanery Digitizery
Zadanie jest podobne do skanera. Inny jest cel stosowania.
Podział skanerów:
Zadaniem digitizera jest wprowadzenie precyzyjnych wymiarów i odległości
" ręczne
przedstawionych na fizycznych rysunkach.
" płaskie (stołowe)
Celem digitalizacji (cyfryzacji) rysunku jest wykonanie obiektu np. obwodu
drukowanego.
" bębnowe
Parametry digitizera:
Interfejsy skanerów:
" rozdzielczość
" równoległy
" dokładność
" SCSII
" format digitalizowanych rysunków
" USB
Uwaga: Także może oznaczać tablet  urządzenie do cyfryzacji np. ręcznego
pisma.
EB II PWr 43 EB II PWr 44
Modemy
MoDem (Modulator/Demodulator), podstawowe funkcje:
" Modulacja - odbieranie od komputera informacji w postaci cyfrowej i kodowa-
nie jej za pomocą przebiegu analogowego
" Demodulacja  odbieranie informacji w postaci analogowej od modemu zdal-
nego i przekształcenie jej do postaci cyfrowej.
Komputer Modem Modem Komputer
W modemach stosuje się zarówno transmisję synchroniczną jak i asynchroniczną.
Tablety
Szybkość transmisji modemów klasycznych wynosi od 1200 b/s do 56 000 b/s.
Nowsze rozwiązania: modemy xDSL (szybkości do kliku Mb/s)
Standard łącza od strony komputera to RS 232C.
EB II PWr 45 EB II PWr 46
Klasyfikacja modemów
Karty dz
więkowe
MIC
Wzmacniacz
ADC Filtr
Mikser
DAC Filtr
Mikser Wzmacniacz
Synteza
Modem wewnętrzny Modem zewnętrzny
ADC  Przetwornik analogowo-cyfrowy
karta rozszerzeń montowana połączony z komputerem przy
wewnątrz komputera (PCI, ISA) użyciu przewodu (RS-232, USB) DAC  Przetwornik cyfrowo-analogowy
EB II PWr 47 EB II PWr 48
K O N I E C
EB II PWr 49 EB II PWr 50