 |
Список источников и использованной литературы
|
|
|
|
Содержание
Введение………………………………………………………………………………2
Интерфейс конфигурации……………………………………………………………3
COM-порт……………………………………………………………………………..5
Конфигурация BIOS………………………………………………………………….6
USB…………………………………………………………………………………….8
Управление питанием………………………………………………………………..11
Заключение…………………………………………………………………………....13
Список источников и использованной литературы………………………………...14
Введение
Персональный компьютер содержит огромное количество конфигурации и функций для его более продуктивного пользования. В данной теме я рассмотрю основные моменты «Интерфейса конфигураций», какие виды конфигураций есть; «Управление питанием» ПК, где рассмотрю основные положения продления работоспособности компьютера (ноутбука) при меньшем потреблении электричества.
Интерфейс конфигурации
По способу передачи информации интерфейсы подразделяются на параллельные и последовательные. В параллельном интерфейсе все биты передаваемого слова (обычно байта) выставляются и передаются по соответствующим параллельно идущим проводам одновременно. В PC традиционно используется параллельный интерфейс Centronics, реализуемый LPT-портами. В последовательном же интерфейсе биты передаются друг за другом, обычно по одной линии. СОМ порты PC обеспечивают последовательный интерфейс в соответствии со стандартом RS-232C. При рассмотрении интерфейсов важным параметром является пропускная способность.
При рассмотрении интерфейсов важным параметром является пропускная способность. Технический прогресс приводит к неуклонному росту объемов передаваемой информации. Если раньше матричные принтеры, печатающие в символьном режиме, могли обходиться и COM-портом с невысокой пропускной способностью, то современным лазерным принтерам при высоком разрешении порой не хватает и производительности самых быстрых LPT-портов. То же самое касается и сканеров. А передача «живого» видеоизображения, даже с применением компрессии, требует немыслимой ранее пропускной способности.
|
|
|
Вполне очевидно, что при одинаковом быстродействии приемопередающих цепей и пропускной способности соединительных линий по скорости параллельный интерфейс должен превосходить последовательный. Однако повышение производительности за счет увеличения тактовой частоты передачи данных упирается в волновые свойства соединительных кабелей. В случае параллельного интерфейса начинают сказываться задержки сигналов при их прохождении по линиям кабеля, и что самое неприятное, задержки в разных линиях интерфейса могут быть различными вследствие неидентичности проводов и контактов разъемов. Для надежной передачи данных, временные диаграммы обмена строятся с учетом возможного разброса времени прохождения сигналов, что является одним из факторов, сдерживающих рост пропускной способности параллельных интерфейсов. В последовательных интерфейсах, конечно же, есть свои проблемы повышения производительности, но, поскольку в них используется меньшее число линий (чаще всего – одна), то повышение пропускной способности линий связи обходится дешевле.
С появлением шин USB и FireWire в качестве характеристики интерфейса стала фигурировать и топология соединения. Для интерфейсов RS-232C и Centonics практически всегда применялась двухпоточная топология PC – устройство. Исключениями из этого правила являются различные устройства безопасности и защиты данных, которые подключаются к COM- или LPT-портам, но имеют разъем для подключения внешнего устройства. Но поскольку эти устройства для традиционной периферии прозрачны, то можно считать, что они не нарушают общего правила. Аналогично обстоит дело и с адаптерами локальных сетей и внешних дисковых накопителей (например Iomega ZIP), которые подключаются к параллельным LPT-портам. Хотя разрабатываемые стандарты для параллельного порта и предусматривают соединение устройств в цепочку или через мультиплексоры, широкого распространения такие способы подключения не получили. К другому классу исключений относится построение моноканала на COM-портах, которое несколько лет назад применялось в «любительских» локальных сетях, но было вытеснено существенно более эффективной и подешевевшей технологией Ethernet. Интерфейсные шины USB и FireWire реализуют древовидную топологию, в которой внешние устройства могут быть как оконченными, так и промежуточными (разветвителями). Эта топология позволяет подключать множество устройств к одному USB- или FireWire- порту.
|
|
|
СОМ-порт
Последовательный интерфейс СОМ-порт (Communication Port - коммуникационный порт) появился в первых моделях IBM PC. Он был реализован на микросхеме асинхронного приемопередатчика Intel 8250. Порт имел поддержку BIOS, однако широко применялось (и применяется) взаимодействие с портом на уровне регистров. Поэтому во всех PC совместимых компьютерах для последовательного интерфейса применяют микросхемы приемопередатчиков, совместимые с i8250. В ряде отечественных почти PC-совместимых компьютеров для последовательного интерфейса применялась микросхема КР580ВВ51 - аналог i8251. Однако эта микросхема является универсальным синхронно-асинхронным приемопередатчиком (УСАПП или USART - Universal Asynchronous Receiver-Transmitter). Совместимости с PC на уровне регистров СОМ-порта такие компьютеры не имеют. Хорошо, если у соответствующих компьютеров имеется "честный" драйвер BIOS Int 14h, а не заглушка, возвращающая состояние модема "всегда готов" и ничего не делающая. Совместимость на уровне регистров СОМ-порта считается необходимой. Многие разработчики коммуникационных пакетов предлагают работу и через BIOS Int 14h, однако на высоких скоростях это неэффективно. Говоря о СОМ-порте PC, по умолчанию будем подразумевать совместимость регистровой модели с i8250 и реализацию асинхронного интерфейса RS-232C.
|
|
|
Интерфейс RS-232, совсем официально называемый "EIA/TIA–232–E", но более известный как интерфейс "COM-порта", ранее был одним из самых распространенных интерфейсов в компьютерной технике. Он до сих пор встречается в настольных компьютерах, несмотря на появление более скоростных и "интеллектуальных" интерфейсов, таких как USB и FireWare. К его достоинствам с точки зрения радиолюбителей можно отнести невысокую минимальную скорость и простоту реализации протокола в самодельном устройстве.
Конфигурация BIOS
В процессе начального тестирования POST BIOS проверяет наличие последовательных портов (регистров UART 8250 или совместимых) по стандартным адресам и помещает базовые адреса обнаруженных портов в ячейки BIOS Data Area 0:0400, 0402, 0404, 0406. Эти ячейки хранят адреса портов с логическими именами СОМ 1-COM4. Нулевое значение адреса является признаком отсутствия порта с данным номером. В ячейки 0:047С, 047D, 047Е, 047F заносятся константы, задающие тайм-аут для портов.
Обнаруженные порты инициализируются на скорость обмена 2400 бит/с, 7 бит данных с контролем на четность (even), 1 стоп-бит. Управляющие сигналы интерфейса DTR и RTS переводятся в исходное состояние ("выключено" положительное напряжение).
Порты поддерживаются сервисом BIOS INT 14h, который обеспечивает следующие функции:
• 00h - инициализация (установка скорости обмена и формата посылок, заданных регистром AL; запрет источников прерываний). На сигналы DTR и RTS влияния не оказывает (после аппаратного сброса они пассивны).
• 0lh - вывод символа из регистра AL (без аппаратных прерываний). Активируются сигналы DTR и RTS, и после освобождения регистра THR в него помещается выводимый символ. Если за заданное время регистр не освобождается, фиксируется ошибка тайм-аута и функция завершается.
• 02h - ввод символа (без аппаратных прерываний). Активируется только сигнал DTR (RTS переходит в пассивное состояние), и ожидается готовность принятых данных, принятый символ помещается в регистр AL. Если за заданное время данные не получены, функция завершается с ошибкой тайм-аута.
|
|
|
• 03h - опрос состояния модема и линии (чтение регистров MSR и LSR). Эту гарантированно быструю функцию обычно вызывают перед функциями ввода/вывода во избежание риска ожидания тайм-аута.
При вызове INT 14h номер функции задается в регистре АН, номер порта (0-3) - в регистре DX(0 - СОМ 1, 1 - COM2...). При возврате из функций 0,1 и 3 регистр АН содержит байт состояния линии (регистр LSR), AL - байт состояния модема (MSR). При возврате из функции 2 нулевое значение бита 7 регистра АН указывает на наличие принятого символа в регистре AL, ненулевое значение бита 7 - на ошибку приема, которую можно уточнить функцией 3.
USB
USB (Universal Serial Bus — универсальная последовательная шина) является промышленным стандартом расширения архитектуры PC, ориентированным на интеграцию с телефонией и устройствами бытовой электроники. Версия 1.0 была опубликована в январе 1996 года. Архитектура USB определяется следующими критериями:
• Легко реализуемое расширение периферии PC.
• Дешевое решение, поддерживающее скорость передачи до 12 Mбит/с.
• Полная поддержка в реальном времени передачи аудио и (сжатых) видеоданных.
• Гибкость протокола смешанной передачи изохронных данных и асинхронных сообщений.
• Интеграция с выпускаемыми устройствами.
• Доступность в PC всех конфигураций и размеров.
• Обеспечение стандартного интерфейса, способного быстро завоевать рынок.
• Создание новых классов устройств, расширяющих PC.
• С точки зрения конечного пользователя, привлекательны следующие черты USB:
• Простота кабельной системы и подключений.
• Скрытие подробностей электрического подключения от конечного пользователя.
• Самоидентифицирующиеся ПУ, автоматическая связь устройств с драйверами и конфигурирование.
• Возможность динамического подключения и конфигурирования ПУ.
• С середины 1996 года выпускаются PC со встроенным контроллером USB, реализуемым чипсетом. Уже появились модемы, клавиатуры, сканеры, динамики и другие устройства ввода/вывода с поддержкой USB, а также мониторов с USB-адаптерами - они играют роль концентраторов для подключения других устройств. Стандарт USB определяет электрические и механические спецификации шины. Информационные сигналы и питающее напряжение 5В передаются по четырехпроводному кабелю. Используется дифференциальный способ передачи сигналов D+ и D- по двум проводам. Уровни сигналов передатчиков в статическом режиме должны быть ниже 0,3 В (низкий уровень) или выше 2,8 В (высокий уровень). Приемники выдерживают входное напряжение в пределах - 0,5...+3,8 В. Передатчики должны уметь переходить в высокоимпедансное состояние для двунаправленной полудуплексной передачи по одной паре проводов.
|
|
|
Передача по двум проводам в USB не ограничивается дифференциальными сигналами. Кроме дифференциального приемника каждое устройство имеет линейные приемники сигналов D+ и D-, а передатчики этих линий управляются индивидуально. Это позволяет различать более двух состояний линии, используемых для организации аппаратного интерфейса. Состояния Diff0 и Diff1 определяются по разности потенциалов на линиях D+ и D- более 200 мВ при условии, что на одной из них потенциал выше порога срабатывания VSE. Состояние, при котором на обоих входах D+ и D- присутствует низкий уровень, называется линейным нулем (SEO - Single-Ended Zero). Интерфейс определяет следующие состояния:
• Data J State и Data К State - состояния передаваемого бита (или просто J и К), определяются через состояния Diff0 и Diff1.
• Idle State - пауза на шине.
• Resume State - сигнал "пробуждения" для вывода устройства из "спящего" режима.
• Start of Packet (SOP) - начало пакета (переход из Idle State в К).
• End of Packet (EOP) - конец пакета.
• Disconnect - устройство отключено от порта.
• Connect - устройство подключено к порту.
• Reset - сброс устройства.
Состояния определяются сочетаниями дифференциальных и линейных сигналов; для полной и низкой скоростей состояния Diff0 и Diff1 имеют противоположное назначение.
В декодировании состояний Disconnect, Connect и Reset учитывается время нахождения линий (более 2,5 мс) в определенных состояниях.
Шина имеет два режима передачи. Полная скорость передачи сигналов USB составляет 12 Мбит/с, низкая - 1,5 Мбит/с. Для полной скорости используется экранированная витая пара с импедансом 90 Ом и длиной сегмента до 5 м, для низкой - невитой неэкранированный кабель до 3 м. Низкоскоростные кабели и устройства дешевле высокоскоростных. Одна и та же система может одновременно использовать оба режима; переключение для устройств осуществляется прозрачно.
Низкая скорость предназначена для работы с небольшим количеством ПУ, не требующих высокой скорости. Скорость, используемая устройством, подключенным к конкретному порту, определяется хабом по уровням сигналов на линиях D+ и D-, смещаемых нагрузочными резисторами R2 приемопередатчиков (см. рис. 2.2 и 2.3).
Рисунок 2.2 – Подключение полноскоростного устройства
Управление питанием
Для управления питанием компьютера в ОС Windows предусмотрены следующие схемы:
Сбалансированная. Обеспечивает максимальное быстродействие при необходимости и позволяет сэкономить электроэнергию при отсутствии активности. Эта схема управления питанием подходит большинству пользователей.
Энергосберегающая. Экономит электроэнергию за счет снижения быстродействия системы и яркости экрана. Эта схема помогает пользователям ноутбуков максимально эффективно использовать единичный заряд батареи.
С высокой производительностью. Обеспечивает максимальную яркость экрана и повышение производительности компьютера в определенных условиях работы. При использовании этой схемы управления питанием расходуется гораздо больше электроэнергии, а также сокращается период времени между перезарядками батареи ноутбука.
Управление питанием позволяет продлить время работы ноутбука от батареи, а также сократить потребление электроэнергии настольным компьютером. Ниже описаны варианты настройки.
Войдите в систему компьютера от имени администратора
Нажмите кнопку Пуск и выберите Панель управления.
Выберите Производительность и обслуживание.
Выберите пункт Электропитание.
В диалоговом окне Свойства управления электропитанием на вкладке Схемы управления питанием щелкните раскрывающийся список Схемы управления питанием и выберите схему управления питанием, которая наиболее соответствует вашему использованию компьютера.
Если доступно, настройте параметры Ждущий режим и Спящий режим, если выбор по умолчанию вас не устраивает.
Параметр "Ждущий режим" позволяет уменьшить энергопотребление, когда компьютер не используется, путем отключения тех элементов компьютера, которые потребляют больше всего энергии. Запуск компьютера из ждущего режима длится всего несколько секунд. Спящий режим позволяет сохранить программы и полностью отключить компьютер. В спящем режиме энергия не потребляется. Но, когда необходимо будет снова использовать компьютер, на возобновление работы и выход из спящего режима потребуется на несколько секунд больше.
Можно сократить потребление энергии, указав более короткое время простоя для перехода в ждущий или спящий режим, но при этом ожидание запуска компьютера может доставить неудобства.
На вкладке Дополнительно можно настроить поведение кнопок питания компьютера по умолчанию. Можно значительно продлить время работы ноутбуков от батареи, установив для параметра При закрывании крышки переносного компьютера значение Переход в ждущий режим.
На вкладке Спящий режим установите флажок Разрешить использование спящего режима, если он еще не установлен.
Нажмите кнопку ОК.
Параметры управления питанием Ждущий режим и Спящий режим позволяют настроить оптимальное соотношение потребления энергии и удобства пользования. Если переход компьютера в спящий или ждущий режим доставляет неудобства, повторите описанные действия, чтобы увеличить время простоя или полностью отключить эти функции.
Заключение
Я разобрал и изучил основные положения «Конфигурации интерфейса» и «Управление питанием». Данная тема очень важна в изучении компьютера, это базовые основы на которых строится все будущее представление о ПК.
Список источников и использованной литературы
1. Михаил Гук Интерфейсы ПК: - справочник – СПб: ЗАО «Издательство «Питер», 1999 – 416 с.:ил.
2. Тули М. Справочное пособие по цифровой электронике: Перевод с английского — М.: Энергоатомиздат, 1990.
3. Рудометов Е., Рудометов В., Устройство мультимедийного компьютера. – СПб.: Питер, 2001 – 512 с.: ил.
|
|
|
