| Закреплена за кафедрой | Кафедра вычислительной техники и электроники |
|---|---|
| Направление подготовки | 09.03.01. Информатика и вычислительная техника |
| Профиль | Программно-техническое обеспечение инфокоммуникационных технологий |
| Форма обучения | Очная |
| Общая трудоемкость | 5 ЗЕТ |
| Учебный план | 09_03_01_Информатика и вычислительная техника_ПОИТ-2023 |
|
|
||||||||||||||
Распределение часов по семестрам
| Курс (семестр) | 3 (6) | Итого | ||
|---|---|---|---|---|
| Недель | 18 | |||
| Вид занятий | УП | РПД | УП | РПД |
| Лекции | 20 | 20 | 20 | 20 |
| Лабораторные | 52 | 52 | 52 | 52 |
| Сам. работа | 81 | 81 | 81 | 81 |
| Часы на контроль | 27 | 27 | 27 | 27 |
| Итого | 180 | 180 | 180 | 180 |
Визирование РПД для исполнения в очередном учебном году
Рабочая программа пересмотрена, обсуждена и одобрена для
исполнения в 2023-2024 учебном году на заседании
кафедры
Кафедра вычислительной техники и электроники
Протокол от 14.06.2022 г. № 100/21-22
Заведующий кафедрой к.ф.-м.н., Пашнев Владимир Валентинович, доц., зав. кафедрой "Вычислительной техники и электроники"
| 1.1. | Цель изучения дисциплины – формирование у будущих бакалавров теоретических знаний и практических навыков по использованию современных персональных компьютеров и программных средств для решения широкого спектра задач в различных областях, а именно: ознакомить студентов с основными способами подключения периферийных устройств к персональным компьютерам, организацией внешних и внутренних интерфейсов, привить практические навыки в разработке устройств сопряжения, изложить основные принципы организации прикладного программного обеспечения. Дисциплине «Интерфейсы периферийных устройств» предшествует изучение дисциплин «Информатика», «Цифровая и микропроцессорная техника», «Программирование на языке высокого уровня», «Организация ЭВМ и систем». Данный курс требует от студентов наличия базовых знаний по цифровой схемотехнике, основам программирования, архитектуре вычислительных систем. Знания и навыки, полученные при изучении дисциплины «Интерфейсы периферийных устройств», используются при изучении общепрофессиональных и специальных дисциплин. |
|---|
| Цикл (раздел) ООП: Б1.В.01 |
| ПК-3 | Способен проектировать пользовательские интерфейсы по готовому образцу или концепции интерфейса. |
| ПК-3.1 | Знать: организацию внутренней и внешней памяти компьютеров, общих принципов архитектур процессоров различных типов; особенности в организации устройств управления вычислительных машин, внутренних и внешних интерфейсов компьютера |
| ПК-3.2 | Уметь: осуществлять комплексирование и разработку аппаратных средств в соответствии с назначением систем; распределять функции, возлагаемые на аппаратные и программные средства систем |
| ПК-3.3 | Владеть: навыками разработки технических спецификаций на программные модули и их взаимодействие, осуществления комплексной настройки аппаратных средств и отладки прикладного программного обеспечения |
| ПК-8 | Способен проводить регламентные работы на сетевых устройствах. |
| ПК-8.1 | Знать: основные технологии модуляции и кодирования в каналах связи |
| ПК-8.2 | Уметь: разрабатывать основные узлы сетей передачи информации; реализовывать сетевые протоколы, используя современные инструментальные средства и технологии программирования |
| ПК-8.3 | Владеть: методами моделирования каналов связи, частотновременного анализа сигналов, обнаружения и исправления ошибок в каналах связи |
| В результате освоения дисциплины обучающийся должен | |
| 3.1. | Знать: |
|---|---|
| 3.1.1. | о современных интерфейсах, использующихся в вычислительной технике, тенденциях развития интерфейсов; об основных этапах проектирования, разновидностях и схемотехнике функциональных узлов устройств сопряжения, особенностях программного обеспечения. |
| 3.2. | Уметь: |
| 3.2.1. | использовать общие принципы организации обмена персонального компьютера с периферийными устройствами; использовать технологии разработки, отладки, анализа и оптимизации работы конкретных устройств сопряжения в соответствии с техническим заданием. |
| 3.3. | Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть): |
| 3.3.1. | практической реализации интерфейсных схем и устройств; написания программ на языках высокого уровня и языке ассемблера для оргнаизации обмена компьютера с периферийными устройствами. |
| Код занятия | Наименование разделов и тем | Вид занятия | Семестр | Часов | Компетенции | Литература |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Раздел 1. Введение. Постановка задачи. Классификация периферийных устройств. Сравнительные характеристики. | ||||||
| 1.1. | Постановка задачи подключения к компьютеру внешних устройств. Сравнение методов подключения к компьютеру. Обоснование и выбор способа подключения. Основные этапы проектирования устройств сопряжения. Обзор стандартных интерфейсов, используемых для подключения периферийных устройств. Классификация интерфейсов. Направления и перспективы развития интерфейсов. | Лекции | 6 | 2 | ПК-8.1, ПК-8.2, ПК-8.3, ПК-3.1, ПК-3.2, ПК-3.3 | Л1.1, Л1.2 |
| 1.2. | Новейшие интерфейсы, используемые в персональных компьютерах. | Сам. работа | 6 | 4 | ПК-8.1, ПК-8.2, ПК-8.3, ПК-3.1, ПК-3.2, ПК-3.3 | Л1.1, Л1.2 |
| Раздел 2. Последовательные интерфейсы. Стандарты последовательных интерфейсов. Интерфейс RS-232C. Разработка аппаратной и программной части устройств сопряжения. | ||||||
| 2.1. | Способы последовательной передачи данных. Стандарты. Стандарт RS-232C, физический и электрический интерфейсы, управление потоком данных. Соединение нуль–модемным кабелем. СОМ-порт. Ресурсы и конфигурирование СОМ-портов. Микросхемы асинхронных приемопередатчиков, назначение регистров, процедуры инициализации, последовательность программирования регистров. Разработка программного обеспечения для RS-232C. Вопросы практической реализации связи персонального компьютера с периферийным устройством при использовании RS-232C и родственных интерфейсов. | Лекции | 6 | 2 | ПК-8.1, ПК-8.2, ПК-8.3, ПК-3.1, ПК-3.2, ПК-3.3 | Л1.1, Л1.2 |
| 2.2. | Лабораторная работа №1: Организация связи между компьютерами по программному протоколу прямым программированием регистров СОМ-порта. Лабораторная работа № 2: Организация связи между компьютерами по программному протоколу с использованием сервиса BIOS. Лабораторная работа № 3: Организация связи между компьютерами с использованием аппаратных прерываний. Лабораторная работа № 4: Организация связи между компьютерами при помощи функций Win API. | Лабораторные | 6 | 16 | ПК-8.1, ПК-8.2, ПК-8.3, ПК-3.1, ПК-3.2, ПК-3.3 | Л1.1, Л1.2 |
| 2.3. | Использование последовательных интерфейсов в секторе промышленной электроники. Микросхемы последовательных приемопередатчиков ведущих компаний - производителей аппаратного обеспечения. Изучение примеров программ для организации последовательной связи. | Сам. работа | 6 | 4 | ПК-8.1, ПК-8.2, ПК-8.3, ПК-3.1, ПК-3.2, ПК-3.3 | Л1.1, Л1.2 |
| Раздел 3. Шина USB. Основные характеристики. Способы практической реализации интерфейса USB. | ||||||
| 3.1. | Шина USB. История и причины возникновения. Основные характеристики, сравнение с другими внешними интерфейсами. Структура USB (физическая и логическая архитектуры). Состав и взаимодействие компонентов USB. Физические и электрические характеристики. Питание шины. Модель передачи данных. Типы передачи данных. Системное конфигурирование шины USB. Развитие шины USB. Способы практической реализации интерфейса USB в периферийных устройствах. Обзор семейств микроконтроллеров со встроенным интерфейсом USB. | Лекции | 6 | 2 | ПК-8.1, ПК-8.2, ПК-8.3, ПК-3.1, ПК-3.2, ПК-3.3 | Л1.1, Л1.2 |
| 3.2. | Лабораторная работа № 7: Программа-монитор USB-шины. | Лабораторные | 6 | 18 | ПК-8.1, ПК-8.2, ПК-8.3, ПК-3.1, ПК-3.2, ПК-3.3 | Л1.2 |
| 3.3. | Вопросы организации связи между двумя ПК через USB-шину. Использование микросхем компании FTDI для подключения к ПК через USB нестандартной аппаратуры. | Сам. работа | 6 | 18 | ПК-8.1, ПК-8.2, ПК-8.3, ПК-3.1, ПК-3.2, ПК-3.3 | Л1.2 |
| Раздел 4. Шины расширения. Шина PCI. Параметры. Особенности разработки устройств сопряжения с шиной PCI. | ||||||
| 4.1. | Шина PCI.Назначение, спецификации, характеристики, физическая реализация. Сигналы, циклы обмена. Конфигурационное пространство шины PCI. Доступ к конфигурационному пространству через PCI BIOS и регистры конфигурации. Стандарты на основе шины PCI. Шина PCI в современных чипсетах. Перспективы развития. Современные способы реализации интерфейса PCI. Особенности проектирования аппаратного и программного обеспечения устройств сопряжения для шины PCI. Интерфейсы IDE, GPIB. | Лекции | 6 | 2 | ПК-8.1, ПК-8.2, ПК-8.3, ПК-3.1, ПК-3.2, ПК-3.3 | Л1.1, Л1.2 |
| 4.2. | Лабораторная работа № 5: Работа с шиной PCI на низком уровне с использованием функций PCI BIOS. Лабораторная работа № 6: Работа с шиной PCI на низком уровне с использованием конфигурационных регистров. | Лабораторные | 6 | 18 | ПК-8.1, ПК-8.2, ПК-8.3, ПК-3.1, ПК-3.2, ПК-3.3 | Л1.1, Л1.2 |
| 4.3. | Новейшие стандарты шины PCI-Express. Примеры программирования на низком уровне стандартных периферийных устройств (звуковая карта, сетевой адаптер и др.) | Сам. работа | 6 | 4 | ПК-8.1, ПК-8.2, ПК-8.3, ПК-3.1, ПК-3.2, ПК-3.3 | Л1.1, Л1.2 |
| Раздел 5. Шина IEEE 1394 (Fire-Wire). Назначение и параметры. Сравнение шин Fire-Wire и USB. | ||||||
| 5.1. | Шина IEEE 1394 (Fire-Wire). Основные параметры. Структура и взаимодействие устройств шины Fire-Wire. Перспективы развития шины Fire-Wire. Сравнение шин Fire-Wire и USB. | Лекции | 6 | 2 | ПК-8.1, ПК-8.2, ПК-8.3, ПК-3.1, ПК-3.2, ПК-3.3 | Л1.1, Л1.2 |
| 5.2. | Применение интерфейса IEEE 1394 (Fire-Wire) на рынке видеоаппаратуры. Современные стандарты на шину Fire-Wire. | Сам. работа | 6 | 8 | ПК-8.1, ПК-8.2, ПК-8.3, ПК-3.1, ПК-3.2, ПК-3.3 | Л1.1, Л1.2 |
| Раздел 6. Беспроводные интерфейсы Irda, Bluetooth, Wi-Fi. Характеристики, физическая реализация. | ||||||
| 6.1. | Обзор беспроводных интерфейсов. Интерфейс Irda. Основные характеристики, варианты физической реализации. Интерфейс Bluetooth. Основные параметры, физическая реализация. Сеть Bluetooth. Современная элементная база для изготовления функциональных узлов интерфейса Bluetooth. Вопросы практического использования. Интерфейс Wi-Fi. Характеристики, физическая реализация. Сравнение с Bluetooth. | Лекции | 6 | 4 | ПК-8.1, ПК-8.2, ПК-8.3, ПК-3.1, ПК-3.2, ПК-3.3 | Л1.1, Л1.2 |
| 6.2. | Вопросы одновременного использования интерфейсов Wi-Fi и Bluetooth. Защита информации в сетях Bluetooth. | Сам. работа | 6 | 10 | ПК-8.1, ПК-8.2, ПК-8.3, ПК-3.1, ПК-3.2, ПК-3.3 | Л1.1, Л1.2 |
| Раздел 7. Специальные типы интерфейсов. Особенности практического использования. | ||||||
| 7.1. | Токовая петля. Характеристики. Физическая реализация. Области применения. Интерфейс музыкальных инструментов MIDI. Понятие о формате MIDI-сообщений. Сравнение с файлами оцифрованного звука. Практическая реализация. Особенности проектирования контроллеров систем ввода-вывода аналоговой информации. | Лекции | 6 | 4 | ПК-8.1, ПК-8.2, ПК-8.3, ПК-3.1, ПК-3.2, ПК-3.3 | Л1.1, Л1.2 |
| 7.2. | Особенности практической реализации токовой петли исходя из постановки задачи. Преобразование интерфейса RS-232C в токовую петлю. Сеть MIDI-устройств. | Сам. работа | 6 | 17 | ПК-8.1, ПК-8.2, ПК-8.3, ПК-3.1, ПК-3.2, ПК-3.3 | Л1.1, Л1.2 |
| Раздел 8. Общие вопросы эксплуатации интерфейсов. Проблемы безопасности интерфейсов. | ||||||
| 8.1. | Проблемы безопасности интерфейсов, связанные с электропитанием компьютеров и периферийных устройств. Электробезопасность человека. Гальваническая развязка, правила подключения / отключения устройств. | Лекции | 6 | 2 | ПК-8.1, ПК-8.2, ПК-8.3, ПК-3.1, ПК-3.2, ПК-3.3 | Л1.1, Л1.2 |
| 8.2. | Величины безопасных токов и напряжений для человека. Варианты реализации гальванической развязки на современной элементной базе. | Сам. работа | 6 | 16 | ПК-8.1, ПК-8.2, ПК-8.3, ПК-3.1, ПК-3.2, ПК-3.3 | Л1.1, Л1.2 |
| Раздел 9. Аттестация | ||||||
| 9.1. | Экзамен | 6 | 27 | ПК-8.1, ПК-8.2, ПК-8.3, ПК-3.1, ПК-3.2, ПК-3.3 | Л1.1, Л1.2 | |
| 5.1. Контрольные вопросы и задания для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины |
| Оценочные материалы для текущего контроля по разделам и темам дисциплины в полном объеме размещены в онлайн-курсе на образовательном портале "Цифровой университет АлтГУ" по адресу: https://portal.edu.asu.ru/course/view.php?id=4545 Оценка сформированности компетенции ПК-3: Способен проектировать пользовательские интерфейсы по готовому образцу или концепции интерфейса. ЗАДАНИЯ ЗАКРЫТОГО ТИПА 1. При последовательной связи для передачи данных используются ___ провода(ов) a. 2 b. 4 c. 6 d. 8 Ответ: а 2. Монитор обрабатывает сигнал с данными из ___ и показывает их на экране a. Видеопамяти b. Кэша процессора c. Оперативной памяти d. БИОСа Ответ: a 3. На скорости 480 Мбит/с интерфейса USB 2.0 может работать a. только кабель с неэкранированной витой парой для сигнальных линий b. только кабель с экранированной витой парой для сигнальных линий c. любой кабель витой пары для сигнальных линий d. любой кабель кроме витой пары для сигнальных линий Ответ: b 4. Интерфейс RS-485, предназначен для обмена данными между a. четырьмя устройствами и менее b. двумя устройствами и более c. тремя устройствами и менее d. восемью устройствами и менее Ответ: b 5. Порт AGP представляет собой a. 32-разрядную шину с тактовой частотой 66 МГц b. 32-разрядную шину с тактовой частотой 33 МГц c. 16-разрядную шину с тактовой частотой 33 МГц d. 16-разрядную шину с тактовой частотой 66 МГц Ответ: a 6. Шинный протокол в современных последовательных шинах строится на основе пересылок a. байтов b. кадров c. битов d. пакетов Ответ: d 7. Любое устройство при подключении к шине USB 2.0 не должно потреблять от шины ток, превышающий ___ мА a. 100 b. 250 c. 50 d. 200 Ответ: a 8. Интерфейс RS-232, предназначенный для обмена данными между двумя устройствами, использует кабели, максимальная протяженность которых составляет ___ м a. 1 b. 12 c. 10 d. 8 Ответ: b 9. Скорость передачи шины USB 3.0 составляет ___ Мбит/с a. 480 b. 5000 c. 2500 Ответ: b 10. Информационная совместимость — это a. согласованность взаимодействия функциональных элементов ВС в соответствии с логическими условиями, определяющими функциональную и структурную организацию, сложность схемотехники и ПО интерфейса. b. общность управляющих сигналов, генерируемых обменивающимися модулями. Управляющие сигналы должны иметь заданное смысловое значение и определенные временные параметры. c. согласованность параметров электрических сигналов в линиях интерфейса. Обеспечивается заданными уровнями сигналов, нагрузочными способностями, мощностью и т.п. Ответ: а 11. Как связаны между собой понятия интерфейса и протокола? a. интерфейс может содержать несколько протоколов b. каждому протоколу соответствует один интерфейс c. интерфейс может содержать элементы протокола, протокол может охватывать несколько интерфейсов Ответ: с 12. система ввода-вывода предназначена для a. преобразования и хранения информации b. преобразования информации внешнего мира в электрические сигналы, воспринимаемые устройствами компьютера и обратного преобразования сигналов в формы, понятные объектам внешнего мира c. передачи информации между устройствами ПК при реализации функций преобразования и хранения и связи этих устройств с ПУ Ответ: с 13. шина – это a. совокупность устройств для обмена между основной памятью и ПУ b. группа линий интерфейса, соответствующая определенному функциональному назначению c. среда передачи информации, представленной в виде определенных сигналов Ответ: b 14. Два или более процесса являются синхронными, если смены состояний этих процессов a. взаимозависимы, а время изменения состояния одного процесса определяется временем смены состояния другого процесса b. взаимонезависимы и выполняются через одинаковые фиксированные интервалы времени c. взаимонезависимы, а время изменения состояния одного процесса определяется временем смены состояния другого процесса Ответ: b 15. проверка адреса и данных на четность (нечетность) с помощью аппаратной линии контрольного разряда используется при a. последовательной передаче b. изохронной передаче c. параллельной передаче Ответ: с КРИТЕРИИ ОЦЕНИВАНИЯ: Каждое задание оценивается 1 баллом. Оценивание КИМ теоретического характера в целом: • «зачтено» – верно выполнено более 50% заданий; «не зачтено» – верно выполнено 50% и менее 50% заданий; • «отлично» – верно выполнено 85-100% заданий; «хорошо» – верно выполнено 70-84% заданий; «удовлетворительно» – верно выполнено 51-69% заданий; «неудовлетворительно» – верно выполнено 50% или менее 50% заданий. ЗАДАНИЯ ОТКРЫТОГО ТИПА 1. Система ввода/вывода (СВВ) компьютера - это Ответ: СВВ есть совокупность взаимосвязанных внутренних и внешних интерфейсов (шин), посредством которых все устройства объединены в единую систему. 2. СВВ компьютера предназначена для Ответ: передачи информации между устройствами ПК при реализации функций преобразования и хранения и связи этих устройств с периферийными устройствами (ПУ). 3. ПУ предназначены для Ответ: передачи информации между компьютером и внешним миром. ПУ выполняют преобразование информации внешнего мира (в различных формах) в электрические сигналы, воспринимаемые устройствами компьютера и обратное преобразование сигналов в формы, понятные объектам внешнего мира. 4. Основные классификационные признаки интерфейсов: Ответ: a. способ соединения компонентов (магистральный, радиальный, цепочечный, смешанный); b. способ передачи информации (параллельный, последовательный, параллельно-последовательный, последовательно-параллельный); c. принцип обмена информацией (асинхронный, синхронный, изохронный - цикл обмена повторяется через равные промежутки времени); d. режим передачи информации (дуплексный, полудуплексный, симплексный). 5. Приведите основные параметры интерфейсов Ответ: a. пропускная способность b. разрядность шины данных c. топология соединения d. длина линии связи e. наличие гальванической развязки f. возможность горячего подключения 6. Интерфейс - это Ответ: совокупность унифицированных технических и программных средств, используемых для сопряжения устройств в ВС или сопряжения между системами. 7. Интерфейс RS-232 - это Ответ: Интерфейс между терминалом данных и передающим оборудованием линии связи, применяющий последовательный обмен двоичными данными. 8. Интерфейс (стандарт) RS-485 - это Ответ: рекомендованный стандарт передачи данных по двухпроводному полудуплексному многоточечному последовательному симметричному каналу связи. 9. Перечислите достоинства интерфейса RS-485 Ответ: a. хорошая помехоустойчивость b. большая дальность связи c. простая реализация приемопередатчиков d. возможность широковещательной передачи e. однополярное питание 10. Что включено в стандарт RS-485? Ответ: RS-485 описывает только физический уровень; все проблемы обмена, синхронизации и квитирования возлагаются на более высокие протоколы (промышленные ModBus, ProfiBus, DP, DCON, DH-485 и др.) и программы, использующие RS-232. 11. Поясните принцип действия интерфейса "Токовая петля" Ответ: Принцип действия "Токовой петли" состоит в том, что информация от передатчика к приемнику передается не уровнями напряжения, а током, генерируемым источником тока на стороне передатчика или приемника. Благодаря этому обеспечивается высокая помехозащищенность канала связи. 12. В шине PCI реализована поддержка адресных пространств Ответ: a. памяти – 32 бит/64 бит (разрядность адреса определяется процессором); b. портов ВВ – 32 бит (процессоры х86 используют младшие 16 бит); c. конфигурации – 256 байт (для каждой функции устройства 13. Какую функцию выполняют линии интерфейса PCI С/ВЕ|3:0|#? Ответ: С/ВЕ|3:0|# - Command /Byte Enable – команда /код действительных байтов. По 4-х-разрядной шине в фазе адреса передается команда, определяющая тип текущего цикла, в фазе данных задается код выбора действительных байтов. 14. Каким образом обеспечивается надежность канала связи на шине PCI? Ответ: надежность канала связи обеспечивает протокол обмена, согласно которому инициатор на шине всегда получает информацию об отработке транзакции целевым устройством. 15. Что представляет из себя конфигурационное пространство шины PCI? Ответ: Физически конфигурационное пространство представляет собой набор регистров устройства PCI, т.е. реализовано аппаратно. Каждая функция устройства имеет своё конфигурационное пространство в 256 байт, с помощью которого ПО ПК определяет требования функции к аппаратным ресурсам и, если это возможно, выделяет их. 16. Что означают поля Vendor ID и Device ID в заголовке конфигурационного пространства шины PCI? Ответ: код производителя и код устройства соответственно. 17. Каким образом осуществляется доступ к пространству конфигурации устройства PCI? Ответ: для доступа к конфигурационному пространству a. используются регистры конфигурации адреса и данных с зарезервированными адресами b. доступ к пространству конфигурации возможен через PCI BIOS 18. Шина PCI Express (PCIe) - это Ответ: шина общего назначения, использующая программную модель шины PCI и высокопроизводительный физический протокол, основанный на последовательной передаче данных. В зависимости от модификации позволяет подключать различные ПУ: графические ускорители, накопители, сетевые карты, контроллеры USB и др. 19. Перечислите основные требования к СВВ 3-го поколения Ответ: a. универсальность b. производительность c. программная модель, совместимая с PCI d. низкая стоимость e. новые механические форм-факторы f. распределенное управление питанием 20. Укажите преимущества современных высокоскоростных последовательных шин перед параллельными Ответ: a. легкость масштабирования путем добавления линий b. проще обеспечить работу шины на высоких тактовых частотах c. проще реализовать горячее подключение и динамическую конфигурацию d. гибкая топология, надежные и предсказуемые соединения «точка-точка» e. экономичная миниатюризация и снижение сложности монтажа f. снижение требований к однородности, согласованию, равенству волновых сопротивлений проводников линии g. отсутствие дополнительных управляющих линий – перенос управления, контроля и исправления ошибок на логический уровень h. снижение электромагнитных наводок и потребляемой мощности за счет использования низковольтной дифференциальной пары i. возможность использования иных сред передачи сигнала КРИТЕРИИ ОЦЕНИВАНИЯ ОТКРЫТЫХ ВОПРОСОВ. «Отлично» (зачтено): Ответ полный, развернутый. Вопрос точно и исчерпывающе передан, терминология сохранена, студент превосходно владеет основной и дополнительной литературой, ошибок нет. «Хорошо» (зачтено): Ответ полный, хотя краток, терминологически правильный, нет существенных недочетов. Студент хорошо владеет пройденным программным материалом; владеет основной литературой, суждения правильны. «Удовлетворительно» (зачтено): Ответ неполный. В терминологии имеются недостатки. Студент владеет программным материалом, но имеются недочеты. Суждения фрагментарны. «Неудовлетворительно» (не зачтено): Не использована специальная терминология. Ответ в сущности неверен. Переданы лишь отдельные фрагменты соответствующего материала вопроса. Ответ не соответствует вопросу или вовсе не дан. Оценка сформированности компетенции ПК-8: Способен проводить регламентные работы на сетевых устройствах. ЗАДАНИЯ ЗАКРЫТОГО ТИПА 1. Функция автоконфигурации может быть реализована a. специальным ПО после загрузки операционной системы b. специальными операциями (циклами) конфигурационного чтения и записи c. аппаратно специальным узлом чипсета Ответ: b 2. Интерфейс RS-232 поддерживает передачу данных a. только попеременно в обоих направлениях b. только в одном направлении c. одновременно в обоих направлениях Ответ: с 3. на выходе передатчика RS-232 логической единице соответствует уровень сигнала a. от +5 до +15 вольт b. от -5 до -Uпит. вольт c. от -3 до -15 вольт Ответ: b 4. сколько СОМ-портов поддерживает ПК IBM PC? a. до 4-х b. число портов определяется наличием неиспользуемых линий аппаратных прерываний c. до 2-х Ответ: а 5. Сколько пакетов данных может содержаться в одной транзакции шины PCI? a. не более 8 b. не менее 16 c. число пакетов явно не указывается, но инициатор имеет программируемый таймер, задающий допустимое число тактов транзакции Ответ: с 6. Инициатор в фазе адреса выставляет на линии C/BE# шины PCI a. код действительных байтов b. дополнительную информацию, необходимую для адресации целевого устройства c. информацию о типе транзакции (команде) Ответ: с 7. двухадресный цикл на шине PCI используется для a. чтения/записи в порты ввода-вывода b. передачи 64-х-разрядного адреса c. адресации двух смежных ячеек памяти Ответ: b 8. сколько уровней ветвления (вложенности хабов), включая корневой, допускает стандарт USB 2.0? a. 3 b. 5 c. 4 Ответ: b 9. каково максимальное число устройств в сети USB 2.0, включая хаб хоста? a. 128 b. 127 c. 5 Ответ: а 9. сколько проводов в кабеле USB 2.0 используются для передачи данных? a. 4 b. 2 Ответ: b 10. каким образом хаб определяет факт подключения к нему USB-устройства? a. по току потребления порта, к которому подключили USB-устройство b. по уровням сигналов на D+ или D–, смещаемых резисторами 1,5 кОм c. получая пакет информации от USB-устройства Ответ: b 11. что такое дифференциальный сигнал на шине USB? a. это напряжение между линиями D+ и D– b. это напряжение между линиями D+ или D– и общим Ответ: а 12. каким образом аппаратно кодируются состояния линии на шине USB? a. дифференциальными сигналами b. линейными сигналами с. комбинациями дифференциальных и линейных сигналов плюс учет длительности и последовательности состояний Ответ: с 13. В методе NRZI каждому единичному (высокому) уровню данных на входе кодера шины USB соответствует уровень на его выходе a. высокий b. неизменный c. низкий d. инверсный входному Ответ: b 14. достоинство радиоинтерфейса Bluetooth, обеспечившее его широкое распространение, это a. малое потребление мощности b. нечувствительность трансиверов мобильных устройств к окружающей среде c. синхронизация часов устройств d. использование бесплатного, надёжного, повсеместно доступного, свободного от лицензирования радиодиапазона Ответ: d 15. дальность действия Bluetooth зависит от a. мощности передатчика b. номера канала c. метода передачи d. способа модуляции Ответ: а КРИТЕРИИ ОЦЕНИВАНИЯ: Каждое задание оценивается 1 баллом. Оценивание КИМ теоретического характера в целом: • «зачтено» – верно выполнено более 50% заданий; «не зачтено» – верно выполнено 50% и менее 50% заданий; • «отлично» – верно выполнено 85-100% заданий; «хорошо» – верно выполнено 70-84% заданий; «удовлетворительно» – верно выполнено 51-69% заданий; «неудовлетворительно» – верно выполнено 50% или менее 50% заданий. ЗАДАНИЯ ОТКРЫТОГО ТИПА 1. Перечислите проблемы внешних интерфейсов к середине 90-х годов Ответ: a. малое число подключаемых устройств (обычно 1) b. отсутствие горячего подключения/отключения; c. малое число портов (отсутствие свободных) d. отсутствие автоконфигурирования подключаемых устройств 2. Дайте понятие линии и канала шины PCI Express. Ответ: Линия – совокупность двух сигнальных пар; канал – совокупность одной или нескольких линий; канал должен поддерживать как минимум одну линию; для масштабирования полосы пропускания канал связи может группировать несколько линий. 3. Перечислите логические уровни в модели передачи данных шины PCI Express. Ответ: a. приложений b. транзакций c. канальный d. физический 4. Конфигурационное пространство шины PCI Express состоит из Ответ: двух областей: a. совместимой с PCI 2.3 – первые 256 байт b. расширенной – оставшееся пространство. 5. Интерфейс SATA - это Ответ: Интерфейс SATA (Serial ATA) — последовательный интерфейс обмена данными с накопителями информации. 6. Что такое спецификация SATA Express? Ответ: SATA Express объединяет ПО SATA и физический интерфейс PCI Express, позволяет создавать устройства, подключаемые к слотам PCI Express и совместимые с SATA-приложениями. SATAе использует 1-2 линии PCIе 2.0/3.0, обеспечивая скорость до 2 ГБ/с (PCIе 3.0) вместо 600 МБ/с для SATA 3.0, что дает возможность выпуска производительных и недорогих накопителей SSD и SSHD 7. Укажите проблемы внешних интерфейсов к середине 90-х годов, предопределившие появление интерфейса USB Ответ: a. малое число портов и малое число подключаемых устройств (обычно 1) b. предопределенное назначение портов c. использование портами дефицитного системного ресурса – аппаратных прерываний d. небольшая длина линии связи e. невозможность питания ПУ от внешнего интерфейса f. отсутствие горячего подключения/отключения g. отсутствие автоконфигурирования подключаемых устройств h. конструктивное несовершенство (большое число контактов, громоздкие кабеля и разъемы и т.д.) 8. Перечислите плюсы шины USB с точки зрения разработчиков и производителей Ответ: a. максимальная универсализация аппаратного и ПО b. использование в компьютерах всех платформ и модификаций c. создание устройств новых типов, интеграция с выпускаемыми d. высокая пропускная способность e. гибкий протокол смешанной передачи изохронных и асинхронных данных f. простота использования g. надёжность h. низкая себестоимость 9. Логическая архитектура (топология) шины USB представляет собой Ответ: звезду, т.е. хост может обратиться напрямую к любому устройству по его адресу; центром звезды является прикладное ПО хоста, вершинами – набор конечных точек (КТ) функций устройств, при этом прикладная программа обменивается информацией с каждой КТ. 10. Назовите три способа синхронизации при аппаратном кодировании данных шины USB Ответ: a. В начало каждого пакета данных вставлен синхробайт 80h – семь "0" и одна "1". Семь фронтов подряд надежно синхронизируют приёмник с началом пакета. b. Каждый "0"- бит данных дополнительно синхронизирует приёмник. c. Если в пакете шесть "1" подряд, чтобы не потерять синхронизацию, вставляют "0"- синхробит, который игнорируется как бит данных программным уровнем. 11. Какие типы передач данных поддерживаются в USB? Ответ: a. управляющие – для конфигурирования и управления b. изохронные – непрерывные в реальном времени (мультимедиа-данные) c. по прерываниям – одиночные пакеты небольшого размера (устройств ввода) d. массивов данных (сплошные) – большие пакеты данных (принтера, сканера) 12. Что такое конечная точка (КТ) устройства USB и какими параметрами характеризуется? Ответ: КТ реализуется как регистр микроконтроллера или блок данных в памяти размером несколько байт. Параметры КТ: a. номер b. полоса пропускания канала c. частота доступа к шине d. способ обработки ошибок e. размер пакета данных f. тип передачи g. направление передачи (для сплошного и изохронного обмена) 13. Структура протокола обмена на шине USB выглядит следующим образом Ответ: информация упаковывается в пакеты, пакеты образуют транзакции, из транзакций формируется кадр, поток кадров передается в линию связи. 14. Перечислите типы пакетов, используемых на шине USB Ответ: a. маркер b. пакет данных c. подтверждение d. специальный 15. В какой из версий USB реализован полнодуплексный обмен? Ответ: начиная со спецификации USB 3.0 и в последующих. 16. Приведите официальное назначение Bluetooth согласно спецификации на интерфейс Ответ: стандарт технологии беспроводной передачи данных малой мощности, использующий радиоволны на близком расстоянии. 17. Что такое метод передачи FHSS в Bluetooth? Ответ: метод расширения спектра со скачкообразной перестройкой частоты – устойчив к широкополосным помехам и замираниям сигнала, прост и недорог в реализации. Во избежание интерференции с другими устройствами, смена частоты происходит 1600 раз/сек. по псевдослучайному закону, известному передатчику и приемнику. 18. Bluetooth поддерживает следующие типы связей (каналов передачи данных) Ответ: синхронные связи типа «точка-точка» с установлением соединения - используются для передачи изохронного трафика (оцифрованного звука) и синхронного (аудио). Асинхронные связи без установления соединения - используются для передачи управляющей информации, реализуются по схеме «точка-множество точек» между ведущим и ведомыми устройствами пикосети Bluetooth. 19. По типу передаваемого сигнала видеоинтерфейсы делятся на Ответ: аналоговые – VGA, SVGA; цифровые – DVI, HDMI, Display Port, Thunderbolt 20. Назовите основные параметры видеоинтерфейсов Ответ: a. разрешение экрана [пкс] = (число точек в строке)×(число строк) b. глубина цвета - число цветов (градаций серого при черно-белом изображении) на пкс c. частота обновления экрана [Гц] (при построчной развертке). КРИТЕРИИ ОЦЕНИВАНИЯ ОТКРЫТЫХ ВОПРОСОВ. «Отлично» (зачтено): Ответ полный, развернутый. Вопрос точно и исчерпывающе передан, терминология сохранена, студент превосходно владеет основной и дополнительной литературой, ошибок нет. «Хорошо» (зачтено): Ответ полный, хотя краток, терминологически правильный, нет существенных недочетов. Студент хорошо владеет пройденным программным материалом; владеет основной литературой, суждения правильны. «Удовлетворительно» (зачтено): Ответ неполный. В терминологии имеются недостатки. Студент владеет программным материалом, но имеются недочеты. Суждения фрагментарны. «Неудовлетворительно» (не зачтено): Не использована специальная терминология. Ответ в сущности неверен. Переданы лишь отдельные фрагменты соответствующего материала вопроса. Ответ не соответствует вопросу или вовсе не дан. |
| 5.2. Темы письменных работ для проведения текущего контроля (эссе, рефераты, курсовые работы и др.) |
| Не предусмотрено |
| 5.3. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации |
| Промежуточная аттестация заключается в проведении в конце семестра экзамена по всему изученному курсу. Экзамен проводится в устной форме по билетам. В билет входит 2 вопроса теоретического характера. К промежуточной аттестации допускаются студенты, получившие зачет по лабораторному практикуму. Вопросы к экзамену по дисциплине «Интерфейсы периферийных устройств»: 1. Стандартный интерфейс. Основные принципы передачи информации, принцип подчиненности. 2. Функциональная схема организации передачи информации. 3. Классификация интерфейсов. Характеристики интерфейсов. 4. Функциональная схема порта (регистра) В/В. 5. Принципы организации последовательной связи: формат асинхронной посылки, режимы, ошибки передачи. 6. Интерфейс RS-232: назначение, обозначения устройств, характеристики, достоинства и недостатки, реализация. протокол асинхронного обмена данными. 7. Аппаратная реализация СОМ-портов (микросхемы UART: свойства, логическая организация, назначение регистров). 8. Интерфейс RS-485: назначение, основные характеристики, достоинства и недостатки, физическая реализация. 9. Преимущества RS-485 относительно RS-232, схемы формирования сигналов передатчиков RS-232 и RS-485. 10. Структурная схема преобразователя RS-232 – RS-485. Расширение возможностей RS-485. 11. Шина PCI: назначение, версии, особенности, основные характеристики, физическая реализация. Шина PCI в современных чипсетах. 12. Протокол обмена шины PCI. 13. Циклы (команды) шины PCI. 14. Конфигурационное пространство шины PCI: назначение, свойства, физическая реализация. 15. Шина PCI – Express: назначение, версии, причины разработки, основные характеристики, место шины в современных чипсетах, физическая реализация. 16. Физическая и логическая топологии шины PCI – Express. 17. Шина PCI – Express: логические уровни, передача данных по уровням. 18. Шина PCI – Express: особенности физического уровня. 19. Структура конфигурационного пространства шины PCI – Express. 20. Интерфейс SATA: назначение, версии, основные характеристики, физическая реализация. 21. Интерфейс SATA Express: основные особенности, протокол NVM Express. 22. Интерфейс SATA Express: логические уровни передачи данных. 23. Интерфейс SAS: назначение, версии, особенности, основные характеристики, физическая реализация. 24. Отличия интерфейса SAS от SCSI и SATA. 25. Интерфейс SAS: стек протоколов — логические уровни передачи данных (можно пользоваться готовым рис.). 26. Шина USB: предпосылки разработки, версии, основные технические характеристики. 27. Шина USB: физическая и логическая архитектуры. 28. Шина USB: понятие аппаратного интерфейса (кодирование состояний линии, примеры). 29. Шина USB: структура протокола обмена. 30. Шина USB: логические уровни, передача данных по уровням. 31. Спецификация USB OTG: назначение, особенности, типы устройств, смена ролей устройств. 32. Интерфейс Bluetooth: назначение, требования к стандарту, версии, основные характеристики. 33. Интерфейс Bluetooth: метод передачи FHSS. 34. Сети Bluetooth 1.х, 2.0. 35. Типы связей (каналов передачи данных) Bluetooth. 36. Стек протоколов Bluetooth (можно пользоваться готовым рис.), уровни передачи данных. 37. Особенности спецификаций Bluetooth 3.0 ÷5.0. Профили Bluetooth. 38. Видеоинтерфейсы. Назначение. Основные параметры. Типы видеосигналов. Преимущества цифровых видеоинтерфейсов над аналоговыми. 39. Интерфейсы DVI. Назначение, разновидности, параметры. 40. Интерфейсы HDMI и DisplayPort. Назначение, версии, параметры. |
| 6.1. Рекомендуемая литература | ||||
| 6.1.1. Основная литература | ||||
| Авторы | Заглавие | Издательство, год | Эл. адрес | |
| Л1.1 | Хартов В.Я. | Микропроцессорные системы: учеб. пособие для вузов | М.: Академия, 2010 | |
| Л1.2 | Авдеев В.А. | Периферийные устройства: интерфейсы, схемотехника, программирование: учебное пособие | М.: ДМК Пресс, 2009 | https://e.lanbook.com/book/1087 |
| 6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет" | ||||
| Название | Эл. адрес | |||
| Э1 | ЭБС издательства "Лань" | e.lanbook.com/books/ | ||
| Э2 | Государственная публичная научно-техническая библиотека | www.gpntb.ru/ | ||
| Э3 | Российская национальная библиотека | www.nlr.ru/ | ||
| Э4 | Национальная электронная библиотека | www.nns.ru/ | ||
| Э5 | Российская государственная библиотека | www.rsl.ru/ | ||
| Э6 | Учебный центр компьютерных технологий «Микроинформ» | www.microinform.ru/ | ||
| Э7 | Центр компьютерного обучения МГТУ им. Н.Э.Баумана | www.tests.specialist.ru/ | ||
| Э8 | Образовательный сайт | www.intuit.ru/ | ||
| Э9 | Единое окно доступа к образовательным ресурсам | www.window.edu.ru/ | ||
| Э10 | Журнал «Открытые системы» | www.osp.ru/ | ||
| Э11 | Библиотека учебной и методической литературы | www.ihtika.lib.ru/ | ||
| Э12 | Курс на портале | portal.edu.asu.ru | ||
| 6.3. Перечень программного обеспечения | ||||
| Mozila FireFox Условия использования: https://www.mozilla.org/en-US/about/legal/eula/ Chrome Условия использования: http://www.chromium.org/chromium-os/licenses Open Office – Условия использования по ссылке http://www.openoffice.org/license.html 7-Zip – Условия использования по ссылке http://www.7-zip.org/license.txt Acrobat Reader DC – Условия использования по ссылке http://wwwimages.adobe.com/content/dam/Adobe/en/legal/servicetou/Acrobat_com_Additional_TOU-en_US-20140618_1200.pdf Microsoft WindowsMicrosoft Office 2010 (Office 2010 Professional, № 4065231 от 08.12.2010), (бессрочно); Microsoft Windows 7 (Windows 7 Professional, № 61834699 от 22.04.2013), (бессрочно); Chrome (http://www.chromium.org/chromium-os/licenses), (бессрочно); 7-Zip (http://www.7-zip.org/license.txt), (бессрочно); AcrobatReader (http://wwwimages.adobe.com/content/dam/Adobe/en/legal/servicetou/Acrobat_com_Additional_TOU-en_US-20140618_1200.pdf), (бессрочно); ASTRA LINUX SPECIAL EDITION (https://astralinux.ru/products/astra-linux-special-edition/), (бессрочно); LibreOffice (https://ru.libreoffice.org/), (бессрочно); Веб-браузер Chromium (https://www.chromium.org/Home/), (бессрочно); Антивирус Касперский (https://www.kaspersky.ru/), (до 23 июня 2024); Архиватор Ark (https://apps.kde.org/ark/), (бессрочно); Okular (https://okular.kde.org/ru/download/), (бессрочно); Редактор изображений Gimp (https://www.gimp.org/), (бессрочно) | ||||
| 6.4. Перечень информационных справочных систем | ||||
| 1 Федеральная служба государственной статистики РФ [Электронный ресурс]. - Электронные данные. - Режим доступа: http://www.gks.ru/. 2 Федеральный портал по научной и инновационной деятельности [Электронный ресурс]. - Электронные данные. - Режим доступа: http://www.sci-innov.ru/. 3 Научная и учебно-методическая литература [Электронный ресурс]. - Электронные данные. - Режим доступа: http://www.intuit.ru. 4 Научный журнал «Вестник Российской академии естественных наук» [Электрон-ный ресурс]. - Электронные данные. - Режим доступа: http://www.ras.ru/publishing/rasherald/rasherald_archive.aspx. 5 Научный журнал «Интеграл» [Электронный ресурс]. - Электронные данные. – Ре-жим доступа: http://www.portalnano.ru/read/databases/publication/journal_integral. 6 Научный журнал «Инновации» [Электронный ресурс]. - Электронные данные. – Режим доступа: http://ojs.innovjoum.ru/index.php/innov 7 Научный журнал «Информатика и системы управления» [Электронный ресурс]. – Электронные данные. - Режим доступа: http://ics.khstu.ru/ 8 Научный журнал «Информационные системы и технологии» [Электронный ре-сурс]. - Электронные данные. - Режим доступа: http://gu-unpk.ru/science/joumal/isit 9 Научный журнал «Информационные технологии» [Электронный ресурс]. - Элек-тронные данные. - Режим доступа: http://novtex.ru/IT/ 10 Научный журнал «Нейрокомпьютеры: разработка, применение» [Электронный ре-сурс].-Электронные данные. – Режим доступа: http://www.radiotec.ru/catalog.php?cat=jr7 11 Научный журнал «Программные продукты и системы» [Электронный ресурс]. - Электронные данные. – Режим доступа: http://www.swsys.ru/ 12 Электронная библиотечная система Алтайского государственного университета (http://elibrary.asu.ru/); | ||||
| Аудитория | Назначение | Оборудование |
|---|---|---|
| 001вК | склад экспериментальной мастерской - помещение для хранения и профилактического обслуживания учебного оборудования | Акустический прибор 01021; виброизмеритель 00032; вольтметр Q1202 Э-500; вольтметр универсальный В7-34А; камера ВФУ -1; компьютер Турбо 86М; масспектрометр МРС -1; осциллограф ЕО -213- 2 ед.; осциллограф С1-91; осциллограф С7-19; программатор С-815; самописец 02060 – 2 ед.; стабилизатор 3218; терц-октавный фильтр 01023; шкаф вытяжной; шумомер 00026; анализатор АС-817; блок 23 Г-51; блок питания "Статрон" – 2 ед.; блок питания Ф 5075; вакуумный агрегат; весы; вольтметр VM -70; вольтметр В7-15; вольтметр В7-16; вольтметр ВУ-15; генератор Г-5-6А; генератор Г4-76А; генератор Г4-79; генератор Г5-48; датчик колебаний КВ -11/01; датчик колебаний КР -45/01; делитель Ф5093; измеритель ИМП -2; измеритель параметров Л2-12; интерферометр ИТ 51-30; источник "Агат" – 3 ед.; источник питания; источник питания 3222; источник питания ЭСВ -4; лабораторная установка для настройки газовых лазеров; лазер ЛГИ -21; М-кальк-р МК-44; М-калькул-р "Электроника"; магазин сопротивления Р4075; магазин сопротивления Р4077; микроскоп МБС -9; модулятор МДЕ; монохроматор СДМС -97; мост переменного тока Р5066; набор цветных стекол; насос вакумный; насос вакуумный ВН-01; осциллограф С1-31; осциллограф С1-67; осциллограф С1-70; осциллограф С1-81; осциллоскоп ЕО -174В – 2 ед.; пентакта L-100; пирометр "Промень"; пистонфон 05001; преобразователь В9-1; прибор УЗДН -2Т; скамья оптическая СО 1м; спектограф ДФС -452; спектограф ИСП -51; стабилизатор 1202; стабилизатор 3217 – 4 ед.; стабилизатор 3218; стабилизатор 3222 – 3 ед.; станок токарный ТВ-4; усилитель мощности ЛВ -103 – 4 ед.; усилитель У5-9; центрифуга ВЛ-15; частотомер Ч3-54А; шкаф металлический; эл.двигатель; электродинамический калибратор 11032 |
| 203К | лаборатория цифровой обработки сигналов - учебная аудитория для проведения занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических); проведения групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации | Учебная мебель на 12 посадочных мест; рабочее место преподавателя; доска меловая 2 шт.; компьютеры: марка компьютер Парус модель 945 MSI - 12 единиц; коммутатор D-LINK; методические указания по выполнению лабораторной работы по дисциплине "Нейроинформационные технологии": алгоритм обратного рассеяния; обучение без учителя; персептрон; Сети Хопфилда и Хемминга. |
| Учебная аудитория | для проведения занятий лекционного типа, занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических), групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации, курсового проектирования (выполнения курсовых работ), проведения практик | Стандартное оборудование (учебная мебель для обучающихся, рабочее место преподавателя, доска) |
| Помещение для самостоятельной работы | помещение для самостоятельной работы обучающихся | Компьютеры, ноутбуки с подключением к информационно-телекоммуникационной сети «Интернет», доступом в электронную информационно-образовательную среду АлтГУ |
| Методические указания по выполнению лабораторных работ размещены на рабочих станциях лаборатории цифровой обработки сигналов ауд.203К. |