Transcript Podstawowe elementy komputera c.d.
Slide 1
Podstawowe elementy
komputera
Pamięć masowa, Stacje dysków:
dyskietki, dyski twarde
dyski MO, streamery, dyski optyczne,
Urządzenia WE/WY
(klawiatury, drukarki, plotery, myszki, skanery)
Modemy
Slide 2
Podstawowe elementy komputera – pamięć masowa, urządzenia WE/WY
•
Spis treści:
3 PAMIĘĆ MASOWA 4 Dyski elastyczne - dyskietki 5 Dyskietki (FD)
6 Fizyczna organizacja danych na dyskietkach 7 Logiczna struktura danych
8 Oznaczenia spotykane na dyskietkach
9 DYSKI TWARDE/STAŁE (typu Winchester)
10 Dysk twardy 11Najważniejsze parametry techniczne dysków twardych , 12 Dyski twarde c.d.
13 Przykładowe parametry użytkowe starego dysku o pojemności, 14 Historia dysków twardych
15 Ochrona dysku twardego 16 Dyski magnetooptyczne (MO)
17 Streamery - napędy taśmowe 18 Dyski optyczne 19 Uniwersalny dysk cyfrowy, czyli DVD
20 Podobieństwa DVD do standardowego CD 21 DVD, Blu-ray Disc 22Regiony Blu-Ray
23URZĄDZENIA WE/WY KLAWIATURA 24 Klawiatury c.d. 25 Połączenie klawiatury z komputerem
26 DRUKARKI 27 Podstawowe rodzaje drukarek
28 Plotery 29 Rodzaje ploterów
30 Myszki 31 Połączenie myszy
32 Skanery
33 Modemy 34 Podział modemów 35 Modemy przy użyciu linii telefonicznych
36 Modemy otaczają nas 37 Jak podłączyć modem do linii telefonicznej?
38 Protokoły i standardy, transmisje 39 Podstawowe pojęcia związane z działaniem modemów
40 Modulacje 41Budowa i zasada działania modemu
42 Specyfikacje norm - protokoły i standardy CCTITT
Slide 3
PAMIĘĆ MASOWA
Pamięć masowa:
dyski elastyczne - rodzaje dyskietek,
dyski twarde: interfejsy IDE/EIDE, SCSI.
Inne urządzenia pamięci:
dyski MO,
CDROM, DVD,
streamery
Slide 4
Dyski elastyczne - dyskietki
• Dysk elastyczny (Floppy Disk) , czyli popularna dyskietka. Jest to
krążek wykonany z giętkiego tworzywa sztucznego, pokryty warstwą
materiału magnetycznego w postaci tlenku żelaza lub tlenku chromu.
Grubość krążka z folii jest mniejsza niż 0,1 mm, a grubość warstwy
magnetycznej wynosi tylko 0,0025mm (mniej niż grubość ludzkiego
włosa). Ze względu na niebezpieczeństwo zabrudzenia nośnika, dysk
zamyka się w specjalnej obudowie, w której może się obracać. Rodzaje
i wielkość obudowy zależą od średnicy nośnika, która najczęściej
wynosi 3,5" i 5,25".
W najbardziej rozpowszechnionych komputerach używano dyskietek o
pojemnościach 360 KB, 720 KB, 1.2 MB i 1.44 MB. Informacja na
dyskietkach może być zapisana z pojedynczą gęstością (Single
Density, SD), z podwójną gęstością (Double Density, DD) lub z
wysoką (HD).
Często gęstość zapisu podawana jest w bitach na cal (bits per inch,
BPI). Dyski mogą być jednostronne (Single Sided, SS) lub 2-stronne
(Double Sided, DS). Następnym parametrem dyskietek jest gęstość
zapisu ścieżek na cal (Track Per Inch, TPI). Z reguły na dyskietkach
5.25" można zapisać 48 lub 96 TPI. Dyskietka elastyczna 3.5" w
odróżnieniu od dysków 5.25" ma sztywną osłonę z tworzywa
sztucznego, okienko dostępu głowicy jest zasłonięte metalową
przesłoną, która podczas wkładania dyskietki do napędu automatycznie
przesuwa się.
Slide 5
Dyskietki (FD)
• dyskietki z krążkiem magnetycznym o średnicy 5.25 cala
umieszczonym w giętkiej plastikowej, kwadratowej kopercie o
boku 13 cm i grubości 1 mm.
Z boku dyskietki wycięcie do blokady zapisu (zaklejenie).
Otwór indeksowy służy do identyfikacji początku ścieżki.
• dyskietki o średnicy 3.5 cala, chronione plastykową oprawą w
kształcie prostokąta 89*93 mm i grubości ok. 3 mm.
Otwór zabezpieczający przed zapisem jest wyposażony w
specjalny przełącznik, którym można go zasłaniać i odsłaniać:
otwór zasłonięty - zapis dozwolony.
Szczelina dyskietek 3.5" ukryta jest za metalową osłoną.
Zwiększa to bezpieczeństwo danych i osłania krążek
magnetyczny przed kurzem
Slide 6
Fizyczna organizacja danych na dyskietkach
• Dane na dyskietce są zapisane w pewien zorganizowany
sposób. Nośnik jest podzielony na kilkadziesiąt ścieżek (track),
standardowo 40 lub 80.
Ścieżka jest okręgiem, z którego głowica może odczytać informacje
nie przesuwając się wzdłuż promienia nośnika, a jedynie obracając
nośnik.
Ścieżki dzielą się na mniejsze jednostki zwane sektorami (sector).
Na ścieżce może być od 8 do 36 sektorów, w zależności od typu
dysku.
Oprócz sektorów, na ścieżce są zapisane dane pomocnicze, m.in.
pole początku ścieżki (BOT - Beginning of track) i jej końca (EOT).
Sektor jest najmniejszą jednostką informacji, jaką można odczytać z
dyskietki. Z punktu widzenia systemu operacyjnego ma 512 bajtów,
ale fizycznie ma 654 B. Te dodatkowe 142 B to miejsca, w których
zapisane są dane potrzebne do korekcji błędów i inne, z których
korzysta kontroler dysków. Numer 0 ma ścieżka położona najbliżej
osi obrotu dyskietki.
Wszystkie ścieżki o tych samych numerach tworzą jednostkę zwaną
cylindrem.
Slide 7
Logiczna struktura danych
•
•
•
•
W pierwszym sektorze dysku (cylinder 0, strona 0, sektor 1, lub przy numerowaniu względnym
sektorów - sektor 0) znajduje się tzw. rekord ładujący, czyli boot-sektor. W tym sektorze
zapisane są wszystkie informacje o fizycznej i logicznej budowie dysku oraz krótki program,
zajmujący się ładowaniem systemu operacyjnego z dysku. Po uruchomieniu komputera i
zakończeniu wszystkich procesów testujących, BIOS komputera przekazuje sterowanie temu
programowi. Jeżeli na dysku nie ma systemu operacyjnego, to ten programik z boot-sektora
wypisuje na ekranie tekst "Non system disk or disk error".
Sektor jest podstawową fizyczną jednostką alokacji, a jego odpowiednikiem logicznym jest
klaster (cluster), inaczej "zbitka", JAP (Jednostka Alokacji Pliku). Klaster może składać się z 1
lub kilku sektorów (2, 4, 6, 8, 16..), ale na dyskietkach występują tylko klastery jedno i
dwusektorowe.
Informacja o tym, które klastery i w jakiej kolejności składają się na plik, zapisana jest w tzw.
tablicy alokacji plików - FAT (File Allocation Table). Tablica FAT jest zawsze zapisana w stałym
miejscu na dysku, zaraz po boot-sektorze. Są tu również informacje o położeniu ewentualnych
uszkodzeń nośnika. Uszkodzenie tablicy FAT może spowodować utratę danych na dyskietce, więc
dla bezpieczeństwa system operacyjny zapisuje 2 kopie tej tablicy. W dyskietkach numery
klasterów w tablicy FAT są zapisane za pomocą liczb 12-bitowych, co ogranicza maksymalną
liczbę klasterów do 4096 - FAT12.
Następną strukturą logiczną istniejącą na dysku jest pole opisu katalogu. W tym polu są
zapisane informacje o nazwie pliku, jego początku, długości, dacie utworzenia i atrybutach. Pole
opisu katalogu głównego jest na stałe zapisane na dysku tuż po tablicy FAT i ma stałą długość,
określoną podczas formatowania, co jest dla użytkownika ograniczeniem: w głównym katalogu
dysku można zapisać tylko pewną, określoną liczbę plików. Dla dyskietek 3.5" liczba ta wynosi
224. Pola opisu podkatalogów są przez system traktowane jak zwykłe pliki, więc mogą znajdować
się w dowolnych miejscach na dysku i mieć dowolną długość.
Slide 8
Oznaczenia spotykane na dyskietkach
–
–
–
–
–
–
DS - double side - dwustronne
SS – single side - jednostronne, obecnie prawie nie spotyka się.
DD lub 2D- double density - podwójna gęstość
HD - High Density - wysoka pojemność
ED - Extra Density
MF - Micro Floppy
• Dyskietki 5.25"
– DS DD lub MD2S/DD (dwustronne, podwójna gęstość) - 360KB
– DS HD lub MD2/HD (dwustronne, wysoka pojemność, gęstość) 1.2MB
• Dyskietki 3.5"
– DS DD lub MF2-DD - 720 KB
– DS HD lub MF2-HD - 1.44MB
– MF2-VHD - 2.88MB (w Polsce prawie nie spotykane).
Slide 9
DYSKI TWARDE/STAŁE (typu Winchester)
• Dysk stały jest obecnie najbardziej popularnym rodzajem masowej
pamięci zewnętrznej o dużej pojemności. Jest urządzeniem bardzo
precyzyjnym i wrażliwym na wstrząsy, uderzenie oraz inne
uszkodzenia mechaniczne.
•
•
Najważniejsze parametry dysku stałego: pojemność (GB), czas dostępu,
szybkość transmisji, niezawodność (liczba godzin bezawaryjnej pracy MTBF).
Producentami dysków odpowiedniej jakości są takie firmy jak: Quantum,
Fujitsu, Western Digital, Samsung, Seagate.
Dysk twardy składa się z kilku (najczęściej 2 do 8) sztywnych krążków
wykonanych z aluminium z naniesioną warstwą materiału magnetycznego.
Do każdego krążka przydzielone są 2 głowice: z góry i z dołu, poruszające
się do środka dysku i na zewnątrz.
Wszystkie dyski są umieszczone współosiowo i wprawione w ruch obrotowy
przez cały czas działania komputera.
Najpopularniejsze są dyski IDE/EIDE i SCSI (skazi).
Slide 10
Dysk twardy
• Dysk twardy (hard disk drive)– jeden z typów urządzeń pamięci
masowej, wykorzystujących nośnik magnetyczny do
przechowywania danych.
• Pojemność dysków wynosiła od 5 MB (przez 10MB, 20MB i 40MB w
komputerach klasy XT 808x i 286) a obecnie do do 2 TB
(TB=1012 bajtów = 1024 GB)
• Kilka dysków twardych można łączyć w macierz dyskową
(zawierające od kilku do kilkuset dysków fizycznych, które
pogrupowane są w kilka do kilkudziesięciu grup RAID), dzięki czemu
można zwiększyć niezawodność przechowywania danych, dostępną
przestrzeń na dane, zwiększyć szybkość odczytu/zapisu.
Slide 11
Najważniejsze parametry techniczne dysków twardych
• pojemność (MB, GB, TB)
• liczba głowic odczytu/zapisu (od 4 do kilkunastu)
• liczba cylindrów (od 615 do kilku tysięcy) - ścieżki o tych samych
numerach na powierzchniach roboczych dysków
• średni czas dostępu (zwykle kilkadziesiąt milisekund) - na średni
czas dostępu (Average Access Time) składają się 2 elementy: średni
czas poszukiwania potrzebny do umieszczenia głowicy na wybranym
cylindrze (Average Seek Time) oraz opóźnienie rotacyjne potrzebne
do umieszczenia głowicy nad odpowiednim sektorem (Rotational
Latency), które przy szybkości dysków 3600 obr/min wynosi ok. 8
milisekund
• prędkość obrotowa dysku (kilka tysięcy obrotów/min lub więcej)
• prędkość transmisji danych (kilka-kilkadziesiąt MB/s)
• zasilanie (+12V, +5V)
Slide 12
•
•
Dysk twardy składa się z kilku (najczęściej 2 do 8) sztywnych krążków
wykonanych z aluminium z naniesioną warstwą materiału magnetycznego.
Do każdego krążka przydzielone są 2 głowice: z góry i z dołu, poruszające się
do środka dysku i na zewnątrz.
Wszystkie dyski są umieszczone współosiowo i wprawione w ruch obrotowy
przez cały czas działania komputera.
Obecnie najpopularniejsze są dyski IDE/EIDE i SCSI (skazi).
Dawniej stosowane były inne systemy np. MFM, ale ze względu na małe
upakowanie danych zostały zaniechane.
Dyski ze sterownikiem IDE maja pojemności 20MB do 500MB, a czas dostępu
od 25ms do 12 ms. Są stosunkowo tanie, koszt sterownika jest pomijany.
Dyski typu SCSI są droższe, pozwalają na przechowywanie dużych ilości danych
i mają krótszy czas dostępu. Są drogie i nie można pominąć kosztów
sterownika SCSI.
W systemie mogą być zainstalowane przy jednym złączu jednocześnie 2 dyski
twarde (w EIDE są 2 złącza), ale nie wszystkie muszą ze sobą współpracować.
Nawet jeśli 2 pochodzą z tej samej firmy, jeden może zakłócać pracę drugiego.
Pojemności: 10MB, 20MB, 50MB, 80MB, 120MB,.. 270MB, 340MB, 420MB,
540MB...20 GB.
Slide 13
Przykładowe parametry użytkowe starego dysku
o pojemności 20MB
– ilość powierzchni (głowic): 4
– ilość ścieżek/powierzchnię: 615
– ilość sektorów/ścieżkę: 17
– pojemność sektora: 512 B
• Ścieżki o tym samym numerze na wszystkich
powierzchniach (tu 4) tworzą cylinder.
Sektor - podstawowa jednostka zapisu na dysku,
tworzona podczas formatowania; zwykle zawiera 512
bajtów. W przypadku wykrycia błędów odczytu cały
sektor jest zaznaczany jako błędny - bad sector.
Slide 14
Historia dysków twardych
•
•
•
•
•
•
•
4 września 1956 firma IBM skonstruowała pierwszy 20-calowy dysk twardy o nazwie RAMAC 350 w komputerze IBM 305
RAMAC.
W 1983 pojawiły się komputery IBM PC/XT z dyskami 5 i 10 MB
W 1984 firma Seagate wypuściła na rynek pierwszy dysk 5.25 cala ST-506 o pojemności 5 MB.
W 1986 został opracowany kontroler IDE (Integrated Drive Electronics).
W 1987 rozpoczęła się era dysków 3.5 cala
W 2003 dysk twardy w typowym stanowisku pracy mógł zgromadzić od 60 do 500 GB danych, obracać się z prędkością 5400
do 10 000 obrotów na minutę (taka prędkość obrotowa jest możliwa dzięki zastosowaniu łożyskowania FDB) i mieć średnią
prędkość przesyłu danych na zewnątrz na poziomie 30 MB/s.
W serwerach i wydajnych stacjach roboczych stosowane były dyski SCSI o prędkościach obrotowych na poziomie 15.000
obrotów na minutę.
W 2006 dzięki technologii zapisu prostopadłego możliwe jest przetrzymywanie na dysku ponad 1 TB danych.
Standardem staje się złącze SATA (Serial Advanced Technology Attachment,
Serial ATA – szeregowa magistrala komputerowa, opracowana i certyfikowana przez SATA),
i SAS (Serial Attached SCSI - interfejs komunikacyjny, będący następcą SCSI) oraz technologia optymalizacji odczytu NCQ.
•
•
W 2008 pojawiły się dyski SSD (Solid State Drive, rzadko Solid State Disk– urządzenie pamięci masowej, służące do
przechowywania danych, zbudowane w oparciu o pamięć typu flash.)
Na początku 2009 wyprodukowane zostały dyski o pojemność 2 TB.
Pojawiły się wersje dysków Green, czyli ekologicznych o dynamicznej zmianie prędkości obrotowych.
Rozwijany jest standard SATA 3 na potrzeby dysków SSD.
Slide 15
Ochrona dysku twardego
• ochrona napędu: przestrzeganie odstępu czasu min >10
sekund od wyłączenia komputera do ponownego
załączenia
• nie przesuwać komputera włączonego - dyski są wrażliwe
na wstrząsy, szczególnie podczas pracy
• Obsługa dysku twardego wymiennego:
Podczas wkładania i wyjmowania twardego dysku,
komputer musi być wyłączony!. W przeciwnym wypadku
może zostać uszkodzony dysk jak i komputer!
• nie palić papierosów przy komputerze
Slide 16
Dyski magnetooptyczne (MO)
•
•
•
•
Dyski MO są wykonane ze szkła lub tworzywa sztucznego pokrytego specjalnym nośnikiem
magnetycznym. Całość jest umieszczona w 3.5", szczelnej kopercie z tworzywa sztucznego.
Obudowa podobna do obudowy zwykłych dysków magnetycznych 3,5", z tą różnicą, że
koperta dysków MO jest 2x grubsza. Wykonuje się też dysko MO 5.25", ale są one rzadko
stosowane.
Zapis i odczyt informacji na dyskach MO odbywa się za pomocą głowicy magnetycznej i
promienia lasera. Głowica zapisująca-odczytująca nie styka się bezpośrednio z wirującym
nośnikiem magnetycznym i jest umieszczona w pewnej odległości od niego. Generowane i
odbierane przez nią pole magnetyczne obejmuje na raz kilka ścieżek i jest zbyt słabe aby
przemagnesować nośnik lub odebrać sygnał przemagnesowania. Odpowiednia ścieżka
wybierana jest silnym promieniem lasera, który podgrzewając wybrane miejsce powoduje
zmianę własności nośnika pozwalając na przemagnesowanie lub odebranie sygnału
przemagnesowania przez głowicę.
Dyski MO są odporne na wpływ obcego pola magnet. oraz wysoką i niską temperaturę. Nie są
też tak bardzo wrażliwe na zanieczyszczenia, jak zwykłe dyskietki, ponieważ głowica nie styka
się z nośnikiem. Pojemność dysków MO: 128, 230, 650 lub 1350 MB. Wadą jest wysoka cena
dyskietek MO, a przede wszystkim napędu. Głównym zastosowaniem jest archiwizacja
danych. Można je też używać do przenoszenia dużych partii danych między komputerami.
Dyski MO są fabrycznie podzielone na sektory i ścieżki, których nie da się zmienić. Należy
więc wybierać dysk sformatowany odpowiednio do systemu operacyjnego.
Slide 17
Streamery - napędy taśmowe
•
•
•
•
Napęd taśmowy (streamer) – urządzenie do przenoszenia danych z systemów komputerowych na
taśmę magnetyczną w celu archiwizacji. Obecnie najbardziej popularne napędy wykorzystują taśmy
umieszczone w specjalnych kasetach.
Kasety mieszczą nawet do kilkuset gigabajtów danych. Dodatkowo większość z napędów
wykorzystuje kompresję, dzięki czemu możliwe jest zmieszczenie większej ilości danych. Streamery
wykorzystują cyfrową technikę zapisu danych.
Są one wykorzystywane głównie do archiwizacji danych i nie nadają się do przenoszenia danych
między komputerami z powodu długiego czasu dostępu i odczytu danych.
Napędy różnicuje się ze względu na typ taśmy stosowanej w napędzie.
Wyróżnia się m.in. napędy:
–
–
–
–
–
•
•
DDS (Digital Data Storage),
DLT (Digital Linear Tape)
LTO (Linear Tape-Open),
AIT (Advanced Intelligent Tape)
QIC (Quarter Inch Cartridge)
Napędy taśmowe, ze względu na raczej profesjonalne zastosowanie, zazwyczaj wyposażane były w
interfejs SCSI, a obecnie również w interfejsy sieciowe
(Fibre-Channel), stając się częścią sieci SAN.
Nazwa QIC pochodzi stąd, że w tych streamerach stosuje się kasety z taśmą o szerokości 1/4 cala
(Quarter Inch Cartridge). Metoda zapisu i odczytu danych opiera się na technologii
wykorzystywanej w zwykłych, popularnych magnetofonach. Dane są tu jednak zapisywane na kilku
ścieżkach jednocześnie, na całej szerokości taśmy, są specjalne kasety. Napędy QIC są stosunkowo
tanie, ale kasety dużo bardziej skomplikowane i droższe od kaset DAT. W urządzeniach QIC nie jest
stosowany żaden kod korekcji błędów, tak, że można nie odczytać fragmentu zapisanych danych.
Nie umieszcza się kodu lokalizacji danych, czas dostępu jest więc długi (przewijanie taśmy zajmuje
dużo czasu).
Slide 18
Dyski optyczne
•
•
•
Dysk optyczny to jeden z rodzajów nośników informacji używany w systemach komputerowych do zapisu danych.
Dysk optyczny jest płaskim, plastikowym krążkiem pokrytym materiałem, na którym mogą być zapisywane bity informacji
w postaci fragmentów dobrze i słabo odbijających wiązkę światła.
Odczyt danych następuje poprzez oświetlenie promieniem lasera.
Dane są zapisane sekwencyjnie na ciągłej, spiralnej ścieżce od środka dysku na zewnątrz.
Do zapisu informacji bardzo często stosuje się dyski optyczne CD-ROM.
Napęd CD-ROM, służący do odczytywania dysków optycznych, charakteryzujących się jednokrotnym, trwałym zapisem.
Podstawowym parametrem charakteryzującym CD-ROM jest szybkość transferu informacji wyrażona jako wielokrotność 150
KB/s, która określa standard odczytu płyt muzycznych.
Np. CD-ROM "32x" odczytuje informacje z prędkością max 32x150 KB/s = 4800 KB/s.
Dyski optyczne odczytywane są wiązką światła laserowego.
Dzielą się na dyski:
•
•
•
– CD-R - tylko do odczytu - informacja została zapisana raz (WORM - write once, read many) i nie można jej zmieniać
– CD-RW (read write) - dyski można odczytywać i zapisywać
Zalety dysków CD-ROM:
– duże pojemności - rzędu 650-700 MB, czyli tyle co np. 470 dyskietek 3.5"; jeden dysk może pomieścić ok. 300 tys stron
maszynopisu, 3 tomy encyklopedii lub kilkanaście tysięcy rysunków
– praktycznie nie zużywają się w trakcie odczytu informacji, są dość odporne na uszkodzenia, zapewniają długi czas
przechowywania
– są proste w użyciu jak dyskietki magnetyczne, bo nie są na stałe wbudowane do mechanizmu napędowego
Wady:
– są wolniejsze od dysków twardych
– CD-R pozwalają na jednokrotny zapis informacji
Podstawowe parametry charakteryzujące napędy CD-ROM:
–
–
średni czas dostępu do informacji - 200-500 ms (dysk twardy - kilkanaście ms)
szybkość transferu informacji - 150-500 KB/s, w nowszych więcej - zależna od prędkości obrotów nośnika
Slide 19
Uniwersalny dysk cyfrowy, czyli DVD
•
•
•
•
•
DVD (Digital Video Disc lub Digital Versatile Disc) – standard zapisu danych na
optycznym nośniku danych, podobnym do CD-ROM (te same wymiary: 12 lub 8
cm) lecz o większej pojemności uzyskanej dzięki zwiększeniu gęstości zapisu.
Płyty DVD dzielą się na przeznaczone tylko do odczytu DVD-ROM
oraz umożliwiające zapis na płycie
DVD-R, DVD-R DL, DVD-RW, DVD+R, DVD+R DL, DVD+RW, DVD-RAM.
DVD (Digital Video Disc - Cyfrowy Dysk Video , Digital Versatile - Disc cyfrowy
dysk ogólnego przeznaczenia).
W zamyśle twórców format DVD powstał do cyfrowego zapisu materiałów
wideo ale DVD stał się formatem uniwersalnym. Dzięki wiązce światła lasera o
krótszej długości fali możliwe stało się umieszczenie na płytach tej samej
wielkości co CD większej ilości gęściej upakowanych ścieżek.
Na płytach DVD zastosowano także dwie warstwy nałożone jedna na drugą, w
których można dokonywać zapisu. Warstwa dolna jest warstwą
półprzezroczystą. Wiązka lasera w zależności od długości fali i kąta nachylenia
może czytać informacje zapisane na warstwie położonej niżej lub też z warstwy
wyższej. Kolejną zmianą w stosunku do CD jest możliwość zastosowania krążków
DVD o obustronnym zapisie.
Slide 20
Podobieństwa DVD do standardowego CD
•
Podobieństwa do standardowego CD
– Podobnie jak CD, krążek DVD posiada średnicę 120 mm (4-3/4")
– Podobnie jak i CD, krążek DVD ma grubość 1.2 mm, na którą składają się 2 elementy 0.6
mm połączone razem
– Nowe odtwarzacze DVD będą w stanie odtwarzać istniejące na rynku płyty muzyczne CD
– Oprogramowanie DVD może być replikowane przy wykorzystaniu istniejących urządzeń
produkcyjnych dla CD z niewielkimi modyfikacjami
– Bezkontaktowa optyka laserowa oznacza odtwarzanie bez zużywania się elementów
– Format nośnika, czyli dysk zapewnia czasy swobodnego dostępu rzędu ułamków sekund
– Podobnie jak płyty kompaktowe CD, płyty DVD będą trwałe i tolerancyjne na
zabrudzenia, kurz oraz odciski palców
•
Standard DVD definiuje dysk, który zachowuje ogólne wymiary i wygląd obecnego dysku
kompaktowego
•
Co nowego w DVD?
–
–
–
DVD może przechowywać siedem razy więcej danych niż CD: 4.7 GB na jednej stronie (1 warstwa w
porównaniu z 680 MB dla CD)
DVD oferuje opcję 2-warstwową, jednostronną dla uzyskania jeszcze większej pojemności: 8.5 GB na
jednej stronie lub 17.0 GB na płytce 2-stronnej
Każdy krążek DVD składa się z 2 elementów o grubości 0.6 mm połączonych razem.
Slide 21
DVD, Blu-ray Disc
•
•
•
•
W przeciwieństwie do CD, DVD musi zawierać system plików.
System plików stosowany na DVD to UDF, będący rozszerzeniem standardu ISO
9660, który używany jest do zapisu danych na CD.
W celu zwiększenia zysków, dystrybutorzy wprowadzili "zabezpieczenia" w
postaci regionalizacji świata.
O tytuł następcy formatu DVD walczyły technologie HD DVD i Blu-ray, dyski
optyczne o pojemności odpowiednio 15 GB na warstwę i 25 GB na warstwę.
Zwycięzcą został format Blu-ray, zaś HD DVD nie przyjęło się na rynku.
Blu-ray Disc (BD) – konkurencyjny dla HD DVD format zapisu optycznego,
opracowany przez Blu-ray Disc Association (BDA). Następca formatu DVD.
Wyróżnia się większą pojemnością od płyt DVD, co jest możliwe dzięki
zastosowaniu niebieskiego lasera.
Ten nowy typ nośnika pozwala na zapisanie 25 GB danych na płytach
jednowarstwowych. W użytku są również płyty dwuwarstwowe o pojemności
50 GB. Istnieją płyty czterowarstwowe mieszczące do 100 GB oraz
ośmiowarstwowe, na których można zapisać 200 GB informacji. Pioneer
opatentował płytę szesnastowarstwową, która mieści do 400 GB danych. Do
zapisywania na tym nośniku jest używany niebieski laser (w nagrywarkach
DVD używany jest czerwony laser).
Slide 22
Regiony Blu-Ray
•
Wytwórnie filmowe, główni zainteresowani technologią Blu-Ray, wprowadziły
– podobnie jak w technice DVD – regionizację świata w celu umożliwienia
sobie manipulowania datami premier filmów w różnych częściach świata oraz
stosowania zróżnicowanych cen na różnych rynkach. Świat został podzielony
na trzy regiony. Zarówno płyty jak i odtwarzacze przeznaczone do użytku w
danym regionie są oznaczone jego kodem. Odtwarzacz może odczytywać
wyłącznie płyty oznaczone takim samym kodem jak on.
•
Kod regionu Terytorium A Ameryka Północna, Ameryka Centralna, Ameryka
Południowa, Japonia, Korea Północna, Korea Południowa, Hongkong oraz Azja
Południowo-Wschodnia.
B Europa (bez Rosji, Białorusi, Ukrainy), Grenlandia, Francuskie terytoria
zamorskie, Bliski Wschód, Afryka, Australia oraz Nowa Zelandia.
C Indie, Bangladesz, Nepal, Chiny, Pakistan, Rosja, Azja Centralna oraz Azja
Południowa.
•
•
Slide 23
URZĄDZENIA WE/WY
KLAWIATURA
•
•
Standardowe urządzenie służące do wprowadzania informacji do komputera.
Klawisze można podzielić na kilka podstawowych bloków: moduł centralny, moduł
pomocniczy (cyfry i operatory matematyczne), moduł sterujący ruchem kursora, moduł
klawiszy funkcyjnych.
Najpopularniejszy w Polsce układ klawiatury to system amerykański QWERTY.
Pod względem technologii "wciskania klawiszy" klawiatury dzielimy na:
– Mechaniczne
– Stykowe - ruch klawisza powoduje bezpośrednio zwarcie (lub, rzadziej, rozwarcie) w
układzie elektrycznym/elektronicznym
– Bezstykowe - optoelektroniczne , pojemnościowe, hallotronowe i kontaktronowe
– Ekranowe
• dotykowa – na ekranie wyświetlany jest układ klawiszy, dotknięcie zaznaczonego
miejsca jest równoznaczne z wprowadzeniem znaku, konieczne jest posiadanie
specjalnego monitora dotykowego
• klasyczna – na ekranie wyświetlany jest układ klawiszy, kliknięcie myszką w
wybranym miejscu jest równoznaczne z wybraniem znaku; wariant zbliżony do
poprzedniego, ale nie wymaga specjalnego monitora. Zaletą klawiatur ekranowych
w porównaniu z fizycznymi jest możliwość wizualnej prezentacji wielu zestawów
znaków z różnych alfabetów.
Najlepsze są klawiatury pojemnościowe i hallotronowe i te są stosowane w
komputerach PC.
Slide 24
Klawiatury c.d.
•
•
•
Centralnym i najważniejszym elementem klawiatury stosowanej w PC jest
mikroprocesor 8049, sprawdzający, który klawisz został wciśnięty albo zwolniony,
zapalający lampki na klawiaturze oraz sterujący transmisją szeregową między
klawiaturą a komputerem.
Wyróżniamy 3 zasadnicze rodzaje klawiatur: PC XT, PC AT i PS/2.
Klawiatura PC XT ma 82 lub 83 klawisze, już się jej praktycznie nie spotyka.
Klawiatura PC AT wyraźnie oddziela blok klawiszy numerycznych od pozostałych,
wprowadza osobne kontrolki CApsLock, NumLock i ScrollLock oraz SysReq,
nie ma osobnego Pause/Break (kombinacje Ctrl-NumLock i Ctrl-ScrollLock).
Klawiatura PS/2 to obecnie powszechnie stosowana klawiatura o 101 lub 102
klawiszach. Klawisze funkcyjne na górze i 2 nowe F11 i F12, wydzielenie
dodatkowego bloku sterowania kursorem, dodatkowe Alt i Ctrl, wydzielenie klawisz
Pause/Break.
Na klawiaturze można wyróżnić bloki klawiszy: klawisze podstawowe, funkcyjne,
sterowania, blok numeryczny, specjalne.
Oprócz działań standardowych, przypisanych do niektórych klawiszy (Enter wprowadzenie, ESC - rezygnacja, CapsLock - przełącznik dużych/małych liter, Shift duże/małe litery, górne znaki, Alt, Ctrl, PrintScreen (kopia ekrany), Scroll, Pause,
Break, BackSpace, NumLock) mogą one realizować różne funkcje, zdefiniowane
przez programy użytkowe.
Slide 25
Połączenie klawiatury z komputerem
Połączenie klawiatury z komputerem jest realizowane za pomocą
5-żyłowego kabla, zakończonego wtykiem DIN, lub wtykiem klawiatury
PS/2 (mini-DIN) lub USB.
Dane są przesyłane szeregowo, w trybie półdupleksowym, synchronicznie z
przebiegiem zegarowym, za pomocą ramek: bit startu, 8 bitów danych, bit
kontroli parzystości, bit stopu.
Znaki narodowe
Problem ten rozwiązuje się programowo, interpretując niektóre znaki
rozszerzonego kodu ASCII jako znaki narodowe.
Zajmuje się tym specjalny program lub sterownik programowy.
Istnieje wiele standardów kodowania polskich znaków, ale najbardziej
znane to : Mazovia, Latin II, system MS Windows.
Klasyczne ogólnoświatowe klawiatury QWERTY nie posiadają klawiszy ze
znakami narodowymi, tylko znaki alfabetu łacińskiego (angielskiego).
Slide 26
DRUKARKI
•
•
Drukarka – urządzenie współpracujące z komputerem, służące do przenoszenia
danego tekstu, obrazu na różne nośniki druku (papier, folia, płótno itp.).
Niektóre drukarki potrafią również pracować bez komputera, np. drukować
zdjęcia wykonane cyfrowym aparatem fotograficznym (po podłączeniu go do
drukarki lub po włożeniu karty pamięci z zapisanymi zdjęciami do wbudowanego
w drukarkę slotu).
Drukarka jest jednym z najpopularniejszych urządzeń podłączanych do
komputera.
W komputerach PC standardem interfejsu drukarki jest CENTRONICS.
Jest to interfejs równoległy, 8-bitowy, co umożliwia szybkie przesyłanie danych.
Wadą tego rozwiązania jest ograniczenie długości kabla do ok. 2m. Dane do
druku, przesyłane przez interfejs z komputera, są magazynowane w pamięci
RAM drukarki.
Drukarka może pracować w trybie tekstowym lub graficznym.
W trybie tekstowym każdy bajt jest traktowany jako numer znaku do
wydrukowania (wzorce są w pamięci drukarki).
W trybie graficznym komputer musi przesłać dane o wszystkich punktach
wydruku.
Slide 27
Podstawowe rodzaje drukarek
•
•
•
•
Drukarka igłowa, drukarka mozaikowa (dot-matrix printer, needle printer, wire printer) – niegdyś
najpopularniejszy typ drukarek. Wykorzystują do drukowania taśmę barwiącą podobną do tej stosowanej
w maszynach do pisania. Ich główną zaletą są niskie koszty eksploatacji i możliwość drukowania kilku kopii
na papierze samokopiującym; do dziś często używana do druku faktur itp.; najczęściej spotykane są
głowice 9- i 24-igłowe, istnieją także drukarki wielogłowicowe (każda głowica drukuje fragment wiersza).
Drukarka atramentowa (ink-jet printer) – najpopularniejszy obecnie typ drukarek. Drukuje poprzez
umieszczanie na papierze bardzo małych kropli specjalnie spreparowanego atramentu do drukowania.
Praktycznie wszystkie dzisiejsze drukarki atramentowe umożliwiają druk w kolorze.
Stosowany jest atrament w czterech kolorach: cyjan, magenta, żółty i czarny (model CMYK).
Ponadto w niektórych drukarkach można stosować specjalne tusze "fotograficzne" (są one nieco jaśniejsze
niż standardowe i lepiej oddają barwy przy drukowaniu zdjęć) oraz inne dodatkowe kolory.
Wadą tanich drukarek atramentowych są dość wysokie koszty eksploatacji (wysoka cena tuszu w stosunku
do ilościowej możliwości pokrycia nim papieru).
Wysokiej jakości drukarki atramentowe, dobrze symulujące druk offsetowy zwane są prooferami.
Dzięki wydrukowi proofa zleceniobiorca akceptuje projekt druku, a akceptowany proof stanowi dla
drukarni wzorzec dla sprawdzania poprawności druku.
Drukarka laserowa (laser printer) – drukuje poprzez umieszczanie na papierze cząstek tonera.
Zasada działania drukarek laserowych jest bardzo podobna do działania kserokopiarek.
Wałek selenowy jest elektryzowany, następnie naświetlany światłem laserowym (lub diod LED).
Przez to miejsca naświetlone tracą swój ładunek elektryczny i nie przyciągają cząsteczek tonera.
Następnie toner z wałka przenoszony jest na papier. Na końcu prowadzony jest proces utrwalania wydruku.
Karta papieru przechodzi przez fuser – utrwalacz termiczny, gdzie toner jest rozgrzewany i wprasowywany
w kartkę papieru.
Drukarki laserowe charakteryzują się bardzo wysoką jakością i szybkością wydruku, a druk pod wpływem
wody się nie rozpływa.
Drukarki laserowe pracują głośniej niż drukarki atramentowe,
i zwykle drukarki laserowe drukują szybciej od drukarek atramentowych.
Drukarki laserowe - mają najlepsze parametry jeśli chodzi o prędkość i jakość druku, przy zachowaniu
niskiego hałasu. Mają automatyczny podajnik arkuszy. Prędkość druku mierzy sie nie w znakach na
sekundę ale w stronach/minutę. Drukarki te mają swoją rozbudowaną pamięć (do wydruku 1 strony grafiki
potrzeba co najmniej 1 MB pamięci) i posługują się własnym językiem.
Slide 28
Plotery
• Ploter jest urządzeniem graficznym znajdującym zastosowanie w praktyce
inżynierskiej, w graficznej prezentacji wyników, w automatyzacji prac
kreślarskich.
•
•
Ploter (plotter) – komputerowe urządzenie peryferyjne, służące do pracy z dużymi
płaskimi powierzchniami, mogące nanosić obrazy, wycinać wzory, grawerować itp.
Ploterów używają głównie projektanci, graficy komputerowi, poligrafowie i
architekci.
Na podstawie danych z komputera wyświetla z dużą precyzją rysunki techniczne,
schematy elektroniczne i inne projekty.
Plotery należą do najdroższych urządzeń zewnętrznych. Dzięki tworzeniu
precyzyjnych rysunków, znajdują zastosowanie m.in. w systemach CAD.
Plotery dzielą się na wektorowe (pisakowe) i rastrowe, czarno-białe (mono) i
kolorowe.
Cechuje je m.in. rozdzielczość (mono i kolor) w dpi (np. 720 i 360), typ i rozmiar
nośnika format (wielkość rysunku i materiał kreślarski, arkusz, rolka), prędkość
kreślenia - wydajność, rodzaje portów, liczba elementów kreślących (pisaki,
głowice).
Slide 29
Rodzaje ploterów
Wyróżnia się następujące rodzaje ploterów
• ze względu na prowadzenie papieru
– ploter płaski pióro porusza się ponad płasko położonym papierem (lub innym
materiałem)
ploter bębnowy
• ze względu na zastosowanie
– nanoszące obraz
• ploter atramentowy
• ploter solwentowy
• ploter kreślący
• ploter laserowy
– ploter grawerujący
– ploter tnący
Slide 30
Myszki
•
•
•
•
Mysz (mouse) – urządzenie wskazujące używane podczas pracy z interfejsem graficznym
systemu komputerowego. Została wynaleziona przez Douglasa Engelbarta w 1964 r.
Mysz umożliwia poruszanie kursorem po ekranie monitora poprzez przesuwanie jej po
powierzchni płaskiej. Mysz odczytuje zmianę swojego położenia względem podłoża, a po jego
zamianie na postać cyfrową komputer dokonuje zmiany położenia kursora myszy na ekranie.
Najczęściej wyposażona jest w dwa przyciski i kółko do przewijania ekranu, które może
również pełnić rolę trzeciego przycisku.
Myszka to urządzenie wskazujące, czyli służące do przemieszczania kursora po ekranie.
Pierwsze myszki były wykorzystywane w programach graficznych, później zaczęto je
wykorzystywać do szybszej obsługi programów.
Myszką można: wskazywać, przeciągać i opuszczać, klikać, 2x klikać.
W zależności od sposobu przetwarzania przesunięcia na sygnały elektryczne,
myszki dzielimy na:
– mechaniczne – kulkowe (obrót kulki, obrót wałków i połączonych z nimi tarcz)
– mechaniczno-optyczne (kulka obraca 2 tarcze z otworami - element emitujący wiązkę
świetlną, np. dioda oraz fotodioda lub inny element światłoczuły)
– Optyczne – diodowe (zamiast kulki i tarcz jest specjalny układ optyczny, najczęściej
zbudowany z diody i tranzystora)
– Laserowe - zastosowanie diody laserowej zamiast diod świecących, co jeszcze bardziej podnosi
rozdzielczość myszy, a tym samym jej czułość. Zaletą tego rozwiązania jest brak mechaniki, która
łatwo ulega zanieczyszczeniu i wymaga częstej konserwacji oraz to, że mysz działa bezproblemowo na
praktycznie każdej powierzchni (oprócz szkła, granitu i lakierowanego drewna).
Slide 31
Połączenie myszy
• Mysz przewodowa
Najbardziej rozpowszechniony typ myszy, podłączony do komputera za pomocą
kabla.
• Mysz bezprzewodowa
Mysz bezprzewodowa nie wymaga przewodowego podłączenia do komputera. Do
komputera podłączony jest moduł. Pomiędzy modułem a myszą dane przesyłane są
przy pomocy fal radiowych (Bluetooth lub własny protokół) lub w starszych
modelach za pomocą podczerwieni.
• Interfejs
– Złącze PS/2 w kolorze zielonym (drugie takie samo złącze, w kolorze
fioletowym, jest przeznaczone do podłączenia klawiatury)
– USB
– Bluetooth
– Port szeregowy (RS-232), w systemie MS-DOS noszący oznaczenia
COM1, COM2, COM3, COM4
Slide 32
Skanery
• Skaner - urządzenie przetwarzające dowolne obrazy z postaci analogowej
na cyfrową.
Działanie skanera polega na płynnym przesunięciu po skanowanym obrazie lampy
fluorescencyjnej lub kilkunastu fotodiod.
Jasność obrazu decyduje o ilości odbitego światła.
• Podstawowe parametry skanera:
–
–
–
–
–
–
•
rozdzielczość w punktach na cal (dpi), np. 300-600
skala szarości, np. 16, 64, 256
jasność i kontrast
długość skanowanego dokumentu
szerokość skanowania
szybkość skanowania
Skaner - urządzenie służące do przebiegowego odczytywania: obrazu, kodu paskowego lub
magnetycznego, fal radiowych itp. do formy elektronicznej (najczęściej cyfrowej).
Skaner przeszukuje kolejne pasma informacji odczytując je lub rejestrując. Nie jest to więc zwykły czytnik, a
czytnik krokowy (np. skaner obrazu nie rejestruje całego obrazu w jednej chwili jak aparat fotograficzny, a
zamiast tego rejestruje kolejne linie obrazu - dlatego głowica czytająca skanera przesuwa się lub
skanowane medium pod nią).
Slide 33
Modemy
•
•
Modem (od ang. MOdulator-DEModulator) - urządzenie elektroniczne, którego
zadaniem jest zamiana danych cyfrowych na analogowe sygnały elektryczne
(modulacja) i na odwrót (demodulacja) tak, aby mogły być przesyłane i odbierane
poprzez linię telefoniczną (a także łącze telewizji kablowej lub fale radiowe).
Jest częścią DCE (Data Communications Equipment), które w całości wykonuje
opisane wyżej czynności. Nieodzowne do współpracy jest DTE (Data Terminal
Equipment) i to dopiero stanowi całość łącza przesyłania danych.
Dzięki modemowi można łączyć ze sobą komputery i urządzenia, które dzieli
znaczna odległość.
Zamienia sygnały cyfrowe wysyłane przez komputer na sygnały akustyczne, które
mają być przesłane linią telefoniczną i dokonuje konwersji zwrotnych sygnałów
akustycznych na cyfrowe.
Termin modem pochodzi od 2 słów: modulator (MOdulator) i demodulator
(DEmodulator). Modem musi znajdować się w każdym z komputerów łączących się
za pomocą linii telefonicznej.
Slide 34
Podział modemów
• Modemy zewnętrzne (external) - wolnostojące, które łączy się z
komputerem za pomocą interfejsu RS-232
• Modemy wewnętrzne w postaci kart dołączanych przez złącza
rozszerzeń do płyty głównej systemu (internal)
• Modemy ze sprzężeniem akustycznym (acoustic coupler). Nie
wymagają homologacji ale mała prędkość transmisji powoduje, że
nie są powszechnie używane.
• Pseudomodemy (null modem).
Pseudomodem jest bezpośrednim połączeniem 2 komputerów za
pomocą kabla dołączonego do wyjść szeregowych RS-232.
Obsługa modemu wymaga zainstalowania w komputerze
programu komunikacyjnego, który umożliwi współpracę tych 2
urządzeń.
Slide 35
Modemy przy użyciu linii telefonicznych
• Zaletą łączenia komputerów przez modemy przy użyciu linii
telefonicznych w stosunku do łączenia bezpośredniego jest
możliwość komunikowania się na większe odległości.
Większość modemów ma możliwość automatycznego wybierania
numeru (auto dial) i automatycznego zgłaszania się (auto answering).
Niektóre zapewniają monitowanie połączenia - po przyjęciu
polecenia modem generuje kod wyniku, informujący użytkownika o
zajętości numeru, szybkości transmisji.
Modemy mogą pracować z różną prędkością, podawaną w bitach na
sekundę.
Szybkość transmisji negocjowana jest między modemami na
początku połączenia i ustalana na najwyższym poziomie, na jakim
mogą pracować oba modemy.
Oprogramowanie komunikacyjne wspomaga operatora przy
nadawaniu i odbiorze informacji przez modem. W sposób
automatyczny dokonuje połączenia, zapewnia obsługę monitora i
klawiatury, umożliwia kontrolę poprawności transmisji, informuje o
trudnościach w uzyskaniu połączenia.
Oprogramowania dostarcza również zestawu poleceń do sterowania
modemem.
Slide 36
Modemy otaczają nas
• pracownik biura podróży rejestrując lot używa terminala i
modemu do komunikacji z systemem rezerwacji miejsc,
• bankomat wydając gotówkę używa modemu by przesłać
transakcję do centralnego banku, itd.
• Modemy zapewniają dostęp do ogromnego zbioru
informacji: technicznych, medycznych, gospodarczych,
prawnych itp.
Łącząc się z BBS (Bulletin Board Service) można na forum
publicznym przedstawić swój problem i uzyskać od
użytkowników odpowiedzi na pytanie. Modemy umożliwiają
zainstalowanie systemu poczty elektronicznej. Używając
modemu można otrzymać wykaz cen, wybrać ofertę i złożyć
zamówienie.
Slide 37
Jak podłączyć modem do linii telefonicznej?
• Za pomocą zwykłego kabla telefonicznego i standardowych złączy.
Typowy kabel zakończony jest z obu stron wtykiem RJ11. Jeden
koniec kabla umieszczany jest w odpowiednim gnieździe modemu,
najczęściej oznaczonym symbolem LINE, a drugi wkładany do
gniazdka w ścianie. Modem może być podłączony do tej samej linii
telefonicznej co telefon ale nie jest możliwe używanie tych urządzeń
równocześnie.
• Modem zamienia sygnały cyfrowe przesyłane z komputera na
sygnały analogowe, z zakresu od 300 do 3400 Hz (pasmo
przepustowe kanału telefonicznego) wysyłane linią telefoniczną.
• Modem oddalony zamienia sygnały analogowe otrzymywane z linii telefonicznej na
postać cyfrową, które wysyła do swego komputera.
Slide 38
Protokoły i standardy, transmisje
• Protokoły
Są zbiorem reguł i uzgodnień wg których mogą komunikować się modemy.
Standaryzacją w dziedzinie modemów zajmuje się Międzynarodowy Komitet
Doradczy d/s Telefonii i Telegrafii (CCTITT), który reprezentuje rządy, instytucje
naukowe i organizacje z całego świata.
Zagadnienia dotyczące modemów, CCITT publikuje s serii zaleceń oznaczonych V.xx
(np. V.22bis). Zalecenia ściśle definiują sposoby modulacji sygnałów przesyłanych
między komputerami, szybkości transmisji, sekwencje sygnałów w kanale
telefonicznym podczas inicjowania transmisji, itd.
• Transmisje
– Simplex
Transmisja jednokierunkowa, dane są transmitowane tylko w jedną, ściśle
określoną stronę (np. rozgłośnia - radioodbiornik)
– Half - duplex (HDX)
W tym samym czasie dane są transmitowane tylko w jedną stronę, a później
następuje zamiana rolami nadajnika i odbiornika (np. CB-radio)
– Full - duplex (FDX)
Pełne dane są przesyłane w tym samym czasie w obie strony
Slide 39
Podstawowe pojęcia związane z działaniem modemów
•
•
•
•
•
Szybkość transmisji Vt
– Szybkość transmisji wyraża liczbę bitów przesyłanych w ciągu sekundy.
Szybkość modulacji
– określa (w bodach) liczbę elementów sygnału przesyłanych w ciągu sekundy. Przy szybkości
transmisji np. 2400 bit/s, gdy element sygnału utworzony jest przez 4 bity - szybkość modulacji
wyniesie 600 bodów (modulacja QAM)
Łącze transmisji danych
– jest to zespół środków technicznych, służących do przesyłania cyfrowych sygnałów danych między 2
urządzeniami sieci teleinformatycznej. Podstawowym elementem każdego łącza transmisji danych jest
kanał telefoniczny o paśmie przepustowym zawartym miedzy 300 a 3400 Hz. Kanały transmisyjne
mogą być utworzone z: 1) kanałów komutowanych sieci powszechnego użytku (Public Switch Telefon
Netwate, PSTN), 2) kanałów trwałych, wydzierżawionych na stałe linii telefonicznych jednotorowych
(2-przewodowych) lub dwutorowych (4-przewodowych).
Interfejs liniowy (lub styk S1 - zgodnie z PN)
– jest to połączenie modemu z kanałem telefonicznym. Kanał telefoniczny tworzony jest za pomocą linii
symetrycznej o impedancji 600 Omów, przenosi sygnały elektryczne w paśmie od 300Hz do 3400 Hz;
napięcie w linii przy odłożonym mikrotelefonie wynosi ok. 48 V; rezystancja widziana przez modem
przy podniesionym mikrotelefonie powinna być mniejsza niż 300 Om. W kanale telefonicznym
zdefiniowane są sygnały: sygnał zgłoszenia centrali miejscowej (-400 Hz - sygnał ciągły ok 30s),
sygnał zwrotny dzwonienia, sygnał zajętości, sygnał niedostępności, sygnał marszrutowania, sygnał
wywołania
Wybieranie numeru abonenta
– może być realizowane impulsowo lub tonowo (DTMF). W przypadku wybierania impulsowego każda
cyfra reprezentowana jest przez serię impulsów o czasie trwania 100ms. Każdy impuls składa się z
przerwy (tp) i zwarcia (tz). Stosunek tz/tp powinien się zawierać w granicach 39/61-33/67. Przy
odłożonym mikrotelefonie, napięcie w linii wynosi 48V. W momencie gdy modem podłączy się do linii,
nastąpi w niej przepływ prądu. Centrala wykrywa ten stan i wysyła sygnał zgłoszenia (ton ciągły
400Hz). Zaczyna się wybieranie numeru, po każdej cyfrze winna nastąpić przerwa min. 600ms. Po
wybraniu ostatniej cyfry numeru zaczyna się proces marszrutowania (łączenia), po którym powinien
pojawić się sygnał zwrotny (400 Hz o czasie trwania 1 s i przerwach 4s) z centrali lokalnej. W tym
czasie centrala odległa wysyła do abonamenta wywoływanego, sygnał wywołania (o częstotliwości
25Hz). Po połączeniu mikrotelefonu przez abonenta wywoływanego, połączenie zostaje zestawione.
Slide 40
Modulacje
•
•
•
•
•
Zadaniem modemów jest zamiana danych cyfrowych na sygnały analogowe, o
częstotliwościach w paśmie 300 do 3400Hz.
Częstotliwość zmodulowanej fali nośnej winna się zawierać w granicach określonych
przepustowością kanału telefonicznego. W pierwszych modemach, przy niewielkich
szybkościach transmisji stosowano typową modulację częstotliwościową. Wraz z rozwojem
technologii sprzętu komunikacyjnego, modemom stawia się coraz większe wymagania
dotyczace szybkości transmisji, które można uzyskać (przy niezmiennej szerokości pasma
kanału telefonicznego) jedynie przez zastosowanie coraz bardziej wyrafinowanych kodów
modulacyjnych.
Modulacja z kluczowaniem częstotliwości (FSK - Frequency Shift Keying), polega na
zmianie zera logicznego na sygnał analogowy o jednej określonej częstotliwości (np. 1180
Hz), natomiat jedynki logicznej na sygnał o innej częstotliwości (np. 980Hz). Modulacja
pozwala na transmsję z szybkością nie większą niż 1200 b/s (bit/sek). Szybkość modulacji
w tym przypadku równa jest szybkości transmisji (gdyż sygnał zmodulowany posiada 2
stany znamienne).
Różnicowa modulacja z kluczowaniem fazy (DPSK - Differential Phase Shift Keying).
Gdy szybkość transmisji wynosi 1200b/s, w modemach stosuje się tę metodę. Dane
napływające do modulatora są grupowane w pary zawierające 2 kolejne bity strumienia
danych. Pary te tworzą element sygnału. NAtomiast, gdy transmisja odbywa się z
szybkością 600b/s, każdy bit traktowany jest jako element sygnału. Każdy element sygnału
powoduje zmianę fazy fali nośnej względem fazy poprzedniego elementu.
Kwadraturowa modulacja amplitudy QAM - stosowana przy pracy z szybkością
transmisji 2400 b/s. Bity danych grupowane są w elementy 4-bitowe. Każdy element
powoduje ściśle określoną zmianę amplitudy lub przesunięcie fazowe.
Metoda kodowania Trellis Code Modulation (TCM), polega na podziale danych na grupy
4-bitowe zaopatrzone w jeden kontrolny bit nadmiarowy (dla każdej grupy 4-bitowej).
Slide 41
Budowa i zasada działania modemu
• Każdy modem musi być zaopatrzony w modulator i demodulator.
Modemy wolne (300 bit/s) wykorzystują modulację fazy FSK kluczowanie częstotliwości, polegające za zamianie zer i jedynek na
sygnały sinusoidalne o odpowiednich częstotliwościach.
Modemy pracujące z szybkością 1200 b/s używają techniki
modulacji DPSK, modemy 2400 b/s używają metodę QAM.
• W transmisji pełnodupleksowej (Full-Duplex, DDX), w której
odbieranie i nadawanie następuje równocześnie, stosuje się
częstotliwościowe zwielokrotnianie kanału (FDM)
• W modelach dupleksowych pracujących z szybkością większą niż
2400 bps, stosowana jest fala nośna o częstotliwości 1800 Hz dla
obu kierunków transmisji.
• Modem zawiera kilka bloków funkcjonalnych:
– mikrokontroler (MAC)
– blok analogowy (MAP)
– interfejs komputera (V.24/RS-232)
– interfejs linii telefonicznej
– blok przełączników, wyświetlaczy, głośnika
Slide 42
Specyfikacje norm - protokoły i standardy CCTITT
(Comite Consulative Internationale de Telephonie et Tepegraphie)
• V.21 - transmisja z prędkością do 300 bps, przez FSK
• V.22 - transmisja 600 albo 1200 bps przez kluczowanie fazy
(PSK)
• V.22bis -2400 bps (QAM)
• V.32 - 4800 lub 9600 bps (PSK lub QAM)
• V.32.bis - 4800, 7200, 9600 i 14400 bps - QAM, TCM
• V.34 - najnowsza - od 2400 do 28800 bps - QAM, TCM na kilku
częstotliwościach
• V.FAST - nie jest to norma lecz pewien standard
Podstawowe elementy
komputera
Pamięć masowa, Stacje dysków:
dyskietki, dyski twarde
dyski MO, streamery, dyski optyczne,
Urządzenia WE/WY
(klawiatury, drukarki, plotery, myszki, skanery)
Modemy
Slide 2
Podstawowe elementy komputera – pamięć masowa, urządzenia WE/WY
•
Spis treści:
3 PAMIĘĆ MASOWA 4 Dyski elastyczne - dyskietki 5 Dyskietki (FD)
6 Fizyczna organizacja danych na dyskietkach 7 Logiczna struktura danych
8 Oznaczenia spotykane na dyskietkach
9 DYSKI TWARDE/STAŁE (typu Winchester)
10 Dysk twardy 11Najważniejsze parametry techniczne dysków twardych , 12 Dyski twarde c.d.
13 Przykładowe parametry użytkowe starego dysku o pojemności, 14 Historia dysków twardych
15 Ochrona dysku twardego 16 Dyski magnetooptyczne (MO)
17 Streamery - napędy taśmowe 18 Dyski optyczne 19 Uniwersalny dysk cyfrowy, czyli DVD
20 Podobieństwa DVD do standardowego CD 21 DVD, Blu-ray Disc 22Regiony Blu-Ray
23URZĄDZENIA WE/WY KLAWIATURA 24 Klawiatury c.d. 25 Połączenie klawiatury z komputerem
26 DRUKARKI 27 Podstawowe rodzaje drukarek
28 Plotery 29 Rodzaje ploterów
30 Myszki 31 Połączenie myszy
32 Skanery
33 Modemy 34 Podział modemów 35 Modemy przy użyciu linii telefonicznych
36 Modemy otaczają nas 37 Jak podłączyć modem do linii telefonicznej?
38 Protokoły i standardy, transmisje 39 Podstawowe pojęcia związane z działaniem modemów
40 Modulacje 41Budowa i zasada działania modemu
42 Specyfikacje norm - protokoły i standardy CCTITT
Slide 3
PAMIĘĆ MASOWA
Pamięć masowa:
dyski elastyczne - rodzaje dyskietek,
dyski twarde: interfejsy IDE/EIDE, SCSI.
Inne urządzenia pamięci:
dyski MO,
CDROM, DVD,
streamery
Slide 4
Dyski elastyczne - dyskietki
• Dysk elastyczny (Floppy Disk) , czyli popularna dyskietka. Jest to
krążek wykonany z giętkiego tworzywa sztucznego, pokryty warstwą
materiału magnetycznego w postaci tlenku żelaza lub tlenku chromu.
Grubość krążka z folii jest mniejsza niż 0,1 mm, a grubość warstwy
magnetycznej wynosi tylko 0,0025mm (mniej niż grubość ludzkiego
włosa). Ze względu na niebezpieczeństwo zabrudzenia nośnika, dysk
zamyka się w specjalnej obudowie, w której może się obracać. Rodzaje
i wielkość obudowy zależą od średnicy nośnika, która najczęściej
wynosi 3,5" i 5,25".
W najbardziej rozpowszechnionych komputerach używano dyskietek o
pojemnościach 360 KB, 720 KB, 1.2 MB i 1.44 MB. Informacja na
dyskietkach może być zapisana z pojedynczą gęstością (Single
Density, SD), z podwójną gęstością (Double Density, DD) lub z
wysoką (HD).
Często gęstość zapisu podawana jest w bitach na cal (bits per inch,
BPI). Dyski mogą być jednostronne (Single Sided, SS) lub 2-stronne
(Double Sided, DS). Następnym parametrem dyskietek jest gęstość
zapisu ścieżek na cal (Track Per Inch, TPI). Z reguły na dyskietkach
5.25" można zapisać 48 lub 96 TPI. Dyskietka elastyczna 3.5" w
odróżnieniu od dysków 5.25" ma sztywną osłonę z tworzywa
sztucznego, okienko dostępu głowicy jest zasłonięte metalową
przesłoną, która podczas wkładania dyskietki do napędu automatycznie
przesuwa się.
Slide 5
Dyskietki (FD)
• dyskietki z krążkiem magnetycznym o średnicy 5.25 cala
umieszczonym w giętkiej plastikowej, kwadratowej kopercie o
boku 13 cm i grubości 1 mm.
Z boku dyskietki wycięcie do blokady zapisu (zaklejenie).
Otwór indeksowy służy do identyfikacji początku ścieżki.
• dyskietki o średnicy 3.5 cala, chronione plastykową oprawą w
kształcie prostokąta 89*93 mm i grubości ok. 3 mm.
Otwór zabezpieczający przed zapisem jest wyposażony w
specjalny przełącznik, którym można go zasłaniać i odsłaniać:
otwór zasłonięty - zapis dozwolony.
Szczelina dyskietek 3.5" ukryta jest za metalową osłoną.
Zwiększa to bezpieczeństwo danych i osłania krążek
magnetyczny przed kurzem
Slide 6
Fizyczna organizacja danych na dyskietkach
• Dane na dyskietce są zapisane w pewien zorganizowany
sposób. Nośnik jest podzielony na kilkadziesiąt ścieżek (track),
standardowo 40 lub 80.
Ścieżka jest okręgiem, z którego głowica może odczytać informacje
nie przesuwając się wzdłuż promienia nośnika, a jedynie obracając
nośnik.
Ścieżki dzielą się na mniejsze jednostki zwane sektorami (sector).
Na ścieżce może być od 8 do 36 sektorów, w zależności od typu
dysku.
Oprócz sektorów, na ścieżce są zapisane dane pomocnicze, m.in.
pole początku ścieżki (BOT - Beginning of track) i jej końca (EOT).
Sektor jest najmniejszą jednostką informacji, jaką można odczytać z
dyskietki. Z punktu widzenia systemu operacyjnego ma 512 bajtów,
ale fizycznie ma 654 B. Te dodatkowe 142 B to miejsca, w których
zapisane są dane potrzebne do korekcji błędów i inne, z których
korzysta kontroler dysków. Numer 0 ma ścieżka położona najbliżej
osi obrotu dyskietki.
Wszystkie ścieżki o tych samych numerach tworzą jednostkę zwaną
cylindrem.
Slide 7
Logiczna struktura danych
•
•
•
•
W pierwszym sektorze dysku (cylinder 0, strona 0, sektor 1, lub przy numerowaniu względnym
sektorów - sektor 0) znajduje się tzw. rekord ładujący, czyli boot-sektor. W tym sektorze
zapisane są wszystkie informacje o fizycznej i logicznej budowie dysku oraz krótki program,
zajmujący się ładowaniem systemu operacyjnego z dysku. Po uruchomieniu komputera i
zakończeniu wszystkich procesów testujących, BIOS komputera przekazuje sterowanie temu
programowi. Jeżeli na dysku nie ma systemu operacyjnego, to ten programik z boot-sektora
wypisuje na ekranie tekst "Non system disk or disk error".
Sektor jest podstawową fizyczną jednostką alokacji, a jego odpowiednikiem logicznym jest
klaster (cluster), inaczej "zbitka", JAP (Jednostka Alokacji Pliku). Klaster może składać się z 1
lub kilku sektorów (2, 4, 6, 8, 16..), ale na dyskietkach występują tylko klastery jedno i
dwusektorowe.
Informacja o tym, które klastery i w jakiej kolejności składają się na plik, zapisana jest w tzw.
tablicy alokacji plików - FAT (File Allocation Table). Tablica FAT jest zawsze zapisana w stałym
miejscu na dysku, zaraz po boot-sektorze. Są tu również informacje o położeniu ewentualnych
uszkodzeń nośnika. Uszkodzenie tablicy FAT może spowodować utratę danych na dyskietce, więc
dla bezpieczeństwa system operacyjny zapisuje 2 kopie tej tablicy. W dyskietkach numery
klasterów w tablicy FAT są zapisane za pomocą liczb 12-bitowych, co ogranicza maksymalną
liczbę klasterów do 4096 - FAT12.
Następną strukturą logiczną istniejącą na dysku jest pole opisu katalogu. W tym polu są
zapisane informacje o nazwie pliku, jego początku, długości, dacie utworzenia i atrybutach. Pole
opisu katalogu głównego jest na stałe zapisane na dysku tuż po tablicy FAT i ma stałą długość,
określoną podczas formatowania, co jest dla użytkownika ograniczeniem: w głównym katalogu
dysku można zapisać tylko pewną, określoną liczbę plików. Dla dyskietek 3.5" liczba ta wynosi
224. Pola opisu podkatalogów są przez system traktowane jak zwykłe pliki, więc mogą znajdować
się w dowolnych miejscach na dysku i mieć dowolną długość.
Slide 8
Oznaczenia spotykane na dyskietkach
–
–
–
–
–
–
DS - double side - dwustronne
SS – single side - jednostronne, obecnie prawie nie spotyka się.
DD lub 2D- double density - podwójna gęstość
HD - High Density - wysoka pojemność
ED - Extra Density
MF - Micro Floppy
• Dyskietki 5.25"
– DS DD lub MD2S/DD (dwustronne, podwójna gęstość) - 360KB
– DS HD lub MD2/HD (dwustronne, wysoka pojemność, gęstość) 1.2MB
• Dyskietki 3.5"
– DS DD lub MF2-DD - 720 KB
– DS HD lub MF2-HD - 1.44MB
– MF2-VHD - 2.88MB (w Polsce prawie nie spotykane).
Slide 9
DYSKI TWARDE/STAŁE (typu Winchester)
• Dysk stały jest obecnie najbardziej popularnym rodzajem masowej
pamięci zewnętrznej o dużej pojemności. Jest urządzeniem bardzo
precyzyjnym i wrażliwym na wstrząsy, uderzenie oraz inne
uszkodzenia mechaniczne.
•
•
Najważniejsze parametry dysku stałego: pojemność (GB), czas dostępu,
szybkość transmisji, niezawodność (liczba godzin bezawaryjnej pracy MTBF).
Producentami dysków odpowiedniej jakości są takie firmy jak: Quantum,
Fujitsu, Western Digital, Samsung, Seagate.
Dysk twardy składa się z kilku (najczęściej 2 do 8) sztywnych krążków
wykonanych z aluminium z naniesioną warstwą materiału magnetycznego.
Do każdego krążka przydzielone są 2 głowice: z góry i z dołu, poruszające
się do środka dysku i na zewnątrz.
Wszystkie dyski są umieszczone współosiowo i wprawione w ruch obrotowy
przez cały czas działania komputera.
Najpopularniejsze są dyski IDE/EIDE i SCSI (skazi).
Slide 10
Dysk twardy
• Dysk twardy (hard disk drive)– jeden z typów urządzeń pamięci
masowej, wykorzystujących nośnik magnetyczny do
przechowywania danych.
• Pojemność dysków wynosiła od 5 MB (przez 10MB, 20MB i 40MB w
komputerach klasy XT 808x i 286) a obecnie do do 2 TB
(TB=1012 bajtów = 1024 GB)
• Kilka dysków twardych można łączyć w macierz dyskową
(zawierające od kilku do kilkuset dysków fizycznych, które
pogrupowane są w kilka do kilkudziesięciu grup RAID), dzięki czemu
można zwiększyć niezawodność przechowywania danych, dostępną
przestrzeń na dane, zwiększyć szybkość odczytu/zapisu.
Slide 11
Najważniejsze parametry techniczne dysków twardych
• pojemność (MB, GB, TB)
• liczba głowic odczytu/zapisu (od 4 do kilkunastu)
• liczba cylindrów (od 615 do kilku tysięcy) - ścieżki o tych samych
numerach na powierzchniach roboczych dysków
• średni czas dostępu (zwykle kilkadziesiąt milisekund) - na średni
czas dostępu (Average Access Time) składają się 2 elementy: średni
czas poszukiwania potrzebny do umieszczenia głowicy na wybranym
cylindrze (Average Seek Time) oraz opóźnienie rotacyjne potrzebne
do umieszczenia głowicy nad odpowiednim sektorem (Rotational
Latency), które przy szybkości dysków 3600 obr/min wynosi ok. 8
milisekund
• prędkość obrotowa dysku (kilka tysięcy obrotów/min lub więcej)
• prędkość transmisji danych (kilka-kilkadziesiąt MB/s)
• zasilanie (+12V, +5V)
Slide 12
•
•
Dysk twardy składa się z kilku (najczęściej 2 do 8) sztywnych krążków
wykonanych z aluminium z naniesioną warstwą materiału magnetycznego.
Do każdego krążka przydzielone są 2 głowice: z góry i z dołu, poruszające się
do środka dysku i na zewnątrz.
Wszystkie dyski są umieszczone współosiowo i wprawione w ruch obrotowy
przez cały czas działania komputera.
Obecnie najpopularniejsze są dyski IDE/EIDE i SCSI (skazi).
Dawniej stosowane były inne systemy np. MFM, ale ze względu na małe
upakowanie danych zostały zaniechane.
Dyski ze sterownikiem IDE maja pojemności 20MB do 500MB, a czas dostępu
od 25ms do 12 ms. Są stosunkowo tanie, koszt sterownika jest pomijany.
Dyski typu SCSI są droższe, pozwalają na przechowywanie dużych ilości danych
i mają krótszy czas dostępu. Są drogie i nie można pominąć kosztów
sterownika SCSI.
W systemie mogą być zainstalowane przy jednym złączu jednocześnie 2 dyski
twarde (w EIDE są 2 złącza), ale nie wszystkie muszą ze sobą współpracować.
Nawet jeśli 2 pochodzą z tej samej firmy, jeden może zakłócać pracę drugiego.
Pojemności: 10MB, 20MB, 50MB, 80MB, 120MB,.. 270MB, 340MB, 420MB,
540MB...20 GB.
Slide 13
Przykładowe parametry użytkowe starego dysku
o pojemności 20MB
– ilość powierzchni (głowic): 4
– ilość ścieżek/powierzchnię: 615
– ilość sektorów/ścieżkę: 17
– pojemność sektora: 512 B
• Ścieżki o tym samym numerze na wszystkich
powierzchniach (tu 4) tworzą cylinder.
Sektor - podstawowa jednostka zapisu na dysku,
tworzona podczas formatowania; zwykle zawiera 512
bajtów. W przypadku wykrycia błędów odczytu cały
sektor jest zaznaczany jako błędny - bad sector.
Slide 14
Historia dysków twardych
•
•
•
•
•
•
•
4 września 1956 firma IBM skonstruowała pierwszy 20-calowy dysk twardy o nazwie RAMAC 350 w komputerze IBM 305
RAMAC.
W 1983 pojawiły się komputery IBM PC/XT z dyskami 5 i 10 MB
W 1984 firma Seagate wypuściła na rynek pierwszy dysk 5.25 cala ST-506 o pojemności 5 MB.
W 1986 został opracowany kontroler IDE (Integrated Drive Electronics).
W 1987 rozpoczęła się era dysków 3.5 cala
W 2003 dysk twardy w typowym stanowisku pracy mógł zgromadzić od 60 do 500 GB danych, obracać się z prędkością 5400
do 10 000 obrotów na minutę (taka prędkość obrotowa jest możliwa dzięki zastosowaniu łożyskowania FDB) i mieć średnią
prędkość przesyłu danych na zewnątrz na poziomie 30 MB/s.
W serwerach i wydajnych stacjach roboczych stosowane były dyski SCSI o prędkościach obrotowych na poziomie 15.000
obrotów na minutę.
W 2006 dzięki technologii zapisu prostopadłego możliwe jest przetrzymywanie na dysku ponad 1 TB danych.
Standardem staje się złącze SATA (Serial Advanced Technology Attachment,
Serial ATA – szeregowa magistrala komputerowa, opracowana i certyfikowana przez SATA),
i SAS (Serial Attached SCSI - interfejs komunikacyjny, będący następcą SCSI) oraz technologia optymalizacji odczytu NCQ.
•
•
W 2008 pojawiły się dyski SSD (Solid State Drive, rzadko Solid State Disk– urządzenie pamięci masowej, służące do
przechowywania danych, zbudowane w oparciu o pamięć typu flash.)
Na początku 2009 wyprodukowane zostały dyski o pojemność 2 TB.
Pojawiły się wersje dysków Green, czyli ekologicznych o dynamicznej zmianie prędkości obrotowych.
Rozwijany jest standard SATA 3 na potrzeby dysków SSD.
Slide 15
Ochrona dysku twardego
• ochrona napędu: przestrzeganie odstępu czasu min >10
sekund od wyłączenia komputera do ponownego
załączenia
• nie przesuwać komputera włączonego - dyski są wrażliwe
na wstrząsy, szczególnie podczas pracy
• Obsługa dysku twardego wymiennego:
Podczas wkładania i wyjmowania twardego dysku,
komputer musi być wyłączony!. W przeciwnym wypadku
może zostać uszkodzony dysk jak i komputer!
• nie palić papierosów przy komputerze
Slide 16
Dyski magnetooptyczne (MO)
•
•
•
•
Dyski MO są wykonane ze szkła lub tworzywa sztucznego pokrytego specjalnym nośnikiem
magnetycznym. Całość jest umieszczona w 3.5", szczelnej kopercie z tworzywa sztucznego.
Obudowa podobna do obudowy zwykłych dysków magnetycznych 3,5", z tą różnicą, że
koperta dysków MO jest 2x grubsza. Wykonuje się też dysko MO 5.25", ale są one rzadko
stosowane.
Zapis i odczyt informacji na dyskach MO odbywa się za pomocą głowicy magnetycznej i
promienia lasera. Głowica zapisująca-odczytująca nie styka się bezpośrednio z wirującym
nośnikiem magnetycznym i jest umieszczona w pewnej odległości od niego. Generowane i
odbierane przez nią pole magnetyczne obejmuje na raz kilka ścieżek i jest zbyt słabe aby
przemagnesować nośnik lub odebrać sygnał przemagnesowania. Odpowiednia ścieżka
wybierana jest silnym promieniem lasera, który podgrzewając wybrane miejsce powoduje
zmianę własności nośnika pozwalając na przemagnesowanie lub odebranie sygnału
przemagnesowania przez głowicę.
Dyski MO są odporne na wpływ obcego pola magnet. oraz wysoką i niską temperaturę. Nie są
też tak bardzo wrażliwe na zanieczyszczenia, jak zwykłe dyskietki, ponieważ głowica nie styka
się z nośnikiem. Pojemność dysków MO: 128, 230, 650 lub 1350 MB. Wadą jest wysoka cena
dyskietek MO, a przede wszystkim napędu. Głównym zastosowaniem jest archiwizacja
danych. Można je też używać do przenoszenia dużych partii danych między komputerami.
Dyski MO są fabrycznie podzielone na sektory i ścieżki, których nie da się zmienić. Należy
więc wybierać dysk sformatowany odpowiednio do systemu operacyjnego.
Slide 17
Streamery - napędy taśmowe
•
•
•
•
Napęd taśmowy (streamer) – urządzenie do przenoszenia danych z systemów komputerowych na
taśmę magnetyczną w celu archiwizacji. Obecnie najbardziej popularne napędy wykorzystują taśmy
umieszczone w specjalnych kasetach.
Kasety mieszczą nawet do kilkuset gigabajtów danych. Dodatkowo większość z napędów
wykorzystuje kompresję, dzięki czemu możliwe jest zmieszczenie większej ilości danych. Streamery
wykorzystują cyfrową technikę zapisu danych.
Są one wykorzystywane głównie do archiwizacji danych i nie nadają się do przenoszenia danych
między komputerami z powodu długiego czasu dostępu i odczytu danych.
Napędy różnicuje się ze względu na typ taśmy stosowanej w napędzie.
Wyróżnia się m.in. napędy:
–
–
–
–
–
•
•
DDS (Digital Data Storage),
DLT (Digital Linear Tape)
LTO (Linear Tape-Open),
AIT (Advanced Intelligent Tape)
QIC (Quarter Inch Cartridge)
Napędy taśmowe, ze względu na raczej profesjonalne zastosowanie, zazwyczaj wyposażane były w
interfejs SCSI, a obecnie również w interfejsy sieciowe
(Fibre-Channel), stając się częścią sieci SAN.
Nazwa QIC pochodzi stąd, że w tych streamerach stosuje się kasety z taśmą o szerokości 1/4 cala
(Quarter Inch Cartridge). Metoda zapisu i odczytu danych opiera się na technologii
wykorzystywanej w zwykłych, popularnych magnetofonach. Dane są tu jednak zapisywane na kilku
ścieżkach jednocześnie, na całej szerokości taśmy, są specjalne kasety. Napędy QIC są stosunkowo
tanie, ale kasety dużo bardziej skomplikowane i droższe od kaset DAT. W urządzeniach QIC nie jest
stosowany żaden kod korekcji błędów, tak, że można nie odczytać fragmentu zapisanych danych.
Nie umieszcza się kodu lokalizacji danych, czas dostępu jest więc długi (przewijanie taśmy zajmuje
dużo czasu).
Slide 18
Dyski optyczne
•
•
•
Dysk optyczny to jeden z rodzajów nośników informacji używany w systemach komputerowych do zapisu danych.
Dysk optyczny jest płaskim, plastikowym krążkiem pokrytym materiałem, na którym mogą być zapisywane bity informacji
w postaci fragmentów dobrze i słabo odbijających wiązkę światła.
Odczyt danych następuje poprzez oświetlenie promieniem lasera.
Dane są zapisane sekwencyjnie na ciągłej, spiralnej ścieżce od środka dysku na zewnątrz.
Do zapisu informacji bardzo często stosuje się dyski optyczne CD-ROM.
Napęd CD-ROM, służący do odczytywania dysków optycznych, charakteryzujących się jednokrotnym, trwałym zapisem.
Podstawowym parametrem charakteryzującym CD-ROM jest szybkość transferu informacji wyrażona jako wielokrotność 150
KB/s, która określa standard odczytu płyt muzycznych.
Np. CD-ROM "32x" odczytuje informacje z prędkością max 32x150 KB/s = 4800 KB/s.
Dyski optyczne odczytywane są wiązką światła laserowego.
Dzielą się na dyski:
•
•
•
– CD-R - tylko do odczytu - informacja została zapisana raz (WORM - write once, read many) i nie można jej zmieniać
– CD-RW (read write) - dyski można odczytywać i zapisywać
Zalety dysków CD-ROM:
– duże pojemności - rzędu 650-700 MB, czyli tyle co np. 470 dyskietek 3.5"; jeden dysk może pomieścić ok. 300 tys stron
maszynopisu, 3 tomy encyklopedii lub kilkanaście tysięcy rysunków
– praktycznie nie zużywają się w trakcie odczytu informacji, są dość odporne na uszkodzenia, zapewniają długi czas
przechowywania
– są proste w użyciu jak dyskietki magnetyczne, bo nie są na stałe wbudowane do mechanizmu napędowego
Wady:
– są wolniejsze od dysków twardych
– CD-R pozwalają na jednokrotny zapis informacji
Podstawowe parametry charakteryzujące napędy CD-ROM:
–
–
średni czas dostępu do informacji - 200-500 ms (dysk twardy - kilkanaście ms)
szybkość transferu informacji - 150-500 KB/s, w nowszych więcej - zależna od prędkości obrotów nośnika
Slide 19
Uniwersalny dysk cyfrowy, czyli DVD
•
•
•
•
•
DVD (Digital Video Disc lub Digital Versatile Disc) – standard zapisu danych na
optycznym nośniku danych, podobnym do CD-ROM (te same wymiary: 12 lub 8
cm) lecz o większej pojemności uzyskanej dzięki zwiększeniu gęstości zapisu.
Płyty DVD dzielą się na przeznaczone tylko do odczytu DVD-ROM
oraz umożliwiające zapis na płycie
DVD-R, DVD-R DL, DVD-RW, DVD+R, DVD+R DL, DVD+RW, DVD-RAM.
DVD (Digital Video Disc - Cyfrowy Dysk Video , Digital Versatile - Disc cyfrowy
dysk ogólnego przeznaczenia).
W zamyśle twórców format DVD powstał do cyfrowego zapisu materiałów
wideo ale DVD stał się formatem uniwersalnym. Dzięki wiązce światła lasera o
krótszej długości fali możliwe stało się umieszczenie na płytach tej samej
wielkości co CD większej ilości gęściej upakowanych ścieżek.
Na płytach DVD zastosowano także dwie warstwy nałożone jedna na drugą, w
których można dokonywać zapisu. Warstwa dolna jest warstwą
półprzezroczystą. Wiązka lasera w zależności od długości fali i kąta nachylenia
może czytać informacje zapisane na warstwie położonej niżej lub też z warstwy
wyższej. Kolejną zmianą w stosunku do CD jest możliwość zastosowania krążków
DVD o obustronnym zapisie.
Slide 20
Podobieństwa DVD do standardowego CD
•
Podobieństwa do standardowego CD
– Podobnie jak CD, krążek DVD posiada średnicę 120 mm (4-3/4")
– Podobnie jak i CD, krążek DVD ma grubość 1.2 mm, na którą składają się 2 elementy 0.6
mm połączone razem
– Nowe odtwarzacze DVD będą w stanie odtwarzać istniejące na rynku płyty muzyczne CD
– Oprogramowanie DVD może być replikowane przy wykorzystaniu istniejących urządzeń
produkcyjnych dla CD z niewielkimi modyfikacjami
– Bezkontaktowa optyka laserowa oznacza odtwarzanie bez zużywania się elementów
– Format nośnika, czyli dysk zapewnia czasy swobodnego dostępu rzędu ułamków sekund
– Podobnie jak płyty kompaktowe CD, płyty DVD będą trwałe i tolerancyjne na
zabrudzenia, kurz oraz odciski palców
•
Standard DVD definiuje dysk, który zachowuje ogólne wymiary i wygląd obecnego dysku
kompaktowego
•
Co nowego w DVD?
–
–
–
DVD może przechowywać siedem razy więcej danych niż CD: 4.7 GB na jednej stronie (1 warstwa w
porównaniu z 680 MB dla CD)
DVD oferuje opcję 2-warstwową, jednostronną dla uzyskania jeszcze większej pojemności: 8.5 GB na
jednej stronie lub 17.0 GB na płytce 2-stronnej
Każdy krążek DVD składa się z 2 elementów o grubości 0.6 mm połączonych razem.
Slide 21
DVD, Blu-ray Disc
•
•
•
•
W przeciwieństwie do CD, DVD musi zawierać system plików.
System plików stosowany na DVD to UDF, będący rozszerzeniem standardu ISO
9660, który używany jest do zapisu danych na CD.
W celu zwiększenia zysków, dystrybutorzy wprowadzili "zabezpieczenia" w
postaci regionalizacji świata.
O tytuł następcy formatu DVD walczyły technologie HD DVD i Blu-ray, dyski
optyczne o pojemności odpowiednio 15 GB na warstwę i 25 GB na warstwę.
Zwycięzcą został format Blu-ray, zaś HD DVD nie przyjęło się na rynku.
Blu-ray Disc (BD) – konkurencyjny dla HD DVD format zapisu optycznego,
opracowany przez Blu-ray Disc Association (BDA). Następca formatu DVD.
Wyróżnia się większą pojemnością od płyt DVD, co jest możliwe dzięki
zastosowaniu niebieskiego lasera.
Ten nowy typ nośnika pozwala na zapisanie 25 GB danych na płytach
jednowarstwowych. W użytku są również płyty dwuwarstwowe o pojemności
50 GB. Istnieją płyty czterowarstwowe mieszczące do 100 GB oraz
ośmiowarstwowe, na których można zapisać 200 GB informacji. Pioneer
opatentował płytę szesnastowarstwową, która mieści do 400 GB danych. Do
zapisywania na tym nośniku jest używany niebieski laser (w nagrywarkach
DVD używany jest czerwony laser).
Slide 22
Regiony Blu-Ray
•
Wytwórnie filmowe, główni zainteresowani technologią Blu-Ray, wprowadziły
– podobnie jak w technice DVD – regionizację świata w celu umożliwienia
sobie manipulowania datami premier filmów w różnych częściach świata oraz
stosowania zróżnicowanych cen na różnych rynkach. Świat został podzielony
na trzy regiony. Zarówno płyty jak i odtwarzacze przeznaczone do użytku w
danym regionie są oznaczone jego kodem. Odtwarzacz może odczytywać
wyłącznie płyty oznaczone takim samym kodem jak on.
•
Kod regionu Terytorium A Ameryka Północna, Ameryka Centralna, Ameryka
Południowa, Japonia, Korea Północna, Korea Południowa, Hongkong oraz Azja
Południowo-Wschodnia.
B Europa (bez Rosji, Białorusi, Ukrainy), Grenlandia, Francuskie terytoria
zamorskie, Bliski Wschód, Afryka, Australia oraz Nowa Zelandia.
C Indie, Bangladesz, Nepal, Chiny, Pakistan, Rosja, Azja Centralna oraz Azja
Południowa.
•
•
Slide 23
URZĄDZENIA WE/WY
KLAWIATURA
•
•
Standardowe urządzenie służące do wprowadzania informacji do komputera.
Klawisze można podzielić na kilka podstawowych bloków: moduł centralny, moduł
pomocniczy (cyfry i operatory matematyczne), moduł sterujący ruchem kursora, moduł
klawiszy funkcyjnych.
Najpopularniejszy w Polsce układ klawiatury to system amerykański QWERTY.
Pod względem technologii "wciskania klawiszy" klawiatury dzielimy na:
– Mechaniczne
– Stykowe - ruch klawisza powoduje bezpośrednio zwarcie (lub, rzadziej, rozwarcie) w
układzie elektrycznym/elektronicznym
– Bezstykowe - optoelektroniczne , pojemnościowe, hallotronowe i kontaktronowe
– Ekranowe
• dotykowa – na ekranie wyświetlany jest układ klawiszy, dotknięcie zaznaczonego
miejsca jest równoznaczne z wprowadzeniem znaku, konieczne jest posiadanie
specjalnego monitora dotykowego
• klasyczna – na ekranie wyświetlany jest układ klawiszy, kliknięcie myszką w
wybranym miejscu jest równoznaczne z wybraniem znaku; wariant zbliżony do
poprzedniego, ale nie wymaga specjalnego monitora. Zaletą klawiatur ekranowych
w porównaniu z fizycznymi jest możliwość wizualnej prezentacji wielu zestawów
znaków z różnych alfabetów.
Najlepsze są klawiatury pojemnościowe i hallotronowe i te są stosowane w
komputerach PC.
Slide 24
Klawiatury c.d.
•
•
•
Centralnym i najważniejszym elementem klawiatury stosowanej w PC jest
mikroprocesor 8049, sprawdzający, który klawisz został wciśnięty albo zwolniony,
zapalający lampki na klawiaturze oraz sterujący transmisją szeregową między
klawiaturą a komputerem.
Wyróżniamy 3 zasadnicze rodzaje klawiatur: PC XT, PC AT i PS/2.
Klawiatura PC XT ma 82 lub 83 klawisze, już się jej praktycznie nie spotyka.
Klawiatura PC AT wyraźnie oddziela blok klawiszy numerycznych od pozostałych,
wprowadza osobne kontrolki CApsLock, NumLock i ScrollLock oraz SysReq,
nie ma osobnego Pause/Break (kombinacje Ctrl-NumLock i Ctrl-ScrollLock).
Klawiatura PS/2 to obecnie powszechnie stosowana klawiatura o 101 lub 102
klawiszach. Klawisze funkcyjne na górze i 2 nowe F11 i F12, wydzielenie
dodatkowego bloku sterowania kursorem, dodatkowe Alt i Ctrl, wydzielenie klawisz
Pause/Break.
Na klawiaturze można wyróżnić bloki klawiszy: klawisze podstawowe, funkcyjne,
sterowania, blok numeryczny, specjalne.
Oprócz działań standardowych, przypisanych do niektórych klawiszy (Enter wprowadzenie, ESC - rezygnacja, CapsLock - przełącznik dużych/małych liter, Shift duże/małe litery, górne znaki, Alt, Ctrl, PrintScreen (kopia ekrany), Scroll, Pause,
Break, BackSpace, NumLock) mogą one realizować różne funkcje, zdefiniowane
przez programy użytkowe.
Slide 25
Połączenie klawiatury z komputerem
Połączenie klawiatury z komputerem jest realizowane za pomocą
5-żyłowego kabla, zakończonego wtykiem DIN, lub wtykiem klawiatury
PS/2 (mini-DIN) lub USB.
Dane są przesyłane szeregowo, w trybie półdupleksowym, synchronicznie z
przebiegiem zegarowym, za pomocą ramek: bit startu, 8 bitów danych, bit
kontroli parzystości, bit stopu.
Znaki narodowe
Problem ten rozwiązuje się programowo, interpretując niektóre znaki
rozszerzonego kodu ASCII jako znaki narodowe.
Zajmuje się tym specjalny program lub sterownik programowy.
Istnieje wiele standardów kodowania polskich znaków, ale najbardziej
znane to : Mazovia, Latin II, system MS Windows.
Klasyczne ogólnoświatowe klawiatury QWERTY nie posiadają klawiszy ze
znakami narodowymi, tylko znaki alfabetu łacińskiego (angielskiego).
Slide 26
DRUKARKI
•
•
Drukarka – urządzenie współpracujące z komputerem, służące do przenoszenia
danego tekstu, obrazu na różne nośniki druku (papier, folia, płótno itp.).
Niektóre drukarki potrafią również pracować bez komputera, np. drukować
zdjęcia wykonane cyfrowym aparatem fotograficznym (po podłączeniu go do
drukarki lub po włożeniu karty pamięci z zapisanymi zdjęciami do wbudowanego
w drukarkę slotu).
Drukarka jest jednym z najpopularniejszych urządzeń podłączanych do
komputera.
W komputerach PC standardem interfejsu drukarki jest CENTRONICS.
Jest to interfejs równoległy, 8-bitowy, co umożliwia szybkie przesyłanie danych.
Wadą tego rozwiązania jest ograniczenie długości kabla do ok. 2m. Dane do
druku, przesyłane przez interfejs z komputera, są magazynowane w pamięci
RAM drukarki.
Drukarka może pracować w trybie tekstowym lub graficznym.
W trybie tekstowym każdy bajt jest traktowany jako numer znaku do
wydrukowania (wzorce są w pamięci drukarki).
W trybie graficznym komputer musi przesłać dane o wszystkich punktach
wydruku.
Slide 27
Podstawowe rodzaje drukarek
•
•
•
•
Drukarka igłowa, drukarka mozaikowa (dot-matrix printer, needle printer, wire printer) – niegdyś
najpopularniejszy typ drukarek. Wykorzystują do drukowania taśmę barwiącą podobną do tej stosowanej
w maszynach do pisania. Ich główną zaletą są niskie koszty eksploatacji i możliwość drukowania kilku kopii
na papierze samokopiującym; do dziś często używana do druku faktur itp.; najczęściej spotykane są
głowice 9- i 24-igłowe, istnieją także drukarki wielogłowicowe (każda głowica drukuje fragment wiersza).
Drukarka atramentowa (ink-jet printer) – najpopularniejszy obecnie typ drukarek. Drukuje poprzez
umieszczanie na papierze bardzo małych kropli specjalnie spreparowanego atramentu do drukowania.
Praktycznie wszystkie dzisiejsze drukarki atramentowe umożliwiają druk w kolorze.
Stosowany jest atrament w czterech kolorach: cyjan, magenta, żółty i czarny (model CMYK).
Ponadto w niektórych drukarkach można stosować specjalne tusze "fotograficzne" (są one nieco jaśniejsze
niż standardowe i lepiej oddają barwy przy drukowaniu zdjęć) oraz inne dodatkowe kolory.
Wadą tanich drukarek atramentowych są dość wysokie koszty eksploatacji (wysoka cena tuszu w stosunku
do ilościowej możliwości pokrycia nim papieru).
Wysokiej jakości drukarki atramentowe, dobrze symulujące druk offsetowy zwane są prooferami.
Dzięki wydrukowi proofa zleceniobiorca akceptuje projekt druku, a akceptowany proof stanowi dla
drukarni wzorzec dla sprawdzania poprawności druku.
Drukarka laserowa (laser printer) – drukuje poprzez umieszczanie na papierze cząstek tonera.
Zasada działania drukarek laserowych jest bardzo podobna do działania kserokopiarek.
Wałek selenowy jest elektryzowany, następnie naświetlany światłem laserowym (lub diod LED).
Przez to miejsca naświetlone tracą swój ładunek elektryczny i nie przyciągają cząsteczek tonera.
Następnie toner z wałka przenoszony jest na papier. Na końcu prowadzony jest proces utrwalania wydruku.
Karta papieru przechodzi przez fuser – utrwalacz termiczny, gdzie toner jest rozgrzewany i wprasowywany
w kartkę papieru.
Drukarki laserowe charakteryzują się bardzo wysoką jakością i szybkością wydruku, a druk pod wpływem
wody się nie rozpływa.
Drukarki laserowe pracują głośniej niż drukarki atramentowe,
i zwykle drukarki laserowe drukują szybciej od drukarek atramentowych.
Drukarki laserowe - mają najlepsze parametry jeśli chodzi o prędkość i jakość druku, przy zachowaniu
niskiego hałasu. Mają automatyczny podajnik arkuszy. Prędkość druku mierzy sie nie w znakach na
sekundę ale w stronach/minutę. Drukarki te mają swoją rozbudowaną pamięć (do wydruku 1 strony grafiki
potrzeba co najmniej 1 MB pamięci) i posługują się własnym językiem.
Slide 28
Plotery
• Ploter jest urządzeniem graficznym znajdującym zastosowanie w praktyce
inżynierskiej, w graficznej prezentacji wyników, w automatyzacji prac
kreślarskich.
•
•
Ploter (plotter) – komputerowe urządzenie peryferyjne, służące do pracy z dużymi
płaskimi powierzchniami, mogące nanosić obrazy, wycinać wzory, grawerować itp.
Ploterów używają głównie projektanci, graficy komputerowi, poligrafowie i
architekci.
Na podstawie danych z komputera wyświetla z dużą precyzją rysunki techniczne,
schematy elektroniczne i inne projekty.
Plotery należą do najdroższych urządzeń zewnętrznych. Dzięki tworzeniu
precyzyjnych rysunków, znajdują zastosowanie m.in. w systemach CAD.
Plotery dzielą się na wektorowe (pisakowe) i rastrowe, czarno-białe (mono) i
kolorowe.
Cechuje je m.in. rozdzielczość (mono i kolor) w dpi (np. 720 i 360), typ i rozmiar
nośnika format (wielkość rysunku i materiał kreślarski, arkusz, rolka), prędkość
kreślenia - wydajność, rodzaje portów, liczba elementów kreślących (pisaki,
głowice).
Slide 29
Rodzaje ploterów
Wyróżnia się następujące rodzaje ploterów
• ze względu na prowadzenie papieru
– ploter płaski pióro porusza się ponad płasko położonym papierem (lub innym
materiałem)
ploter bębnowy
• ze względu na zastosowanie
– nanoszące obraz
• ploter atramentowy
• ploter solwentowy
• ploter kreślący
• ploter laserowy
– ploter grawerujący
– ploter tnący
Slide 30
Myszki
•
•
•
•
Mysz (mouse) – urządzenie wskazujące używane podczas pracy z interfejsem graficznym
systemu komputerowego. Została wynaleziona przez Douglasa Engelbarta w 1964 r.
Mysz umożliwia poruszanie kursorem po ekranie monitora poprzez przesuwanie jej po
powierzchni płaskiej. Mysz odczytuje zmianę swojego położenia względem podłoża, a po jego
zamianie na postać cyfrową komputer dokonuje zmiany położenia kursora myszy na ekranie.
Najczęściej wyposażona jest w dwa przyciski i kółko do przewijania ekranu, które może
również pełnić rolę trzeciego przycisku.
Myszka to urządzenie wskazujące, czyli służące do przemieszczania kursora po ekranie.
Pierwsze myszki były wykorzystywane w programach graficznych, później zaczęto je
wykorzystywać do szybszej obsługi programów.
Myszką można: wskazywać, przeciągać i opuszczać, klikać, 2x klikać.
W zależności od sposobu przetwarzania przesunięcia na sygnały elektryczne,
myszki dzielimy na:
– mechaniczne – kulkowe (obrót kulki, obrót wałków i połączonych z nimi tarcz)
– mechaniczno-optyczne (kulka obraca 2 tarcze z otworami - element emitujący wiązkę
świetlną, np. dioda oraz fotodioda lub inny element światłoczuły)
– Optyczne – diodowe (zamiast kulki i tarcz jest specjalny układ optyczny, najczęściej
zbudowany z diody i tranzystora)
– Laserowe - zastosowanie diody laserowej zamiast diod świecących, co jeszcze bardziej podnosi
rozdzielczość myszy, a tym samym jej czułość. Zaletą tego rozwiązania jest brak mechaniki, która
łatwo ulega zanieczyszczeniu i wymaga częstej konserwacji oraz to, że mysz działa bezproblemowo na
praktycznie każdej powierzchni (oprócz szkła, granitu i lakierowanego drewna).
Slide 31
Połączenie myszy
• Mysz przewodowa
Najbardziej rozpowszechniony typ myszy, podłączony do komputera za pomocą
kabla.
• Mysz bezprzewodowa
Mysz bezprzewodowa nie wymaga przewodowego podłączenia do komputera. Do
komputera podłączony jest moduł. Pomiędzy modułem a myszą dane przesyłane są
przy pomocy fal radiowych (Bluetooth lub własny protokół) lub w starszych
modelach za pomocą podczerwieni.
• Interfejs
– Złącze PS/2 w kolorze zielonym (drugie takie samo złącze, w kolorze
fioletowym, jest przeznaczone do podłączenia klawiatury)
– USB
– Bluetooth
– Port szeregowy (RS-232), w systemie MS-DOS noszący oznaczenia
COM1, COM2, COM3, COM4
Slide 32
Skanery
• Skaner - urządzenie przetwarzające dowolne obrazy z postaci analogowej
na cyfrową.
Działanie skanera polega na płynnym przesunięciu po skanowanym obrazie lampy
fluorescencyjnej lub kilkunastu fotodiod.
Jasność obrazu decyduje o ilości odbitego światła.
• Podstawowe parametry skanera:
–
–
–
–
–
–
•
rozdzielczość w punktach na cal (dpi), np. 300-600
skala szarości, np. 16, 64, 256
jasność i kontrast
długość skanowanego dokumentu
szerokość skanowania
szybkość skanowania
Skaner - urządzenie służące do przebiegowego odczytywania: obrazu, kodu paskowego lub
magnetycznego, fal radiowych itp. do formy elektronicznej (najczęściej cyfrowej).
Skaner przeszukuje kolejne pasma informacji odczytując je lub rejestrując. Nie jest to więc zwykły czytnik, a
czytnik krokowy (np. skaner obrazu nie rejestruje całego obrazu w jednej chwili jak aparat fotograficzny, a
zamiast tego rejestruje kolejne linie obrazu - dlatego głowica czytająca skanera przesuwa się lub
skanowane medium pod nią).
Slide 33
Modemy
•
•
Modem (od ang. MOdulator-DEModulator) - urządzenie elektroniczne, którego
zadaniem jest zamiana danych cyfrowych na analogowe sygnały elektryczne
(modulacja) i na odwrót (demodulacja) tak, aby mogły być przesyłane i odbierane
poprzez linię telefoniczną (a także łącze telewizji kablowej lub fale radiowe).
Jest częścią DCE (Data Communications Equipment), które w całości wykonuje
opisane wyżej czynności. Nieodzowne do współpracy jest DTE (Data Terminal
Equipment) i to dopiero stanowi całość łącza przesyłania danych.
Dzięki modemowi można łączyć ze sobą komputery i urządzenia, które dzieli
znaczna odległość.
Zamienia sygnały cyfrowe wysyłane przez komputer na sygnały akustyczne, które
mają być przesłane linią telefoniczną i dokonuje konwersji zwrotnych sygnałów
akustycznych na cyfrowe.
Termin modem pochodzi od 2 słów: modulator (MOdulator) i demodulator
(DEmodulator). Modem musi znajdować się w każdym z komputerów łączących się
za pomocą linii telefonicznej.
Slide 34
Podział modemów
• Modemy zewnętrzne (external) - wolnostojące, które łączy się z
komputerem za pomocą interfejsu RS-232
• Modemy wewnętrzne w postaci kart dołączanych przez złącza
rozszerzeń do płyty głównej systemu (internal)
• Modemy ze sprzężeniem akustycznym (acoustic coupler). Nie
wymagają homologacji ale mała prędkość transmisji powoduje, że
nie są powszechnie używane.
• Pseudomodemy (null modem).
Pseudomodem jest bezpośrednim połączeniem 2 komputerów za
pomocą kabla dołączonego do wyjść szeregowych RS-232.
Obsługa modemu wymaga zainstalowania w komputerze
programu komunikacyjnego, który umożliwi współpracę tych 2
urządzeń.
Slide 35
Modemy przy użyciu linii telefonicznych
• Zaletą łączenia komputerów przez modemy przy użyciu linii
telefonicznych w stosunku do łączenia bezpośredniego jest
możliwość komunikowania się na większe odległości.
Większość modemów ma możliwość automatycznego wybierania
numeru (auto dial) i automatycznego zgłaszania się (auto answering).
Niektóre zapewniają monitowanie połączenia - po przyjęciu
polecenia modem generuje kod wyniku, informujący użytkownika o
zajętości numeru, szybkości transmisji.
Modemy mogą pracować z różną prędkością, podawaną w bitach na
sekundę.
Szybkość transmisji negocjowana jest między modemami na
początku połączenia i ustalana na najwyższym poziomie, na jakim
mogą pracować oba modemy.
Oprogramowanie komunikacyjne wspomaga operatora przy
nadawaniu i odbiorze informacji przez modem. W sposób
automatyczny dokonuje połączenia, zapewnia obsługę monitora i
klawiatury, umożliwia kontrolę poprawności transmisji, informuje o
trudnościach w uzyskaniu połączenia.
Oprogramowania dostarcza również zestawu poleceń do sterowania
modemem.
Slide 36
Modemy otaczają nas
• pracownik biura podróży rejestrując lot używa terminala i
modemu do komunikacji z systemem rezerwacji miejsc,
• bankomat wydając gotówkę używa modemu by przesłać
transakcję do centralnego banku, itd.
• Modemy zapewniają dostęp do ogromnego zbioru
informacji: technicznych, medycznych, gospodarczych,
prawnych itp.
Łącząc się z BBS (Bulletin Board Service) można na forum
publicznym przedstawić swój problem i uzyskać od
użytkowników odpowiedzi na pytanie. Modemy umożliwiają
zainstalowanie systemu poczty elektronicznej. Używając
modemu można otrzymać wykaz cen, wybrać ofertę i złożyć
zamówienie.
Slide 37
Jak podłączyć modem do linii telefonicznej?
• Za pomocą zwykłego kabla telefonicznego i standardowych złączy.
Typowy kabel zakończony jest z obu stron wtykiem RJ11. Jeden
koniec kabla umieszczany jest w odpowiednim gnieździe modemu,
najczęściej oznaczonym symbolem LINE, a drugi wkładany do
gniazdka w ścianie. Modem może być podłączony do tej samej linii
telefonicznej co telefon ale nie jest możliwe używanie tych urządzeń
równocześnie.
• Modem zamienia sygnały cyfrowe przesyłane z komputera na
sygnały analogowe, z zakresu od 300 do 3400 Hz (pasmo
przepustowe kanału telefonicznego) wysyłane linią telefoniczną.
• Modem oddalony zamienia sygnały analogowe otrzymywane z linii telefonicznej na
postać cyfrową, które wysyła do swego komputera.
Slide 38
Protokoły i standardy, transmisje
• Protokoły
Są zbiorem reguł i uzgodnień wg których mogą komunikować się modemy.
Standaryzacją w dziedzinie modemów zajmuje się Międzynarodowy Komitet
Doradczy d/s Telefonii i Telegrafii (CCTITT), który reprezentuje rządy, instytucje
naukowe i organizacje z całego świata.
Zagadnienia dotyczące modemów, CCITT publikuje s serii zaleceń oznaczonych V.xx
(np. V.22bis). Zalecenia ściśle definiują sposoby modulacji sygnałów przesyłanych
między komputerami, szybkości transmisji, sekwencje sygnałów w kanale
telefonicznym podczas inicjowania transmisji, itd.
• Transmisje
– Simplex
Transmisja jednokierunkowa, dane są transmitowane tylko w jedną, ściśle
określoną stronę (np. rozgłośnia - radioodbiornik)
– Half - duplex (HDX)
W tym samym czasie dane są transmitowane tylko w jedną stronę, a później
następuje zamiana rolami nadajnika i odbiornika (np. CB-radio)
– Full - duplex (FDX)
Pełne dane są przesyłane w tym samym czasie w obie strony
Slide 39
Podstawowe pojęcia związane z działaniem modemów
•
•
•
•
•
Szybkość transmisji Vt
– Szybkość transmisji wyraża liczbę bitów przesyłanych w ciągu sekundy.
Szybkość modulacji
– określa (w bodach) liczbę elementów sygnału przesyłanych w ciągu sekundy. Przy szybkości
transmisji np. 2400 bit/s, gdy element sygnału utworzony jest przez 4 bity - szybkość modulacji
wyniesie 600 bodów (modulacja QAM)
Łącze transmisji danych
– jest to zespół środków technicznych, służących do przesyłania cyfrowych sygnałów danych między 2
urządzeniami sieci teleinformatycznej. Podstawowym elementem każdego łącza transmisji danych jest
kanał telefoniczny o paśmie przepustowym zawartym miedzy 300 a 3400 Hz. Kanały transmisyjne
mogą być utworzone z: 1) kanałów komutowanych sieci powszechnego użytku (Public Switch Telefon
Netwate, PSTN), 2) kanałów trwałych, wydzierżawionych na stałe linii telefonicznych jednotorowych
(2-przewodowych) lub dwutorowych (4-przewodowych).
Interfejs liniowy (lub styk S1 - zgodnie z PN)
– jest to połączenie modemu z kanałem telefonicznym. Kanał telefoniczny tworzony jest za pomocą linii
symetrycznej o impedancji 600 Omów, przenosi sygnały elektryczne w paśmie od 300Hz do 3400 Hz;
napięcie w linii przy odłożonym mikrotelefonie wynosi ok. 48 V; rezystancja widziana przez modem
przy podniesionym mikrotelefonie powinna być mniejsza niż 300 Om. W kanale telefonicznym
zdefiniowane są sygnały: sygnał zgłoszenia centrali miejscowej (-400 Hz - sygnał ciągły ok 30s),
sygnał zwrotny dzwonienia, sygnał zajętości, sygnał niedostępności, sygnał marszrutowania, sygnał
wywołania
Wybieranie numeru abonenta
– może być realizowane impulsowo lub tonowo (DTMF). W przypadku wybierania impulsowego każda
cyfra reprezentowana jest przez serię impulsów o czasie trwania 100ms. Każdy impuls składa się z
przerwy (tp) i zwarcia (tz). Stosunek tz/tp powinien się zawierać w granicach 39/61-33/67. Przy
odłożonym mikrotelefonie, napięcie w linii wynosi 48V. W momencie gdy modem podłączy się do linii,
nastąpi w niej przepływ prądu. Centrala wykrywa ten stan i wysyła sygnał zgłoszenia (ton ciągły
400Hz). Zaczyna się wybieranie numeru, po każdej cyfrze winna nastąpić przerwa min. 600ms. Po
wybraniu ostatniej cyfry numeru zaczyna się proces marszrutowania (łączenia), po którym powinien
pojawić się sygnał zwrotny (400 Hz o czasie trwania 1 s i przerwach 4s) z centrali lokalnej. W tym
czasie centrala odległa wysyła do abonamenta wywoływanego, sygnał wywołania (o częstotliwości
25Hz). Po połączeniu mikrotelefonu przez abonenta wywoływanego, połączenie zostaje zestawione.
Slide 40
Modulacje
•
•
•
•
•
Zadaniem modemów jest zamiana danych cyfrowych na sygnały analogowe, o
częstotliwościach w paśmie 300 do 3400Hz.
Częstotliwość zmodulowanej fali nośnej winna się zawierać w granicach określonych
przepustowością kanału telefonicznego. W pierwszych modemach, przy niewielkich
szybkościach transmisji stosowano typową modulację częstotliwościową. Wraz z rozwojem
technologii sprzętu komunikacyjnego, modemom stawia się coraz większe wymagania
dotyczace szybkości transmisji, które można uzyskać (przy niezmiennej szerokości pasma
kanału telefonicznego) jedynie przez zastosowanie coraz bardziej wyrafinowanych kodów
modulacyjnych.
Modulacja z kluczowaniem częstotliwości (FSK - Frequency Shift Keying), polega na
zmianie zera logicznego na sygnał analogowy o jednej określonej częstotliwości (np. 1180
Hz), natomiat jedynki logicznej na sygnał o innej częstotliwości (np. 980Hz). Modulacja
pozwala na transmsję z szybkością nie większą niż 1200 b/s (bit/sek). Szybkość modulacji
w tym przypadku równa jest szybkości transmisji (gdyż sygnał zmodulowany posiada 2
stany znamienne).
Różnicowa modulacja z kluczowaniem fazy (DPSK - Differential Phase Shift Keying).
Gdy szybkość transmisji wynosi 1200b/s, w modemach stosuje się tę metodę. Dane
napływające do modulatora są grupowane w pary zawierające 2 kolejne bity strumienia
danych. Pary te tworzą element sygnału. NAtomiast, gdy transmisja odbywa się z
szybkością 600b/s, każdy bit traktowany jest jako element sygnału. Każdy element sygnału
powoduje zmianę fazy fali nośnej względem fazy poprzedniego elementu.
Kwadraturowa modulacja amplitudy QAM - stosowana przy pracy z szybkością
transmisji 2400 b/s. Bity danych grupowane są w elementy 4-bitowe. Każdy element
powoduje ściśle określoną zmianę amplitudy lub przesunięcie fazowe.
Metoda kodowania Trellis Code Modulation (TCM), polega na podziale danych na grupy
4-bitowe zaopatrzone w jeden kontrolny bit nadmiarowy (dla każdej grupy 4-bitowej).
Slide 41
Budowa i zasada działania modemu
• Każdy modem musi być zaopatrzony w modulator i demodulator.
Modemy wolne (300 bit/s) wykorzystują modulację fazy FSK kluczowanie częstotliwości, polegające za zamianie zer i jedynek na
sygnały sinusoidalne o odpowiednich częstotliwościach.
Modemy pracujące z szybkością 1200 b/s używają techniki
modulacji DPSK, modemy 2400 b/s używają metodę QAM.
• W transmisji pełnodupleksowej (Full-Duplex, DDX), w której
odbieranie i nadawanie następuje równocześnie, stosuje się
częstotliwościowe zwielokrotnianie kanału (FDM)
• W modelach dupleksowych pracujących z szybkością większą niż
2400 bps, stosowana jest fala nośna o częstotliwości 1800 Hz dla
obu kierunków transmisji.
• Modem zawiera kilka bloków funkcjonalnych:
– mikrokontroler (MAC)
– blok analogowy (MAP)
– interfejs komputera (V.24/RS-232)
– interfejs linii telefonicznej
– blok przełączników, wyświetlaczy, głośnika
Slide 42
Specyfikacje norm - protokoły i standardy CCTITT
(Comite Consulative Internationale de Telephonie et Tepegraphie)
• V.21 - transmisja z prędkością do 300 bps, przez FSK
• V.22 - transmisja 600 albo 1200 bps przez kluczowanie fazy
(PSK)
• V.22bis -2400 bps (QAM)
• V.32 - 4800 lub 9600 bps (PSK lub QAM)
• V.32.bis - 4800, 7200, 9600 i 14400 bps - QAM, TCM
• V.34 - najnowsza - od 2400 do 28800 bps - QAM, TCM na kilku
częstotliwościach
• V.FAST - nie jest to norma lecz pewien standard