Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Urządzenia zewnętrzne i interfejsy
Koordynator przedmiotu:
Janusz SOSNOWSKI
Status przedmiotu:
Obowiązkowy
Poziom kształcenia:
Studia I stopnia
Program:
Informatyka
Grupa przedmiotów:
Przedmioty techniczne
Kod przedmiotu:
UZINT
Semestr nominalny:
7 / rok ak. 2012/2013
Liczba punktów ECTS:
4
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
100
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład30h
  • Ćwiczenia0h
  • Laboratorium15h
  • Projekt0h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
Zalecana zanajomośc materaiłu podstawowego z wykładu "Architektura Komputerów"
Limit liczby studentów:
24
Cel przedmiotu:
- ukształtowanie wśród studentów zrozumienia konieczności adaptacji i optymalizacji stunarodowych interfejsów komunikacyjnych - zapoznanie studentów z podstawowymi technikami komunikacji wewnętrznej i zewnętrznej systemów i urządzeń cyfrowych - zapoznanie studentów z budową oraz problemami sterowania podstawowych urządzeń zewnętrznych - ukształtowanie podstawowych umiejętności w zakresie projektowania i testowania układów oraz programów sterujących obsługę interfejsów komunikacyjnych i urządzeń peryferyjnych
Treści kształcenia:
Treść wykładu Wprowadzenie. Funkcje urządzeń zewnętrznych i interfejsów w systemach komputerowych. Struktury sieci komunikacyjnych. Układy kontrolerów oraz programy ich obsługi. Dekompozycja funkcjonalna, implementacji i fizyczna. Problemy standaryzacji i kompatybilności. Interfejsy. Techniki przesyłania informacji (przewodowe i bezprzewodowe, problem zniekształcania sygnałów, nadajniki odbiorniki, linie przesyłowe itd.), „gorące” (hot-swap) lub „zimne” podłączanie/odłączanie modułów. Podstawy transmisji danych. Przesyłanie równoległe/szeregowe, asynchroniczne, synchroniczne, izochroniczne. Kodowanie informacji. Układy synchronizacji bitowej (PLL, DPLL), układy buforowania (FIFO, pamięci wieloportowe.). Standaryzacja interfejsów: poziom fizyczny i liniowy, protokoły komunikacyjne, sterowanie dostępem do medium i przepływem informacji, taksonomia interfejsów. Przegląd podstawowych interfejsów zewnętrznych równoległych i szeregowych (RS232 - 485, IEEE1284 - Centronix, IEC625, SCSI, SATA, USB , Bluetooth, IrDA.). Interfejsy systemowe: struktury szynowe, układy arbitrażu (scentralizowane, zdecentralizowane, stało, zmienno priorytetowe, itd.), tryby transmisji (pojedyncza, blokowa, cykle rozszczepione itd.), przegląd rozwiązań standardowych w komputerach osobistych, stacjach roboczych i systemach modularnych ( PCI, PCIExpress, Infiniband, VME, VXI, Gigaplane itp.), problemy automatycznej konfiguracji (Plug&Play, hot swap). Interfejsy sieciowe (poziom fizyczny i liniowy w sieciach lokalnych i peryferyjnych). Protokoły komunikacyjne (dekompozycja pionowa i pozioma, OSI itp.) , przykłady (protokoły znakowe – BSC i binarne - HDLC, Ethernet, CAN, LON, Fiberchannel, iSCSI, itp). Złożone sieci komunikacyjne: struktury wieloszynowe, przełączniki jedno i wielopoziomowe (statyczne/dynamiczne), przedłużacze, mostki itp. Kontrolery interfejsów oraz zasady ich programowania. Pamięci zewnętrzne. Nośniki informacji, reprezentacja fizyczna informacji. Techniki rejestracji i odczytu informacji. Problemy synchronizacji. Sterowanie podzespołami elektromechanicznymi. Organizacja dostępu do danych. Struktury danych na poziomie fizycznym, logicznym, powiązania z poziomem systemowym. Kontrolery pamięci (dyski, banki pamięci dyskowych - RAID, SAN, DAS, biblioteki taśmowe). Kontrolery i programy obsługi pamięci zewnętrznych (buforowanie, pamięci podręczne). Urządzenia alfanumeryczne i graficzne. Podstawowe urządzenia wprowadzania i wyprowadzania informacji alfanumerycznej (klawiatury, urządzenia autoidentyfikacji- karty ID, RFID, itp., drukarki itp.) i graficznej (np. czytniki kodów paskowych, dokumentów, wskaźniki graficzne, monitory). Zakończenie. Kierunki rozwoju interfejsów i urządzeń zewnętrznych. Sprzętowo/programowa dekompozycja funkcji, migracja funkcji itp. Zakres ćwiczeń laboratoryjnych Ćwiczenia laboratoryjne mają na celu praktyczne zapoznanie studentów z problemami komunikacji systemu cyfrowego z urządzeniami zewnętrznymi, problemami sterowania tymi urządzeniami oraz w pewnym zakresie z problemami ich implementacji. Ponadto ćwiczenia są uzupełnieniem treści wykładowych (wymagane zaznajomienie się z odpowiednią literaturą). Jedno ćwiczenie jest poświęcone interfejsom równoległym i szeregowym (poziom fizyczny i liniowy). Kolejne dwa ćwiczenia obejmują problemy sterowania prostymi urządzeniami zewnętrznymi (np. klawiatura, drukarka, karta chipowa, itp.). czwarte ćwiczenie dotyczy pamięci masowych (np. dyskowych) a w szczególności problemu programowania uniwersalnych kontrolerów, organizacji zbiorów, testowania parametrów technicznych. Podczas ćwiczeń będą również wykorzystywane inne dostępne w laboratorium urządzenia zewnętrzne oraz przyrządy pomiarowe.
Metody oceny:
Przedmiot zaliczeniowy - ocena na podstawie 2 kolokwiów (każde za maksium 40 pkt) dotyczacych materaiałyu z wykładu oraz ocen z 4 ćwiczeń laboratoryjnych (każde po mnaksimum 10 pkt). Zaliczenie przedmiotu wymaga uzyskania ponad 41 pkt z obu kolokwiów oraz uzyskaniu minimum 21 pkt z 3 ćwiczeń laboratoryjnych.
Egzamin:
nie
Literatura:
Problemy dotyczące interfejsów są opisane w 10 obszernych raportach autorstwa J. Sosnowskiego. Poza tym studenci dostają listę pozycji najbardziej aktualnej literatury (między innymi zalecana pozycja jest P. Metzger, Anatomia PC, Helion, 20xx). Ponadto udostępniane są im kopie slide’ów z wykładów. Studenci są również zachęcani do samodzielnego zapoznania się z pewnymi problemami sygnalizowanymi na wykładzie).
Witryna www przedmiotu:
http//stud.elka.pw.edu.pl
Uwagi:

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Efekt UZINT_W01
Student zdobęzie wiedzę umozliwijaaca dokonanie wyboru odpowiedniego interfejsu komunikacyjnego (biorąc od uwagę specyfikę komunikujących się urządzeń), przeanalizować i przetestować protokół komunikacyjny od strony niezawodnościowej i wydajnościowej
Weryfikacja: kolokwium
Powiązane efekty kierunkowe:
Powiązane efekty obszarowe:
Efekt UZINT_W02
Zdobędzie wiedzę z zakresu interfejsów wewnetrznych i zewnetrnych systemów komputerowych
Weryfikacja: Kolokwium
Powiązane efekty kierunkowe:
Powiązane efekty obszarowe:
Efekt UZINT_W03
Student zdobędzie wiedzę z zakresu budowy i działania podstawowych urzadzeń zewnetrnych
Weryfikacja: kolokwium
Powiązane efekty kierunkowe:
Powiązane efekty obszarowe:

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Efekt UZINT_U01
Student potrafi zaprojektować i uruchomić układ cyfrowy realizujący funkcje nadajnika i odbiornika dla prostych interfejsów z transmisją szeregową i równoległą (poziom fizyczny i liniowy, problemy synchronizacji i obsługi błędów)
Weryfikacja: ćwiczenie laboratoryjne
Powiązane efekty kierunkowe:
Powiązane efekty obszarowe:
Efekt UZINT_U02
Student potrafi opracować programy sterujące prostymi urządzeniami zewnętrznymi (np. drukarką, karta chipową, sterowanie podstawowymi operacjami w systemie plików dyskowych) oraz przetestować ich pracę
Weryfikacja: ćwiczenia laboratoryjne
Powiązane efekty kierunkowe:
Powiązane efekty obszarowe:
Efekt UZINT_U03
Student potrafi opisać i porównać funkcje realizowane przez różne interfejsy (w tym wykresy czasowe, sekwencje komunikatów itp.)
Weryfikacja: kolokwium
Powiązane efekty kierunkowe:
Powiązane efekty obszarowe:
Efekt UZINT_U04
Student potrafi szybko przyswoić sobie wiedzę szczegółową z zakresu zaawansowanych problemów interfejsów i urządzeń peryferyjnych (w oparciu o zdobyte podstawy wiedzy technicznej)
Weryfikacja: kolokwium, ćwiczenia laboratoryjne
Powiązane efekty kierunkowe:
Powiązane efekty obszarowe:
Efekt UZINT_U05
Student potrafi dokonać oceny efektywności współpracy urządzeń zewnętrznych (problemy niezawodnościowe i wydajności)
Weryfikacja: kolokwium, ćwiczenia laboratoryjne
Powiązane efekty kierunkowe:
Powiązane efekty obszarowe:

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Efekt UZINT_K01
Student pracować indywidulanie i w zespole
Weryfikacja: kolokwia, ćwiczenia laboratoryjne
Powiązane efekty kierunkowe:
Powiązane efekty obszarowe: