Część 2.

Prezentacja na temat: "Część 2."— Zapis prezentacji:

1 Część 2

2 Pojęcia podstawowe: interfejs
INTERFEJS - (ang. Interface) urządzenie elektroniczne lub optyczne pozwalające na komunikację między dwoma innymi urządzeniami, których bezpośrednio nie da się ze sobą połączyć Interfejs – spolszczenie angielskiego słowa interface, które w języku polskim jest tłumaczone jako przejściówka lub sprzęg. interfejs klasy – w programowaniu obiektowym, abstrakcyjna reprezentacja klasy, umożliwiająca wykorzystywanie danej klasy bez odwoływania się do konkretnej implementacji. interfejs programowania aplikacji (API) – specyfikacja procedur, funkcji lub interfejsów (w znaczeniu powyższym) umożliwiających komunikację z biblioteką, systemem operacyjnym lub innym systemem zewnętrznym w stosunku do aplikacji korzystającej z API. interfejs – urządzenie elektroniczne lub optyczne pozwalające na komunikację między dwoma innymi urządzeniami, których bezpośrednio nie da się ze sobą połączyć. interfejs użytkownika – część oprogramowania odpowiadająca za interakcję między aplikacją i użytkownikiem: interfejs graficzny – interfejs użytkownika komunikujący stan programu w postaci graficznej na ekranie (lub wyświetlaczu), który jako wejście wykorzystuje urządzenie wskazujące (myszkę, touchpad, tablet, dżojstik itp.) i klawiaturę, interfejs tekstowy – interfejs użytkownika komunikujący stan aplikacji w postaci znaków na ekranie (lub wyświetlaczu), wykorzystujący jako urządzenie wejściowe tylko klawiaturę. W prawie telekomunikacyjnym zawarto określenie mówiące, że interfejs to układ elektryczny, elektroniczny lub optyczny, z oprogramowaniem lub bez oprogramowania, umożliwiający łączenie, współpracę i wymianę sygnałów o określonej postaci pomiędzy urządzeniami połączonymi za jego pośrednictwem zgodnie z odpowiednią specyfikacją techniczną. Tamże zawarto również określenia: interfejs programu aplikacyjnego oraz interfejs radiowy.

3 Hierarchia interfejsów pomiarowych ● Magistrala wejścia-wyjścia: PCI-E, PCI-X, PCI, AGP, EISA, ISA ● Interfejsy peryferyjne

4 Podział interfejsow peryferyjnych
Ze względu na zakres zastosowań: – Specjalizowane: VGA, klawiatura (PS/2), IDE – Uniwersalne: COM, USB, SCSI, FireWire ● Ze względu na liczbę podłączanych urządzeń: – Dedykowane: COM, AGP, Serial ATA – Wspołdzielone: PCI, SCSI, USB, FireWire

5 Interfejsy szeregowe i rownoległe
● Interfejs szeregowy: jedna linia sygnałowa, przy wysyłaniu grupy bitow (bajtow, słow itd.) bity są wysyłane po kolei, każdy ma przyporządkowaną jednostkę czasu ● Interfejs równoległy: dla każdego bitu z grupy oddzielna linia sygnałowa, wszystkie bity z grupy wysyłane jednocześnie w określonej jednosce czasu

6 Zalety i wady interfejsów szeregowych
– Proste i tanie kable i złącza – Proste (ilościowo) nadajniki i odbiorniki ● Wady: – Skomplikowane (koncepcyjnie) nadajniki i odbiorniki (konieczność buforowania danych) – Niska prędkość transmisji Konkluzja: interfejsy przydatne przy małych prędkościach lub stosunkowo dużych odległościach

7 Zalety i wady interfejsów równoległych
Zalety: – Duże prędkości transmisji – Proste (koncepcyjnie) nadajniki i odbiorniki ● Wady: – Duże i drogie kable i złącza – Złożone (ilościowo) nadajniki i odbiorniki Konkluzja: interfejsy przydatne przy dużych prędkościach transmisji na małe odległości, rownież przy podłączaniu bardzo prymitywnych Urządzeń Interfejsy rownoległe stosuje się dla bardzo dużych prędkości przy bardzo małych długościach połączeń (np. dostęp do pamięci operacyjnej), nie wykorzystuje się kabli a połączenia drukowane ● W przypadku połączeń kablowych następuja powszechna migracja do interfejsow szeregowych

8 Przykładowe prędkości i odległości
RS-232C (COM) – szeregowy – do 25m – do 11kB/s ● IEEE 1284 (LPT) – rownoległy – do 10m – do 2MB/s ● USB 2.0 – szeregowy – do 30m – do 30MB/s ● Serial ATA – szeregowy – do 1m – do 150MB/s ● PCI-E – rownoległy – kilkanaście cm – do 8GB/s ● HyperTransport – rownoległy – kilka cm – do 21GB/s

9 Pojęcia podstawowe: Synchroniczna i asynchroniczna transmisja danych
● Transmisja asynchroniczna nie podlega ograniczeniom czasowym ● Transmisja synchroniczna oznacza przesyłanie danych ze stałą szybkością chwilową ● Transmisja izochroniczna oznacza przesyłanie danych ze stałą szybkością średnią. Szczegolnie przydatna przy przesyle danych audio/video

10 Pojęcia podstawowe: mikrokontoler
MIKROKONTROLER – (ang. Microcontroller) Komputer wykonany w jednym układzie scalonym, używany do sterowania urządzeniami elektronicznymi. Oprócz jednostki centralnej CPU posiada zintegrowane pamięci oraz urządzenia peryferyjne, np.: Intel 80C51, Atmel Atmega128, Freescale MCF5282, ARM926EJ-S Mikrokontroler (skrót ang. MCU lub μC) – system mikroprocesorowy zrealizowany w postaci pojedynczego układu scalonego, zawierającego jednostkę centralną (CPU), pamięć RAM oraz na ogół pamięć programu i rozbudowane układy wejścia-wyjścia. Określenie mikrokontroler pochodzi od głównego obszaru zastosowań, jakim jest sterowanie urządzeniami elektronicznymi. Mikrokontroler stanowi użyteczny i całkowicie autonomiczny system mikroprocesorowy, nie wymagający użycia dodatkowych elementów, których wymagałby do pracy tradycyjny mikroprocesor. Skądinąd, mikrokontrolery przystosowane są do bezpośredniej współpracy z rozmaitymi urządzeniami zewnętrznymi, w tym również takimi, do których obsługi tradycyjny mikroprocesor wymagałby użycia dodatkowych układów peryferyjnych.

11 Jednopłytkowy KOMPUTER z systemem Windows CE 6.0.
Posiada 32 bitowy mikroprocesor o architekturze typu RISC (Reduced Instruction Set Computer), z zegarem 200MHz, pamięć RAM 256MB, 256M SDRAM, ECC, NANDFLASH, COMPACTFLASH. EBI interfejsy, Interfejsy EBI0 oraz EBI1 spełniają tą funkcję zapewniając obsługę różnego rodzaju pamięci takich jak SRAM, GPIO –(General Purpose Input/Output) jest interfejsem służącym do komunikacji pomiędzy elementami systemu komputerowego, takimi jak mikroprocesor czy różne urządzenie peryferyjne. Wyprowadzenia takiego urządzenia (piny) mogą pełnić zarówno rolę wejść, jak i wyjść i jest to zazwyczaj właściwość konfigurowalna. Piny GPIO są często grupowane w porty. USART- Uniwersalny synchroniczny i asynchroniczny odbiornik i nadajnik (USART) jest wysoce elastycznym szeregowym urządzeniem do transmisji danych. MCI--stworzony przez Microsoft oraz IBM interfejs programowy dla systemu Microsoft Windows oraz OS/2 umożliwiający korzystanie ze sprzętu multimedialnego, takiego jak odtwarzacze CD-Audio. Programista może z łatwością programować MCI po prostu wysyłając komendy w postaci ciągów znaków. MCI został porzucony na rzecz DirectX Porty: sterownik sieci komputerowej Ethernet 10/100 oraz RS, USB (1 device 2x host) TWI – interfejs dwuprzewodowy kompatybilny z IC działa z prędkością 400Kbps i tylko w trybie master, może służyć do podłączenia pamięci szeregowych, zegarów RTC, czujników SPI – szeregowy interfejs peryferyjny jest sposobem na przekazywanie danych w sposób synchroniczny pomiędzy mikrokontrolerem a peryferiami w trybie master-slave lub pomiędzy wieloma mikrokontrolerami w trybie z wieloma masterami i może być wykorzystany do podłączenia: koprocesora (układ scalony wspomagający procesor w obliczeniach zmiennoprzecinkowych) lub peryferii takich jak przetworniki cyfrowo-analogowe, analogowo-cyfrowe, konrolery LCD, czujniki, kontrolery CAN, pamięci szeregowe takie jak EEPROM. Jeden interfejs umożliwia podłączenie 15 urządzeń. Ten jednopłytkowy KOMPUTER Bezpośrednio sterować wyświetlaczem LCD z matrycą podświetlającą i ekranem dotykowym, pamięcią Flash,

12 Pojęcia podstawowe: komputer
KOMPUTER - (ang. Computer) Urządzenie elektroniczne, maszyna cyfrowa zdolna do przetwarzania danych cyfrowych zgodnie z dostarczonym programem

13

14 Pojęcia podstawowe: komputer (system) wbudowany
KOMPUTER (system) wbudowany- (ang. Embedded Computer) Dedykowany system komputerowy, niewielkich rozmiarów sterownik wbudowany w urządzenie, przeznaczony do sterowania urządzeniem mechanicznym, elektrycznym lub elektronicznym Komputer jednopłytkowy              PCM-4170 Komputer jednopłytkowy z procesorem ULV Intel® Celeron® oraz gniazdem PC/104-Plus

15 Pojęcia podstawowe: komputer osobisty
(ang. Personal Computer) System komputerowy przeznaczony do użytku osobistego, domowego lub biurowego. Komputer wyposażony w system operacyjny przeznaczony do wykonywania aplikacji wykorzystywanych przez użytkownika

16 Jak To Jest Zrobione - Komputer

17 Płyta główna komputera PC

18

19

20 Przypomnijmy

21 Pojęcia podstawowe: architektura komputera
ARCHITEKTURA KOMPUTERA - (ang. Computer Architecture) Sposób organizacji oraz współpracy podstawowych elementów systemu komputerowego, tj. procesora, pamięci oraz urządzeń peryferyjnych. Opis komputera z punktu widzenia programisty w języku niskiego poziomu (asembler). Budowa procesora, potoku wykonawczego oraz model programowy procesora

22 Architektura komputera
Interfejs RD – Interfejs RA – US – ALU - Jednostka arytmetyczno-logiczna (z ang. Arithmetic and Logical Unit lub Arithmetic Logic Unit, ALU) to jedna z głównych części procesora, prowadząca proste operacje na liczbach całkowitych.

23 Architektura komputera

24 Architektura komputera

25 Przypomnijmy

26 Grzegorz Mazur — Politechnika Warszawska
Schemat przedstawia architekturę pamięcio-centryczną, charakterystyczną dla dużych komputerów budowanych w latach 60-tych XX wieku. Zgodnie z nazwą, centralnym elementem struktury jest pamięć, wyposażona w kilka portów, umożliwiających połączenie jej z kilkoma urządzeniami. Urządzeniami tymi są procesor (lub pro cesory) i tzw. kanały wejścia-wyjścia, czyli specjalizowane procesory transmitujące dane pomiędzy urządzeniami zewnętrznymi i pamięcią komputera. UZ – urządzenia zewnętrzne Grzegorz Mazur — Politechnika Warszawska

27

28 We współczesnych komputerach sterownik pamięci umieszczony jest w procesorze. Most północny jest wyposażony w indywidualne łącza dla sterowników urządzeń zewnętrznych, zrealizowane w standardzie PCI express. „Most południowy” jest zintegrowanym sterownikiem urządzeń zewnętrznych. Szyna PCI została zachowana w celu umożliwienia podłączenia starszych sterowników urządzeń. Jest ona przeznaczona do usunięcia. Szyna sterująca (ang. control bus) - połączenie między jednostką centralną i pamięcią oraz układem wejścia-wyjścia, które prz Mostek południowy (ang. southbridge) – element współczesnych chipsetów, realizujący połączenie procesora do wolniejszej części wyposażenia mikrokomputera:przenosi sygnały od mik Mostek północny (ang. northbridge) – element współczesnych chipsetów, realizujący połączenia pomiędzy procesorem, pamięcią operacyjną, magistralą AGP lub PCI Express i mostkiem południowym.roprocesora, określające jaki rodzaj operacji ma wykonać układ współpracujący (np. odczyt lub zapis pamięci) W większości współczesnych płyt głównych mostek północny pełni rolę kontrolera pamięci oraz pośrednika pomiędzy procesorem, pamięcią operacyjną i kartą graficzną. Komunikacja pomiędzy procesorem a resztą podzespołów płyty głównej odbywa się przy pomocy mostka południowego.

29 Pojęcia podstawowe: urządzenia zewnętrzne, peryferyjne
URZĄDZENIA PERYFERYJNE- (ang. Peripheral Device) Urządzenia elektroniczne dołączone do procesora przez magistrale systemową lub interfejs. Urządzenia zewnętrzne wykorzystywane są do realizowania specjalizowanej funkcjonalności systemu. Urządzenie peryferyjne (ang. peripheral device) - dowolna część komputera inna niż procesor (CPU) i pamięć operacyjna, jak np. klawiatura, monitor, mysz, drukarka, skaner, napęd taśmowy, mikrofon, głośnik, aparat fotograficzny, dżojstik, kamera internetowa.

30 Pojęcia podstawowe: komputer SoC
KOMPUTER SoC - (ang. System-on-Chip) mianem tym określa się układ scalony zawierający kompletny system elektroniczny, w tym układy cyfrowe, analogowe (także radiowe) oraz cyfrowo-analogowe. Poszczególne moduły tego systemu, ze względu na ich złożoność, pochodzą zwykle od różnych dostawców, np. rdzeń procesora od jednego producenta, układy peryferyjne od innego, interfejsy od jeszcze innego, itd... Typowym obszarem zastosowań SoC są systemy wbudowane, a najbardziej rozpowszechnionym przedstawicielem tego rozwiązania są systemy oparte na procesorach ARM.

31 Pojęcia podstawowe: komputer SoC
W przypadku, gdy nie jest możliwa integracja wszystkich układów na jednym podłożu półprzewodnikowym, poszczególne moduły wykonuje się na osobnych kryształach, a całość zamyka się w jednej obudowie, SiP (ang. System-in-a-package). SoC różnią się od mikrokontrolerów znacznie wydajniejszą jednostka obliczeniową CPU (pozwalającej uruchamiać systemy operacyjne, np. Linux, Windows) oraz są zwykłe wyposażone w specjalizowane układy peryferyjne.

32 CPU – Procesor (ang. processor), także CPU (ang
CPU – Procesor (ang. processor), także CPU (ang. Central Processing Unit) – urządzenie cyfrowe sekwencyjne, które pobiera dane z pamięci, interpretuje je i wykonuje jako rozkazy. Wykonuje on ciąg prostych operacji (rozkazów) wybranych ze zbioru operacji podstawowych określonych zazwyczaj przez producenta procesora jako lista rozkazów procesora. Cache - Pamięć podręczna aut. Bartłomiej Sięka

33 Układy scalone – SONDA jak się robi rozum