Внешние порты для подключения периферии
Оглавление
Введение. 2
Порты персонального компьютера. 5
Внешние порты персонального компьютера. 5
Последовательные порты.. 7
Параллельные порты.. 9
Порт PS/2. 10
USB-порты.. 11
IEEE 1394 (FireWire) 14
Порт D-SUB (VGA) 15
Порт S-Video. 16
Порт DVI 16
Порт HDMI 17
DisplayPort 17
Картридер. 18
Порты аудиокарты. 19
Ethernet порт. 20
Заключение. 23
Литература. 24
Аппаратное обеспечение компьютера совершенствуется и с каждой генерацией мы обнаруживаем новые виды разъемов (или порты) на купленных системных блоках. К ним подключаются различные, так называемые периферийные устройства (принтеры, сканеры, программаторы, видеокарты, мониторы и так далее).
Порты находятся на материнской плате системного блока и представляют собой разъемы (большая часть из них на задней части). Часть разъемов выводится и на переднюю панель и они так же подключены к материнской плате.
На материнскую плату так же можно дополнительно установить и дополнительные устройства через специальные слоты расширения. К таким устройствам относятся дискретные видеокарты, сетевые карты, адаптеры Wi-Fi, USB-хабы, карт-ридеры, электронные замки, видеокарты и т.п.
Система ввода-вывода информации, наряду с процессором и памятью — это одна из важнейших систем компьютера. И расположенные в системном блоке порты ввода-вывода являются важнейшей частью архитектуры персонального компьютера.
Современные компьютеры оснащены различными портами для подключения внешних устройств с тем, чтобы эти устройства могли работать совместно с ПК.
Порты нужны компьютеру для того, чтобы с их помощью проводить ввод и вывод данных. Например, они позволяют вводить данные в ПК с клавиатуры, мобильного телефона, цифрового фотоаппарата, со сканера, выводить результаты на монитор, на принтер, записывать музыку с ПК на плеер или Ipod, а также книги на ридер (устройство для чтения книг) и т.д.
Но такое многообразие внешних устройств, работающих с ПК, появилось далеко не сразу. С момента создания первых вычислительных машин их способность работать с внешними устройствами является чуть ли не самой главной задачей.
Действительно, кому нужно высокое быстродействие ПК, если нет возможности быстро ввести в него большое количество данных для последующей обработки? Если время, которое мы затратим на ввод данных, будет во много раз больше, чем время их обработки на компьютере, то тогда будет потерян всякий смысл такой автоматизации. Аналогично, если расчеты делаются быстро, а для получения результатов нужно ждать длительное время, такой быстрый расчет с крайне медленным выводом данных не имеет практического смысла.
Кстати, первые электронные вычислительные машины проектировались и создавались сразу же с подключенными к ним внешними устройствами, причем их число и возможности были строго ограничены. Это были консоли для операторов в машинном зале, дисплеи для программистов и пользователей (как правило, в дисплейном зале), принтеры, дисковые и ленточные накопители, устройства ввода-вывода на перфоленты и перфокарты и т.п.
С развитием ПК и распространением их дома и в офисах ввод и вывод данных стал еще более актуальным и, самое главное, более разнообразным. ПК были созданы так, чтобы иметь возможность подключения теоретически неограниченного количества всевозможных внешних устройств различного назначения (клавиатуры, манипулятор мышь, мониторы, принтеры, сканеры, модемы и т.п.), а также бытовых устройств (фотоаппараты, музыкальные проигрыватели и т.п.) или специализированных устройств (например, миди-клавиатуры или синтезаторы и т.п.).
При таком разнообразии устройств ввода-вывода данных невозможно под каждое устройство создавать свой уникальный порт. Первоначально делались такие попытки, но это не оправдало себя. Гораздо более удобным оказалось создание универсальных портов ввода-вывода, к которым можно было подключать любые устройства по выбору пользователей.
Порт – электронное устройство, выполняемое прямо на материнской плате персонального компьютера или на дополнительных платах, устанавливаемых в персональный компьютер. Порты имеют уникальный разъем для подключения внешних устройств .
Порт — это сложное устройство, имеющее свои микросхемы и управляемое программно.
Предназначены они для обмена данными между персональным компьютером и внешними устройствами (принтерами, модемами, цифровыми фотоаппаратами и т. д.). Довольно часто, в литературе можно встретить ещё одно название для портов – интерфейсы.
Все порты можно условно разбить на две группы:
· Внешние — для подключения внешних устройств (принтеры, сканеры, плоттеры, устройства видеоизображения, модемы и т. п.);
· Внутренние — для подключения внутренних устройств (жёсткие диски, платы расширения).
1. PS/2 - порт для подключения клавиатуры;
2. PS/2 - порт для подключения "мышки";
3. Ethernet - порт для подключения локальной сети и сетевых устройств (роутеров, модемов и др.);
4. USB - порт для подключения устройств внешней периферии (принтеров, сканеров, смартфонов и др.);
5. LPT - параллельный порт. Служит для подключения ныне устаревших моделей принтеров, сканеров и плоттеров;
6. COM - последовательный порт RS232. Служит для подключения устройств типа dial-up модемов и старых принтеров. Ныне устарели, практически не используется;
7. MIDI - порт для подключения игровых консолей, midi клавиатур, музыкальных инструментов с таким же интерфейсом. В последнее время практически вытеснен USB-портом;
8. Audio In - аналоговый вход для линейного выхода звуковых устройств (магнитофонов, плееров и др.);
9. Audio Out - выход аналогово звукового сигнала (наушники, калонки и др.);
10. Mikrophone - микрофонный выход для подключения микрофона;
11. SVGA - порт для подключения устройств видеоотображения: мониторов, современных LED, LCD и плазменных панелей (этот тип разъёма является устаревшим);
12. VID Out - порт используется для вывода и ввода низкочастотного видеосигнала;
13. DVI - порт для подключения устройств видеоотображения, более современнее чем SVGA.
Последовательный порт (интерфейс) обеспечивает передачу данных последовательно, бит за битом и поэтому обеспечивают малую скорость передачи данных и имеют простое устройство. Их используют для подключения медленных устройств, а также в тех случаях, когда нет ограничений на продолжительность обмена данными, например, для подключения клавиатуры и мыши. Скорость передачи данных через последовательный интерфейс измеряется в битах в секунду.
Последовательный порт (COM-порт компьютера, сокращение COM происходит от Communication port, что означает «коммуникационный порт», он же SERIAL-port).
Название порта указывает на его основное назначение - подключение коммуникационного оборудования (например, модема) для связи с другими компьютерами, сетями и периферийными устройствами.
Через последовательный порт данные в каждый момент времени передаются только в одном направлении по одной линии последовательно по 1 биту, которые последовательно следуют друг за другом.
При такой работе о большой скорости обмена информацией речь не идет. Предел для COM-портов – 115 Кбит/с. К этому порту подключаются относительно медленные устройства: обычный модем или мышь. Кроме того, COM-порт используется для подключения различного специализированного оборудования (например, кассового аппарата, для работы с разными датчиками, купюроприемниками и другими техническими устройствами ). Материнские платы обычно имеют два последовательных порта, которые обозначают либо COM1 и COM2, либо SERIAL 1 и SERIAL 2. Однако сегодня устройства, использующие данный интерфейс, встречаются нечасто, поэтому все больше материнских плат оборудуются одним портом COM.
Рис. Последовательные порты
Конструктивно, последовательный порт ПК имеет разъем типа «папа» (с торчащими штырьками):
DB9 (9-ти штырьковый)
DB25 (25-ти штырьковый)
На сегодняшний день, 25-ти штырьковый разъем последовательного порта практически вышел из употребления и уже несколько лет не устанавливается на ПК. Если производитель снабжает материнскую плату COM-портом, то это 9-ти контактный разъем типа DB9.
Параллельные порты (интерфейсы) обеспечивают передачу данных одновременно группами битов, что повышает скорость передачи данных. Количество битов в группе называется разрядностью интерфейса. Они имеют более сложное устройство, чем последовательные интерфейсы. Их применяют там, где важна скорость передачи данных: для подключения принтеров, плоттеров, сканеров, устройств записи на внешние запоминающие устройства и т.п. Производительность параллельных интерфейсов измеряется в байтах в секунду.
Этот порт также является «старожилом» и занимает примерно ту же строку, что и последовательный. Параллельный (LPT, от англ. Line PrinTer — линия принтера) порт передает сигнал в двух направлениях по параллельным линиям. Через параллельный порт обычно передается одновременно 8 бит данных по 8 параллельным проводникам. Данные порты появились одними из первых и сохранились до сих пор. Скорость передачи данных через параллельный порт колеблется от 800 Кбит/с до 16 Мбит/с (достаточно средние значения скорости). Чаще всего этот порт используется для подключения принтеров, сканеров, стримеры и другие устройства, требующие высокую скорость передачи данных, также может применяться для связи двух компьютеров между собой.
Обычно такие порты на материнской плате обозначаются либо LPT, либо PARALLEL).
Число параллельных портов у компьютера не превышает трех, и они имеют соответственно логические имена LPT1, LPT2, LPT3. На сегодняшний день параллельный порт устарел и практически не используется, хотя производители материнских плат все ещё включают его в её состав.
Рис. LPT-порт (сверху) и соединительный разъем к нему (снизу)
Стандартный LPT-разъём, который обычно можно встретить на не слишком старых ПК, имеет 25 контактов.
Конструктивно LPT-порт всегда имеет тип "мама" (с дырочками):
PS/2 – это еще один представитель семейства параллельных портов.
В большинстве компьютеров есть два таких специализированных порта: первый для подключения клавиатуры, второй — мыши. Для портов PS/2 были приняты свои цветовые коды, для мыши зеленый, а для клавиатуры фиолетовый. Если этот порт всего один или вообще отсутствует, следует использовать клавиатуру или мышь с интерфейсом USB. Необходимо помнить, что подключать устройства к PS/2-портам нельзя при включенном питании, –
контроллер устройства может перегореть.
Рис. Порты PS/2
USB (Universal Serial Bus – универсальный последовательный порт) является абсолютным лидером. В наши дни без этих портов не может обойтись ни один компьютер.
Растущая популярность USB-устройств привела к появлению в 2000 году аналогичного, но более быстрого порта. Старый, во избежание путаницы, назвали USB 1.1, а новый USB 2.0. С появлением стандарта USB 2.0 значительно возросла и скорость обмена данными, которая может достигать 480 Мбит/с.
В 2008 году был утвержден стандарт USB 3.0 со скоростью передачи данных до 5 Гбит/с, немного позже появились устройства, поддерживающие этот стандарт.
Причём, все версии этого интерфейса совместимы между собой. То есть устройство использующее интерфейс 2.0 может быть подключено к порту USB3.0 (порт в этом случае автоматически понизит скорость до нужного значения). Соответственно, устройство использующее порт USB 3.0 может быть подключено к порту USB 2.0. Единственное условие, если для нормальной работы требуется скорость выше, чем максимальная скорость USB 2.0, то нормальное функционирование периферийного устройства будет в этом случае не возможно.
Причина широкой популярности USB-портов заключается в их нескольких очевидных преимуществах по сравнению с предшественниками.
• Поддержка технологии Plug and Play (подключи и работай). Благодаря этой технологии компьютер самостоятельно находит драйвер только что подключенного устройства, обращаясь к пользователю только при крайних затруднениях.
• Возможность «горячего» подключения. Любое устройство нужно подключать к компьютеру только в выключенном состоянии того и другого. Так вот, для USB-устройств подключать и отключать устройства можно в процессе работы компьютера, причем настраиваются они операционной системой автоматически.
• Высокая скорость обмена информацией.
• Поддержка гирляндных соединений. На один порт USB вы сможете подключить несколько устройств, используя, например, концентратор USB. Или приобрести, скажем, USB-клавиатуру с собственными USB-разъемами. Можно подключить клавиатуру к компьютеру, а прочие USB-устройства – к клавиатуре.
• Обеспечение устройства электропитанием. Порт USB одновременно обеспечивает подключенное
устройство электропитанием, что упрощает такие устройства и делает их меньшими
по размерам и энергонезависимыми от электрических сетей. Например, к USB портам
компьютера могут подключаться внешние накопители на жестких дисках, CD и DVD
дисководы, флешки, плейеры и другие устройства, которым теперь не нужны блоки
питания и шнуры для подключения к электричеству, столь необходимому для их
работы.
Для версии порта USB 2.0 максимальный потребляемый ток может достигать значения
в 0.5A, а в версии USB3.0 – 0.9А. Превышать указанные значения не
рекомендуется, так как это приведёт к выходу интерфейса из строя.
Большинство новых плат имеют два или более встроенных порта USB 3.0, которые окрашены в синий цвет, а также несколько портов USB 2.0, отмеченных черным цветом.
Разработчики современных цифровых устройств, все время стремятся к минимизации. Поэтому, конструктивно данный порт может иметь кроме стандартного разъёма, ещё и мини-вариант для миниатюрных устройств – mini-USB. Никаких принципиальных отличий от стандартного USB-порта кроме конструкции самого разъёма mini-USB не имеет.
Практически все современные устройства имеют USB-порт для подключения к ПК. Лёгкость установки – подключенное устройство распознаётся операционной системой практически сразу после присоединения, даёт возможность пользоваться таким портом без специальных «компьютерных» знаний. Принтеры, сканеры, цифровые фотоаппараты, смартфоны и планшеты, внешние накопители – это лишь небольшой список периферийного оборудования, которое сейчас использует этот интерфейс.
В последнее время все большую популярность приобретают разработанный компанией Apple интерфейс IEEE 1394, известный обычным пользователям как FireWire (что в буквальном переводе с английского означает «огненный провод»). Это высокоскоростной последовательный порт для цифровых видеоустройств; встречается в некоторых моделях плат.
Шина FireWire способна передавать информацию со скоростью 400 Мбит/с, поэтому через порты FireWire к компьютеру обычно подсоединяют различные видеоустройства. IEEE 1394 применяется для подключения видеокамер, цифровых фотоаппаратов и других мультимедийных устройств, а также принтеров, сканеров, внешних жестких дисков.
Посредством этих портов вы также можете подключить два или несколько компьютеров друг к другу, образовав самую настоящую компьютерную сеть с высокой скоростью обмена данными.
Как и USB, шина FireWire поддерживает гирляндное и «горячее» подключения, а также технологию Plug and Play.
Порт D-SUB (VGA) (англ. Video Graphics Array) - аналоговый интерфейс, предназначенный для подключения монитора или проектора через 15-контактный разъём DB-15F (D-sub) и присутствует при наличии на плате интегрированного видеоадаптера.
В настоящее время VGA считается устаревшим и вытесняется цифровыми интерфейсами DVI, HDMI и DisplayPort.
Это так называемый s-video порт, он используется для воспроизведения аналогового видеоконтента. В последнее время он практически не используется, поэтому встретить его можно очень редко.
DVI (англ. Digital Visual Interface - цифровой видеоинтерфейс) - интерфейс предназначается для передачи видеоданных на монитор или телевизор. В основном встречается в компьютерах или телевизорах.
Имеются три версии DVI:
• DVI-A - только аналоговая передача.
• DVI-I - аналоговая и цифровая передача.
• DVI-D - только цифровая передача.
HDMI (англ. High-Definition Multimedia Interface - мультимедийный интерфейс для передачи высококачественного цифрового видео и звука) - интерфейс, позволяющий передавать цифровые видеоданные высокого разрешения и многоканальные цифровые аудиосигналы с защитой от копирования. Разъем HDMI используется для подключения к жидкокристаллическому телевизору или проектору. Основное различие между HDMI и DVI состоит в том, что разъём HDMI меньше по размеру, а также поддерживает передачу многоканальных цифровых аудиосигналов.
DisplayPort (с англ. "разъём дисплея") – современный интерфейс, предназначенный для подключения к компьютеру аудио и видеоаппаратуры. DisplayPort имеет пропускную способность вдвое большую, чем DVI, низкое напряжение питания и низкие посторонние наводки. В настоящее время существуют два типа разъёмов: полноразмерный DisplayPort и уменьшенный Mini DisplayPort, разработанный компанией Apple. Размеры разъёма Mini DisplayPort в 10 раз меньше, чем у стандартного разъёма DVI. Технология, реализованная в DisplayPort, позволяет передавать одновременно как графические, так и аудио сигналы. Основное отличие от HDMI — более широкий канал для передачи и большая скорость передачи данных.
Это устройство, предназначенное для считывания информации с карт памяти, которые используются в цифровых фотокамерах, карманных персональных компьютерах, мобильных телефонах.
Данный интерфейс предназначен для подключения карт памяти различных форматов, например SD, microSD или SDXC. Карты памяти хранят информацию, такую как фото, видео, текстовые данные, или любую другую, такого типа.
Некоторые могут сказать, что в нем нет необходимости, поскольку все это можно проделать, используя USB-кабель, который, обычно, входит в стандартную комплектацию.
Картридер имеет следующие преимущества:
· во-первых, передача информации посредством кабеля осуществляется со скоростью, обычно не превышающей 300 Кб/с. Представьте, сколько вам придется ждать, если необходимо закачать, например, несколько гигабайт. А с помощью картридера значение скорости записи/считывания достигает 6 Мб/с и более, то есть быстрее в 20 раз!
· во-вторых, картридер гораздо удобнее и практичнее в использовании. Как правило, при подключении устройства с помощью USB-кабеля возникает необходимость дополнительной установки специального программного обеспечения или драйверов. Особенно это доставляет неудобства в случае, когда у вас множество цифровых устройств, которые нужно подключать к разным ПК. При использовании картридера эта проблема отсутствует - обычно он быстро распознается, а вставленная карта видна как отдельный съемный диск.
· В-третьих, при подключении какого-либо устройства, например, цифровой фотокамеры, через USB оно затрачивает энергию, что отрицательно сказывается на аккумуляторе, сокращая его срок службы. Естественно, для картридера такой проблемы также не существует.
Звуковая карта - это плата расширения или интегрированный чипсет (кодек) для создания звука на компьютере, который можно услышать через громкоговорители или наушники, или записи при помощи микрофона.
К альтернативным названиям относятся: устройство вывода звука, звуковая плата, аудиоплата или аудиоустройство и другие, реже встречающиеся названия.
Большинство звуковых карт имеют порты для подключения динамиков, микрофонов и вспомогательных устройств. Но также существуют карты с большим количеством портов ввода и вывода, предназначенных для более продвинутых задач.
Ниже приведены наиболее часто встречающиеся аудиоразъёмы:
1. Розовый – микрофонный аудиовход;
2. Светло-голубой – линейный аудиовход;
3. Светло-зелёный – линейный аудиовыход для главного стереосигнала (передние колонки или наушники);
4. Оранжевый – линейный аудиовыход для центрального канала или сабвуфера (англ. subwoofer) — акустическая система, воспроизводящая звуки низких частот, в том числе инфразвук (примерно от 5 до 200 Гц);
5. Чёрный – линейный аудиовыход для объёмного звучания, как правило, это боковые динами;
6. Серый – линейный аудиовыход для объёмного звучания задних динамиков.
Также существуют дополнительный, игровой порт – MIDI -15 контактный соединитель для подключения дополнительных аудиоустройств.
Использует последовательный способ обмена информацией, также его называют RJ-45 порт.
Значение этого интерфейса трудно переоценить, как правило, именно он используется для подключения персонального компьютера к локальной сети или для выхода в интернет в большинстве случаев. Практически все современные ПК, ноутбуки и нетбуки оборудованы встроенным в материнскую плату Ethernet-портом.
Для подключения внешних устройств используется специальный Ethernet–кабель, имеющий с обоих концов одинаковые разъёмы – RJ-45, содержащие восемь контактов.
Кабель симметричен, в связи с чем, порядок подключения устройств значения не имеет – к любому из идентичных разъёмов кабеля можно подключить любое устройство на выбор – ПК, роутер, модем и т. п. Маркируется аббревиатурой — UTP, общепринятое название – «витая пара». В большинстве случаев, как для домашнего, так и для офисного использования применяют кабель пятой категории марки UTP-5 или UTP-5E.
Скорость передаваемых по Ethernet-соединению данных зависит от технических возможностей порта и составляет 10 Мбит/сек, 100 Мбит/сек и 1000 Мбит/сек. Следует понимать, что эта пропускная способность является теоретической, и что в реальных сетях она несколько ниже в виду особенностей работы Ethernet-протокола передачи данных.
Также, следует иметь в виду, что далеко не все производители устанавливают в свои Ethernet-контроллеры быстродействующие чипы, так как они весьма дороги. Это приводит к тому, что на практике, реальная скорость передачи данных значительно ниже, указанной на упаковке или в спецификации. Как правило, практически все Ethernet-карты совместимы между собой и сверху вниз. То есть более новые модели, имеющие возможность подключения на скорости в 1000 Мбит/сек (1 Гбит/сек), без проблем будут работать со старыми моделями, на скоростях 10 и 100 Мбит/сек.
Современный персональный компьютер никогда не приобрёл бы такую огромную популярность, выполняй он только вычислительные функции. Нынешний ПК – это многофункциональное устройство, при помощи которого, пользователь может не только проводить какие-либо расчёты, но также выполнять ещё массу различных дел: распечатывать текст, управлять внешними устройствами, связываться с другими пользователями с помощью компьютерных сетей и т. д. Все эта огромная функциональность достигается при помощи дополнительных устройств – периферии, которые подключаются к персональному компьютеру посредством специальных разъёмов, называемыми портами.
Порты ввода/вывода персонального компьютера является неотъемлемой частью его системы ввода - вывода и предназначены для подсоединения различных периферийных устройств. Наличие портов ввода-вывода позволяет пользователю вводить информацию в компьютер, получать ее от других компьютеров и устройств, а также передавать ее.
1. Авдеев В.А. Периферийные устройства: интерфейсы, схемотехника, программирование.-М.:ДМК Пресс,2009 г
2. Гук М. Аппаратные интерфейсы ПК. Энциклопедия. — СПб.: Питер, 2002
3. Информатика: Базовый курс/ Под ред. Симоновича С.В. – СПб.: Питер, 2009 г.
4. О.Ю. Заславская, И.В. Левченко. Информатика и информационно-коммуникационные технологии.
5. Справочные материалы: – М.: АПКиППРО, 2005
6. Информатика и информационные технологии / Под ред. Ю.Д. Романовой. – М.: Эксмо, 2008
Ресурсы сети Internet:
7. www.center.ru;
8. www.ixbt.ru.
9. https://fast-wolker.ru/porty-kompyutera-i-ix-naznachenie.html
10. BestFREE.ru
11. https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%BE%D1%81%D0%BB%D0%B5%D0%B4%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D1%8B%D0%B5_%D0%B8_%D0%BF%D0%B0%D1%80%D0%B0%D0%BB%D0%BB%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D1%8B%D0%B5_%D0%BF%D0%BE%D1%80%D1%82%D1%8B_%D0%B2%D0%B2%D0%BE%D0%B4%D0%B0-%D0%B2%D1%8B%D0%B2%D0%BE%D0%B4%D0%B0
12. https://studopedia.org/2-8369.html
13. https://lektsii.com/2-3117.html
14. https://losst.ru/vneshnie-interfejsy-kompyutera-dlya-podklyucheniya-ustrojstv
15. http://usersos.ru/ustrojstvo-komplektuyushhie/iz-chego-sostoit-kompyuter-chasti-osnovnye-periferijnye-ustrojstva.html
16. http://worldusb.ru/blog/Podcliuchaem-neskolko-ustroistv-k-odnomu-USB-portu/
17. https://wiki2.org/ru/%D0%9F%D0%BE%D1%81%D0%BB%D0%B5%D0%B4%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D1%8B%D0%B5_%D0%B8_%D0%BF%D0%B0%D1%80%D0%B0%D0%BB%D0%BB%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D1%8B%D0%B5_%D0%BF%D0%BE%D1%80%D1%82%D1%8B_%D0%B2%D0%B2%D0%BE%D0%B4%D0%B0-%D0%B2%D1%8B%D0%B2%D0%BE%D0%B4%D0%B0
18. https://lektsia.com/3x60fe.html
19. http://kpe.hww.ru/cms/page/obzor-interfejsov-portov-vvoda-vyvoda-pk
20. Энциклопедия персонального компьютера. http://mega.km.ru/pc/.
Скачано с www.znanio.ru
© ООО «Знанио»
С вами с 2009 года.