Gymnázium Vysoké Mýto nám. Vaňorného 163, 566 01 Vysoké Mýto
Registrační číslo projektu Šablona
CZ.1.07/1.5.00/34.0951 III/2 INOVACE A ZKVALITNĚNÍ VÝUKY PROSTŘEDNICTVÍM ICT
Autor
Mgr. Jana Kubcová
Název materiálu / Druh
17. Porty, komunikační rozhraní/PPT
Ověřeno ve výuce dne
18. 12. 2012
Předmět
Informatika
Ročník
Kvinta
Klíčová slova
Porty, sériový, paralelní, PS/2, USB, FireWire, IEEE, Wi-Fi, Bluetooth.
Anotace
Prezentace se zabývá komunikačním rozhraním na zadní straně počítače tj. porty. Pomocí portů se k počítači připojují periferní zařízení. Existují různé typy portů s danou rychlostí a způsobem přenosu dat. Prezentace seznamuje se staršími i novějšími typy portů a zařízeními, která je pomocí nich možno připojit. Připojen je PDF dokument USB 3.0 SuperSpeed, který podrobněji popisuje rozhraní USB 3.0.
Metodický pokyn
prezentace je určena jako výklad do hodiny i jako materiál určený k samostudiu
Počet stran
30
Pokud není uvedeno jinak, použitý materiál je z vlastních zdrojů autora.
Hardware PORTY KOMUNIKAČNÍ ROZHRANÍ POČÍTAČ ZEZADU KONEKTORY PRO PŘIPOJENÍ PERIFERNÍCH ZAŘÍZENÍ
Komunikační rozhraní (porty) Ke skříni počítače připojujeme množství externích, vnějších, periferních zařízení: myš, klávesnice, modem, tiskárna, digitální fotoaparát, kamera. Jejich kabely se zapojují do zdířek, otvorů, konektorů na zadní i přední straně počítače.
Počítač bez portů Kdyby počítač neměl tyto konektory pro připojení periferních zařízení, byla by to vlastně jen krabice, která by si uvnitř něco počítala, na kterou bychom si mohli něco položit, nebo opřít nohy, ale která by nám jinak příliš k užitku nebyla.
Počítač zezadu Pro správnou funkci počítače musí být správně zapojeny všechny potřebné periferie. Většina komponentů, periferií se zapojuje ze zadní části skříně počítače. Kabely, které většinou z příslušných konektorů, portů k periferním zařízením vedou, jsou tak nejlépe ukryty.
Správné zapojení do portů Kabely se zapojují do zdířek, otvorů, konektorů na zadní i přední straně počítače. Konektory se naštěstí liší na první pohled svým tvarem. Komponenty, které se do počítače zasouvají mají naštěstí takový tvar, aby nebylo možné zapojit je jinak než správně. Kabel vedoucí do monitoru má takový tvar, aby ho nebylo možné zapojit jinam, než do grafické karty.
PORTY a SLOTY Řada uživatelů si plete dva důležité pojmy v oblasti počítačů: Sloty x Porty Slot je konektor na základní desce, který slouží k vložení dalších přídavných karet. Port je konektor na základní straně počítače, který slouží připojení periferních zařízení.
Historie a vývoj portů Konektory se liší nejen svým tvarem, ale hlavně svou funkcí a rychlostí přenosu dat. Jednotlivé konektory představují porty neboli rozhraní, které slouží ke komunikaci mezi počítačem a vnějším zařízením. V průběhu vývoje osobních počítačů vzniklo několik různých portů. První byly sériový a paralelní port, pro klávesnici klávesnicový port.
Typy portů Porty jsou součástí základní desky, nebo vzniknou přidáním přídavné karty. Porty na motherboardu:
Sériový port Paralelní port
Port PS/2 USB port
Použití portů Sériový port se používal k připojení myši nebo modemu. Paralelní port soužil k připojení tiskárny. PS/2 porty vznikly jako novější, rychlejší varianta pro připojení klávesnice a myši.
Klávesnice měla dříve svůj klávesnicový port. USB port, univerzální port s rychlejším přenosem
Sériový port /RS-232/ Sériové rozhraní je označováno jako COM. Většina počítačů měla dva sériové porty COM1, COM2. Data jsou portem vysílána sériově bit za bitem. Přenos dat je velice pomalý ale spolehlivý. RS-232 umožňuje propojení a vzájemnou sériovou komunikaci dvou zařízení, tzn. že jednotlivé bity přenášených dat jsou vysílány postupně za sebou (v sérii) po jednom páru vodičů v každém směru. Na rozdíl od komplexnějšího USB, standard RS-232 pouze definuje, jak přenést určitou sekvenci bitů a nezabývá se už vyššími vrstvami komunikace.
Konektor sériového portu 9 pin d-sub connector
[1]
Na počítači bývá linka RS-232 vyvedena pomocí konektoru D-Sub typu DE-9 M (samec), zařízení se tedy připojuje šňůrou s konektorem DE-9 F (samice). U starších počítačů byla druhá linka vyvedena na konektor DB25 M (ten doporučuje původní norma), používal se například pro připojení modemu.
Paralelní port Paralelní port bývá označován LPT1, LPT2. Data jsou portem přenášena paralelně, tj. současně je přenášeno 8 bitů, tedy 1 byte. Díky tomu jsou paralelní porty rychlejší než sériové. Nejsou ale tak spolehlivé, takže je jimi možné data přenášet jen na kratším kabelu. K paralelnímu portu se připojuje obvykle tiskárna. V dnešní době je problém poněkud složitější, neboť se používají vysoké přenosové rychlosti a při nich se při paralelním přenosu významněji projevují některé parazitní efekty, takže v určitých případech může být při stejné technologické úrovni sériový přenos rychlejší než paralelní. Nevýhodou paralelního přenosu oproti sériovému je ve všech případech nutnost používat podstatně větší počet vodičů.
Konektor paralelního portu 25pinový konektor (samice) na straně PC
[2]
Port PS/2 Konektor PS/2 je označení šestikolíkových konektorů mini-DIN , jimiž se k počítači (zpravidla zezadu) připojuje myš a klávesnice. Protože tyto konektory nejsou mechanicky rozlišeny a mohlo by dojít k záměně, rozlišují se barvami: zelený konektor a zástrčka slouží pro myš, modrofialová barva přísluší klávesnici. Zapojení konektoru PS/2 Mini-DIN (1) DATA, (2) nezapojeno*, (3) GND, (4) +5V DC, (5) CLOCK, (6) nezapojeno*.
[3]
[4]
PS/2 konektory PS/2 zařízení pro výpočty polohy a předávání informací systému využívá svůj vlastní obvod, který sám provádí výpočty a předává již pouze kompletní data, díky tomu jsou PS/2 zařízení "výkonnější" než například USB. Vzhledem k tomu, že jde dnes (v roce 2012) již o zastaralé rozhraní, stejně jako většina výše zmíněných, setkáte se s ním pouze u starších počítačů. Nové základní desky ve stolních počítačích i noteboocích již obvykle disponují obvodem multi I/O bez podpory PS/2 a dalších rozhraní, protože jejich konektory uvolnily místo konektorům pro USB.
USB port USB rozhraní bylo vyvinuto na rozdíl od předchozích poměrně nedávno. Je tedy poměrně nové a relativně velmi rychlé. První velkou výhodou USB je mnohonásobně vyšší rychlost přenosu dat (1,5 Mb/s až 12Mb/s). Další velkou výhodou je možnost připojit na jeden USB port až 127 zařízení /USB rozbočovače/.
Téměř všechna periferní zařízení lze dnes připojit na USB port. ! Monitor připojujeme přes grafickou kartu. !
Historie USB USB vzniklo za spolupráce firem Compaq, Hewlett-Packard, Intel, Lucent, NEC, Microsoft a Philips. Nahrazuje rozsáhle používaný sériový port RS-232. Univerzální sériová sběrnice ulehčuje obecně práci uživateli a má větší šířku pásma než sériový port RS-232. První specifikace USB byla navržena v roce 1995, jako levné univerzální rozhraní pro externí zařízení, která vystačí s nižší průchodností dat. Jeho účelem bylo sjednotit způsob připojování těchto periférií.
Rozvoj USB - Apple Skutečného rozšíření se dočkalo rozhraní USB až v roce 1998 díky revolučnímu počítači iMac firmy Apple. Tento barevný poloprůhledný počítač byl jako první na světě vybaven pouze (!) porty USB a podnítil výrobce k většímu zájmu o výrobu USB periférií a příslušenství. Počítačů iMac se prodalo několik miliónů kusů a mimo rozšíření USB to znamenalo také návrat firmy Apple na stoly běžných spotřebitelů.
Verze USB USB 1.1 Pro verzi USB 1.1 existují pomalá (Low-Speed) zařízení s přenosovou rychlostí 1,5 Mbit/s a rychlá zařízení (Full-Speed) s rychlostí 12 Mbit/s. USB 1.1 však nebylo schopno konkurovat vysokorychlostním rozhraním, např. FireWire (IEEE 1394) od firmy Apple (400 Mbit/s; až 63 zařízení).
USB 2.0 V roce 1999 se začalo uvažovat o druhé generaci USB, která by byla použitelná i pro náročnější zařízení (např. digitální kamery). Tato nová verze, označovaná jako USB 2.0, přišla v roce 2000 a nabídla maximální rychlost 480 Mbit/s v režimu Hi-Speed, avšak zachovala zpětnou kompatibilitu s USB 1.1 (režimy Low-Speed a Full-Speed).
USB 3.0 Třetí verze (označovaná také jako Superspeed USB) byla hotová již 17. listopadu 2008, ale její masové rozšíření se opozdilo a rozvíjet se začala až od roku 2010.
USB 3.0 USB 3.0 disponuje více než 10× větší rychlostí, přenosová rychlost je 5 Gbit/s. Nová technologie má 9 vodičů namísto původních 4 (datové vodiče jsou již 4), přesto zpětně podporuje USB 2.0 a slibuje možnou nižší spotřebu energie. Podrobnější informace o zapojení USB 3.0 jste měli možnost nastudovat v dokumentu přiloženém k prezentaci „12.HWPC_Sběrnice“ o sběrnicích. Tento dokument je přílohou i této prezentace.
USB konektory Universal Serial Bus
[5]
Různé typy konektorů USB, zleva: * nestandardní USB fotoaparátů Lumix * mini USB * typ B * samice typ A * typ A pro srovnání s mincí o velikost české jednokorunové mince
[6]
FireWire port („žhavý drát“) FireWire (označované jako IEEE 1394) je sériová sběrnice pro připojení periférií k počítači..
[7]
Port FireWire 400 se šesti piny.
V současné době jsou k dispozici dvě verze FireWire – původní s šestipinovým kabelem označovaná dnes jako FireWire 400 neboli IEEE 1394a s rychlostí 400 Mbit/s a FireWire 800 neboli IEEE 1394b s rychlostí až 800 Mbit/s a devítipinovým kabelem. Nyní se schvaluje nový standard IEEE 1394c s rychlostí až 3200 Mbit/s. FireWire na rozdíl od USB není ale prozatím tak rozšířen a patrně už nikdy nebude. Dnes se používání tohoto rozhraní pro běžné uživatele zúžilo zejména k připojení digitálních videokamer
IEEE IEEE, plným názvem Institute of Electrical and Electronics Engineers (česky „Institut pro elektrotechnické a elektronické inženýrství“) je mezinárodní nezisková profesní organizace usilující o vzestup technologie související s elektrotechnikou. IEEE je zapsáno ve státu New Jersey, United States. Na našem území vyvíjí IEEE činnost od roku 1992 prostřednictvím Československé sekce IEEE. Stanovy IEEE formulují cíle organizace jako “vědecké a vzdělávací, směřující k pokroku v oblasti teorie a praxe, v elektrotechnice, elektronice, komunikacích a výpočetní technice, stejně jako v informatice a příbuzných odvětvích techniky a souvisejících vědních oborech”.
Bezdrátové porty IEEE 802.11 je Wi-Fi standard s dalšími doplňky pro lokální bezdrátové sítě vyvíjený 11. pracovní skupinou IEEE LAN/MAN standardizační komise (IEEE 802). Infračervený port je rozhraní pro přenos dat prostřednictvím infračerveného záření. K posílání dat je nutné, aby na sebe obě zařízení navzájem „mířila“ portem a aby od sebe byla vzdálena maximálně desítky centimetrů. Bluetooth je v informatice otevřený standard pro bezdrátovou komunikaci propojující dvě a více elektronických zařízení. Název Bluetooth je odvozen z anglického jména dánského krále Haralda Modrozuba (bluetooth znamená v angličtině „modrozub“) vládnoucího v 10. století.
INTEGROVANÉ KARTY Pokud jsou součástí základní desky integrované karty, jsou i porty, které těmito kartami přibývají, součástí základní desky. Přídavné karty vložené do slotů na základní desce vytvářejí na zadní straně počítače další porty pro připojení periferních zařízení, která pro svoji práci potřebujeme.
Úkoly: 1. Zjistěte na internetu informace o bezdrátových portech. U každého napište jeho využití a problémy, které jeho využívání provázejí. Který bezdrátový port by se hodil pro které připojení? 2. V přiloženém PDF dokumentu o USB portech „USB 3.0 SuperSpeed“ zjistěte hlavní rozdíly mezi USB 2.0 a USB 3.0.
Otázky k opakování: K čemu slouží porty? Jaká periferní zařízení se nechají připojit na každý z uvedených portů. Přes který port lze připojit k počítači monitor? Přes které porty se připojují další základní periferní zařízení /klávesnice, myš, tiskárna, ../?
Použité zdroje Citace (uvedení zdrojů a podkladů): Všechny fotografie a jejich popisky jsou z adresy cs.wikipedia.org. [1] http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:9_pin_d-sub_connector_male_closeup.jpg [2] http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Paralel_port.jpg [3] http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Ps-2-ports.jpg [4] http://cs.wikipedia.org/w/index.php?title=Soubor:MiniDIN-6_Connector_Pinout.svg&page=1 [5] http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:USB_types.jpg [6] http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:USB_zapojeni_barevne.png [7] http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:FireWire_gniazdo.jpg
