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Fachhochschule Dortmund University of Applied Sciences Einf. in die WI 1 (DV-Infrastruktur)1 Periphere Geräte Anschlusstechniken Serielle Schnittstelle.

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1 Fachhochschule Dortmund University of Applied Sciences Einf. in die WI 1 (DV-Infrastruktur)1 Periphere Geräte Anschlusstechniken Serielle Schnittstelle parallele Schnittstelle USB IEC-Bus FireWire Infrarot und Bluetooth

2 Fachhochschule Dortmund University of Applied Sciences Einf. in die WI 1 (DV-Infrastruktur)2 Noch eine Übersicht Gibt es nicht mehr. parallel Drucker

3 Fachhochschule Dortmund University of Applied Sciences Einf. in die WI 1 (DV-Infrastruktur)3 Serielle und parallele Übertragung Seriell: Die Daten werden bitweise nacheinander auf einer Leitung übertragen Zeit Übertragen nur in einer Richtung: Halbduplex Übertragen in beiden Richtungen: Vollduplex

4 Fachhochschule Dortmund University of Applied Sciences Einf. in die WI 1 (DV-Infrastruktur)4 Serielle und parallele Übertragung Parallel: Es werden mehrere Bit auf parallelen Leitungen übertragen. Bitbreite: 4 bit; 8 bit; 16 bit; 32 bit Werden mehr Daten übertragen, werden sie seriell z. B. byteweise (à 8 bit) auf die parallelen Leitungen gelegt.

5 Fachhochschule Dortmund University of Applied Sciences Einf. in die WI 1 (DV-Infrastruktur)5 Serielle und parallele Übertragung Problem: Steuerung des Datenflusses erforderlich z.B. der Wert 0000 wird seriell übertragen. Der Empfänger erhält Zeit Ist das keine Übertragung oder die Übertragung von 0000? Oder wann hört die Übertragung auf?

6 Fachhochschule Dortmund University of Applied Sciences Einf. in die WI 1 (DV-Infrastruktur)6 Serielle und parallele Übertragung Bezeichnung: Sender und Empfänger müssen synchronisiert werden. über eine extra Leitung durch Senden eines Start- und Ende-Bitmusters. Dieses Bitmuster darf nicht in den Daten vorkommen. Man erreicht dies durch eine spezielle Kodierung der Daten.

7 Fachhochschule Dortmund University of Applied Sciences Einf. in die WI 1 (DV-Infrastruktur)7 Serielle und parallele Übertragung Parallel Bussysteme auf dem Mainboard Drucker, Scanner (Parallelschnittstelle) SCSI-Bus (SmallComputerSystemInterface) Seriell Modem (serielle Schnittstelle) Maus, Tastatur (PS2) USB (moderne Alternative, UniversalSerialBus) FireWire Netzwerk drahtlose Übertragungsverfahren

8 Fachhochschule Dortmund University of Applied Sciences Einf. in die WI 1 (DV-Infrastruktur)8 Serielle und parallele Übertragung Die parallele Schnittstelle verliert an Bedeutung (SCSI dito). Die Geschwindigkeit der seriellen Übertragungen konnte so gesteigert werden, dass sie für die Geschwindigkeit der angeschlossenen Geräte ausreicht. Die klassische serielle Schnittstelle wurde ausgebaut zum USB.

9 Fachhochschule Dortmund University of Applied Sciences Einf. in die WI 1 (DV-Infrastruktur)9 IEC-Bus Bus mit 8 Leitungen, 3 für Daten, 5 für Steuerung von Bus und Geräten. Einsatz: Anschluss von max. 15 Messgeräten an PC und von Messgeräten untereinander.

10 Fachhochschule Dortmund University of Applied Sciences Einf. in die WI 1 (DV-Infrastruktur)10 USB Universal Serial Bus 12 Mbit/sec, bis zu 127 externe Geräte, nur ein Hardware- Interrupt nötig. Der USB-Controller erkennt neu angeschlossene Geräte und installiert automatisch die erforderlichen Treiber. USB Hub PC Eine USB-Hub entspricht einem Doppel- stecker. Auf dem Mainbord gibt es i.a. zwei bis drei Hubs. Wird Standard für Tastatur, Maus, Drucker, Scanner. Geräte

11 Fachhochschule Dortmund University of Applied Sciences Einf. in die WI 1 (DV-Infrastruktur)11 Bluetooth Drahtlose Übertragung, Frequenz 2,4 GHz (Mikrowelle) USB-Bluetooth-Adapter Drahtlose Übertragung ist grundsätzlich seriell.

12 Fachhochschule Dortmund University of Applied Sciences Einf. in die WI 1 (DV-Infrastruktur)12 FireWire Hochgeschwindigkeitsanschluss mit drei Leitungspaaren (twisted pair) Doppelte Geschwindigkeit gegenüber USB

13 Fachhochschule Dortmund University of Applied Sciences Einf. in die WI 1 (DV-Infrastruktur)13 CRT Monitor Cathode Ray Tube; Kathodenstrahl-Röhre negativ positiv

14 Fachhochschule Dortmund University of Applied Sciences Einf. in die WI 1 (DV-Infrastruktur)14 CRT-Monitor Es gibt unterschiedliche Ausprägungen der Lochmaske. Z. B. Trinitron: senkrechte Drähte

15 Fachhochschule Dortmund University of Applied Sciences Einf. in die WI 1 (DV-Infrastruktur)15 TFT/LCD- Monitor (Flachbildschirm) LCD steht dabei für die Verwendung von Flüssigkristallen in den einzelnen Bildpunkten des Bildschirms und TFT für kleinste Transistor-Elemente, welche die Ausrichtung der Flüssigkristalle und damit deren Lichtdurchlässigkeit steuern. TFT bedeutet Thin Film Transistor (Dünnfilm- Transistor) und LCD steht für Liquid Cristal Display (Flüssigkristall-Display).

16 Fachhochschule Dortmund University of Applied Sciences Einf. in die WI 1 (DV-Infrastruktur)16 TFT/LCD- Monitor (Flachbildschirm) Jeder Bildpunkt wiederum besteht aus drei LCD-Zellen (Sub-Pixel), entsprechend den Farben Rot, Grün und Blau. Ein 15-Zoll Bildschirm enthält etwa 800'000 Bildpunkte oder ungefähr 2.4 Millionen LCD-Zellen.

17 Fachhochschule Dortmund University of Applied Sciences Einf. in die WI 1 (DV-Infrastruktur)17 TFT/LCD- Monitor (Flachbildschirm) Bei einer LCD-Zelle werden mehrere Schichten von einer Lichtquelle angestrahlt. Die erste Schicht polarisiert das Licht (senkrecht). Die letzte Schicht lässt nur (waagrecht) polarisiertes Licht durch. Die Schichten dazwischen können die Polarisation des Lichtstrahles von senkrecht in Richtung waagrecht umdrehen. A: Drehung: Lichtstrahl wird an der letzten Schicht duchgelassen. B: Keine Drehung: Lichtstrahl wird an der letzten Schicht nicht durchgelassen. AB Farbfilter rot blau grün leuchtet leuchtet nicht

18 Fachhochschule Dortmund University of Applied Sciences Einf. in die WI 1 (DV-Infrastruktur)18 TFT/LCD- Monitor (Flachbildschirm) Bildpunkte: wieder Blau/Grün/Rot Über die Ansteuerung des Tran- sistors wird die Polarisation des Lichtstrahls gedreht.

19 Fachhochschule Dortmund University of Applied Sciences Einf. in die WI 1 (DV-Infrastruktur)19 Monitor - Messgrößen Bildwiederholfrequenz besagt, wie oft pro Sekunde der Monitor das gesamte Bild neu aufbaut (synonym: Vertikalfrequenz, Refreshrate). Neunzig Prozent der Menschen nehmen ab 75 Hz kein Flimmern mehr wahr; schnellere Standardtimings arbeiten mit 85 Hz. Horizontalfrequenz gibt an, wie viele Zeilen pro Sekunde auf den Bildschirm geschrieben werden (synonym: Zeilenfrequenz). Sie ist das Produkt der Bildwiederholfrequenz und der Zeilenzahl. Dabei sind zusätzliche Synchronisationszeilen zu berücksichtigen. Bei einem 85-Hz-Standard-Timing mit 1024 Zeilen ergibt sich aus 85 × (1024 × 48) = eine Horizontalfrequenz von 91,12 kHz.

20 Fachhochschule Dortmund University of Applied Sciences Einf. in die WI 1 (DV-Infrastruktur)20 Monitor - Messgrößen Pixeltakt ist die Geschwindigkeit, mit der die Signale einzelner Bildpunkte aufeinander folgen (synonym: Dot Clock). Der Pixeltakt berechnet sich aus der Zeilenfrequenz multipliziert mit der horizontalen Auflösung. Für die Erkennung des Synchronsignals und die `Rückführung´ der Elektronenstrahlen zum nächsten Zeilenanfang benötigt ein Röhrenmonitor eine Dunkelpause und somit zusätzliche Synchronisationspixel im Videosignal. Unser 1280er Test Timing läuft mit einem Pixeltakt von: ( ) × 91,12 kHz [~=] 157,5 MHz. Bei einem LCD-Monitor spielt die Refresh-Rate keine Rolle, da die eingebauten Kapazitäten den Wert halten und das Bild flimmerfrei ist. Im Gegenteil, wenn die Kapazitäten zu groß sind, kann das Bild schnellen Sequenzen nicht folgen.

21 Fachhochschule Dortmund University of Applied Sciences Einf. in die WI 1 (DV-Infrastruktur)21 Weitere Angaben zum Monitor TFT/LCD-Monitor: (Beispielwerte) - Auflösung: 1280x Helligkeit: 250 cd/m² cd = Candela - Kontrast (max.): 500:1 - Einblickwinkel (h/v): 170°/170° - Reaktionszeit: 25 ms - Anschluss: analoger VGA-Anschluss oder digitaler Anschluss DVI-D

22 Fachhochschule Dortmund University of Applied Sciences Einf. in die WI 1 (DV-Infrastruktur)22 Weitere Angaben zum Monitor CRT-Monitor kHz Zeilenfrequenz - Dot Pitch: 0,20 mm Pixel-Größe (Bildpunkt) - Art der Lochmaske - max. Auflösung: 1920 x 1440 bei 64 Hz (Bildwieder- holung) - Üblich: analoger VGA-Anschluss oder BNC-Anschluß

23 Fachhochschule Dortmund University of Applied Sciences Einf. in die WI 1 (DV-Infrastruktur)23 Graphikadapter Der Adapter stellt das anzuzeigende Bild zur Verfügung. Es ist im internen Speicher des Adapters gespeichert.

24 Fachhochschule Dortmund University of Applied Sciences Einf. in die WI 1 (DV-Infrastruktur)24 VRAM Short for video RAM, and pronounced vee-ram. VRAM is special-purpose memory used by video adapters. Unlike conventional RAM, VRAM can be accessed by two different devices simultaneously. This enables the RAMDAC to access the VRAM for screen updates at the same time that the video processor provides new data. VRAM yields better graphics performance but is more expensive than normal RAM.memoryvideo adaptersRAMdevices RAMDACaccessscreendata

25 Fachhochschule Dortmund University of Applied Sciences Einf. in die WI 1 (DV-Infrastruktur)25 Graphikadapter Anschluss des Graphikadapters auf dem Mainboard am (üblichen) Beispiel AGP Accelerated Graphic Port Andere Varianten: Graphik on board - nutzt den normalen Hauptspeicher - langsam PCI-Adapter (veraltet) AGP-Bus ist wegen doppelter Bitbreite schneller als PCI-Bus.

26 Fachhochschule Dortmund University of Applied Sciences Einf. in die WI 1 (DV-Infrastruktur)26 Graphikadapter Grafikspeicher enthält digitales Monitorabbild, wird wie normaler PC-Speicher addressiert Grafikcontroller/-chip enthält Register für Bildsteuerung und wird über I/O-Adressen angesprochen DAC - Digital Analog Converter (ab VGA-Karten benötigt, um Monitor anzusprechen) Es stehen dabei nicht soviele Adressen zur Verfügung, wie der Größe des Videospeichers entspricht, daher seitenweise Übertragung nötig.

27 Fachhochschule Dortmund University of Applied Sciences Einf. in die WI 1 (DV-Infrastruktur)27 Graphikadapter Speicherbedarf = Auflösung * Bitbreite der Farbdarstellung / 8

28 Fachhochschule Dortmund University of Applied Sciences Einf. in die WI 1 (DV-Infrastruktur)28 Graphikadapter Engpass: Datenübertragung aus dem Arbeitsspeicher in den Videospeicher. Daher erhält der Adapter einen eigenen Prozessor und berechnet viele Dinge, die sonst die CPU berechnen müsste. Accelerator - Chip:2D/3D Beschleunigung RAM:Grafikspeicher ( D RAM,V RAM,SD RAM,DDR SD RAM ) GPU:heutige Bezeichnung des Grafikkchips, da Graphics Process- ing Unit immer mehr Prozessorfunktionen übernimmt (Dreiecks- und Beleuchtungsberechnung, programmierbare Shading-Einheiten) RAMDACmoderner DAC-Nachfolger

29 Fachhochschule Dortmund University of Applied Sciences Einf. in die WI 1 (DV-Infrastruktur)29 Drucker- Laserdrucker Funktionsweise Das Druckprinzip ist ähnlich wie beim Fotokopierer. Eine Seite wird durch einen Laserstrahl Punkt für Punkt auf einer elektrisch geladenen Drucktrommel abgebildet. Eine Bildtrommel besteht aus Metall und einer lichtempfindlichen Schicht. Während des Druckvorganges wird diese Bildtrommel über ein so genanntes Lade-Coroton (Corona) negativ aufgeladen. Anschließend wandert der Strahl eines Lasers über die Trommel, während alle anderen Stellen negativ geladen bleiben. Dabei wird der Strahl des feststehenden Lasers durch ein Ablenksystem gesteuert und mit einem rotierenden Polygonspiegel zeilenweise über die Bildtrommel geleitet. Das eigentliche Färbemittel, der Toner wird ebenfalls negativ geladen. Der Toner ist ein schwarzes, feinkörniges Pulver mit Schmelzharz. Die Entwicklerstation trägt dieses Pulver auf die Bildtrommel, jedoch nur dort, wo die Bildtrommel entladen ist.

30 Fachhochschule Dortmund University of Applied Sciences Einf. in die WI 1 (DV-Infrastruktur)30 Drucker- Laserdrucker Die Trommel rollt über das Papier, unter dem sich ein zweites - positiv geladenes - Coroton befindet. Die Farbpartikel lagern sich daher lose auf dem Papier ab. Das Papier wird zwischen Fixiertrommeln auf 150° C erwärmt, das im Toner enthaltene Harz schmilzt und haftet auf dem Papier. Der überflüssige Toner wird von der Trommel entfernt, eine helle Lampe entlädt die Bildtrommel, ein neuer Vorgang kann beginnen. Demzufolge benötigt die Trommel ca. drei Umdrehungen, um ein Blatt zu bedrucken. Da dieses Belichtungssystem ziemlich kompliziert und dessen Realisation auch kostspielig ist, wurden alternative Belichtungseinheiten entwickelt. Es entstanden die LCD- und LED- Drucker. Trotzdem hat sich im Sprachgebrauch der Begriff Laserdrucker für diese Seitendrucker eingebürgert.

31 Fachhochschule Dortmund University of Applied Sciences Einf. in die WI 1 (DV-Infrastruktur)31 Drucker- Laserdrucker Trommel negativ Schriftzug positiv Toner negativ Schriftzug zieht Toner an Toner des Schriftzuges geht auf das Papier Toner auf Papier wird erhitzt Gescanntes Bild

32 Fachhochschule Dortmund University of Applied Sciences Einf. in die WI 1 (DV-Infrastruktur)32 Tintenstrahldrucker Über die Piezos od. die Heizelemente werden die Röhrchen plötzlich verengt, und ein Tintentröpfchen wird heraus-geschleudert. Aus diesen Pixeln ergibt sich das Druckbild.

33 Fachhochschule Dortmund University of Applied Sciences Einf. in die WI 1 (DV-Infrastruktur)33 Tastatur

34 Fachhochschule Dortmund University of Applied Sciences Einf. in die WI 1 (DV-Infrastruktur)34 Tastatur Betätigen einer Taste Der Tastaturchip stellt die Tastennummer fest, weiterhin stellt er fest, ob die Taste gedrückt oder losgelassen wurde. 0=gedrückt, 1=losgelassen Daraus wird ein Tastencode gebildet: (8 bit) 0/1Tastennummer (7Bit) Der Tastencode wird seriell zum Tastaturcontroller übertragen und dort dem Port 60h zugewiesen. Der Tastaturcontroller erzeugt einen Interrupt. Die Interruptfunktion setzt den Interrupt zurück und liest den Tastencode und verarbeitet ihn.

35 Fachhochschule Dortmund University of Applied Sciences Einf. in die WI 1 (DV-Infrastruktur)35 Maus Mechanische Maus Sie benutzt eine Rollkugel, deren Drehung über Lochscheiben und Fotodioden in Impulse umgesetzt wird. Die Kugel muss über eine feste Oberfläche bewegt werden. Konstruktionsbedingt kann sie durch Staub und Schmutz beeinträchtigt werden, bei durchscheinenden Gehäusen auch durch Licht. Optische Maus, die durch Leuchtdiode auf ihrer Unterseite den Untergrund abtastet und die Bewegungsabläufe in elektrische Impulse umwandelt.

36 Fachhochschule Dortmund University of Applied Sciences Einf. in die WI 1 (DV-Infrastruktur)36 Maus Wird die Maus ein Stück bewegt, so wird die zurückgelegte Entfernung -aufgeteilt in horizontal und vertikal- in die IO- Variablen eingetragen, und es wird ein Interrupt erzeugt. Die Interruptfunktion liest diese Werte aus und korrigiert die Lage des Mauszeigers auf dem Bildschirm. Ebenso wird bei einem Mausklick verfahren: Es gibt einen Interrupt und in den IO-Variablen steht, welche Taste -mit welchen Klick- betätigt wurde. Über den Stand des Mauszeigers auf dem Bildschirm wird dann festgestellt, welches Objekt mit dem Mausklick gemeint ist.


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