Технологическая карта занятия: Периферийные устройства вычислительной техники

Официальная тема (§2.2 с.8-9 программы): Раздел 4. Периферийные устройства. Периферийные устройства вычислительной техники

Академическая нагрузка: 2 академических часа (основной регламент — 90 минут, сокращенный регламент — ровно 60 минут).

1. Основной регламент — 90 минут (сумма этапов строго 90 мин: 5 + 35 + 15 + 25 + 6 + 4 = 90)

Этап и время Содержание этапа Деятельность преподавателя Деятельность студентов
1. Организационный этап и актуализация
5 мин		 Входной контроль, постановка инженерной проблемы и цели занятия. Приветствует обучающихся, проверяет готовность рабочих мест. Формулирует проблемную ситуацию: «Подключили монитор 4K 144 Гц с 10-битным HDR по кабелю HDMI, но в системе доступно максимум 60 Гц с размытыми шрифтами (цветовая субдискретизация 4:2:0). В чем причина и как ее устранить?» Включаются в диалог, выдвигают гипотезы о стандарте порта, версии кабеля, пропускной способности интерфейса и цветовой субдискретизации.
2. Архитектурная лекция-демонстрация
35 мин		 Теоретический разбор периферии: классификация, мониторы (IPS, VA, OLED, квантовые точки QD-OLED, субдискретизация YCbCr 4:2:0/4:2:2/4:4:4, HDR, DP 1.4/2.1 UHBR, HDMI 2.1 FRL, USB-C DP Alt Mode), технологии печати (лазерная электрофотография: 6 фаз, пьезо- vs термоструйная, плоттеры), сканирование (CIS vs CCD). Демонстрирует интерактивную презентацию. Разбирает физику матриц, формулу битрейта видеопотока, 6 фаз электрофотографической печати (заряд, экспонирование, проявление, перенос, закрепление, очистка) и оптические схемы сканеров. Слушают объяснение, анализируют блок-схемы прохождения данных и фаз печати, фиксируют формулы расчета битрейта $R = H \times V \times bpp \times f \times 1.25$ и сравнительные характеристики CIS/CCD.
3. Инженерный интерактив
15 мин		 Методический прием «Предсказание до объяснения»: расчет пропускной способности и аудит аппаратных конфликтов. Выводит на экран спецификацию рабочего места с двумя 4K-мониторами, подключенными по цепочке DisplayPort MST (Daisy Chain) к порту ноутбука. Предлагает предсказать предельное разрешение и частоту обновления без сжатия DSC и со сжатием DSC 1.2a. Производят расчет полосы пропускания (HBR3 25.92 Гбит/с), определяют лимит для двух 4K@60Hz 10-бит потоков, доказывают необходимость включения DSC или перехода на USB4 / Thunderbolt 4.
4. Индивидуальный практикум в рабочем листе
25 мин		 Самостоятельное проектирование периферийного комплекса в интерактивном листе zanyatie.html по 4 вариантам. Организует самостоятельную работу студентов. Консультирует по сложным инженерным расчетам (TCO лазерного МФУ, пропускная способность DisplayPort MST, калибровка LUT монитора предпечатной подготовки). Контролирует самостоятельность. Выбирают профильный вариант (Полиграфия, Ситуационный центр, Инженерный отдел, Мобильный аудитор), проводят подбор оборудования, расчет пропускной способности и TCO, заполняют чек-лист совместимости. Сохраняют результаты.
5. Экспресс-защита и разбор ошибок
6 мин		 Анализ критических коллизий и типичных инженерных ошибок. Проводит фронтальный разбор: «Кто забыл учесть цветовую субдискретизацию при подключении через переходник HDMI-DP?», «Почему CIS-сканер непригоден для оцифровки толстых сшитых книг?». Отвечают на вопросы, сопоставляют свои спецификации с инженерными стандартами, фиксируют и исправляют неточности.
6. Подведение итогов и инструктаж
4 мин		 Фиксация результатов в localStorage/PDF, методическое завершение занятия. Подводит итог урока. Напоминает о порядке экспорта работы в PDF через диалог браузера. Объявляет регламент резервного дистанционного задания. Экспортируют заполненный лист в PDF, сохраняют данные в локальном хранилище браузера, фиксируют статус домашнего задания.

2. Сокращенный регламент — 60 минут (сумма этапов строго 60 мин: 4 + 24 + 22 + 6 + 4 = 60)

Этап и время Содержание этапа Деятельность преподавателя Деятельность студентов
1. Экспресс-вход
4 мин		 Быстрая постановка задачи и актуализация темы. Формулирует 핵심-проблему согласования пропускной способности шин ввода-вывода и периферийных интерфейсов (DP, HDMI, USB). Концентрируются на ключевых расчетных параметрах и протоколах сопряжения.
2. Сжатая теория
24 мин		 Концентрированное изложение: мониторы (IPS vs OLED, DP 1.4/2.1, HDMI 2.1), печать (лазерная vs струйная) и сканирование (CIS vs CCD). Детали плоттеров и глубокие расчеты спектрофотометрии переносятся в конспект. Излагает базис: типы матриц, физику передачи сигнала через DisplayPort/HDMI, 6 фаз лазерной печати и оптику CCD. Направляет на самостоятельное изучение деталей в lekciya.html. Фиксируют ключевые зависимости: битрейт видеосигнала от частоты/разрядности, цикл износа фотобарабана, достоинства CCD.
3. Экспресс-практикум
22 мин		 Индивидуальное выполнение ключевых расчетных блоков рабочего листа zanyatie.html. Организует интенсивное выполнение расчетной части и проверки совместимости портов. Выполняют профильный расчет своего варианта в рабочем листе, обосновывают выбор портов и интерфейсов.
4. Экспресс-разбор коллизий
6 мин		 Быстрая проверка узких мест в расчетах студентов. Разбирает две главные ошибки: попытку передачи 4K@120Hz 10-бит по устаревшему кабелю HDMI 2.0 и выбор CIS-сканера для объемных оригиналов. Корректируют свои ответы, сверяют параметры с дескрипторами надежности.
5. Итог и инструктаж
4 мин		 Сохранение данных и инструктаж по самоподготовке. Фиксирует завершение работы, инструктирует по сохранению листа и домашнему заданию. Сохраняют лист в PDF/localStorage, получают вводные по закреплению темы.

3. Оснащение и программно-аппаратное обеспечение занятия