Цель получение общих сведений об интерфейсах и их классификации
План:
- Аппаратный интерфейс
- Программный интерфейс Пользовательский интерфейс
Одно из ключевых отличий ПК от игровой приставки или калькулятора заключается в том что к нему можно подключить самые разнообразные внешние устройства (принтер, сканер, дигитайзер, модем, видеокамеру, объединять ПК в локальную сеть, управлять станком ЦПУ, контролировать работу АТС) . Т.е. компьютер то универсальное вычислительное устройство, которое возможно использовать в различных областях человеческой деятельности.
Любые внешние устройства подключаются к ПК через интерфейс (сопряжение)
Компьютер состоит из множества отдельных устройств. Для взаимодействия между компонентами (то есть компоновки работоспособности компьютерной системы), их необходимо связать физическими линиями (проводниками) , которые обычно называют шинами. Формат сигналов, передаваемых по шине, задан соответствующим протоколом.
Интерфейс это совокупность механических, электрических и программных характеристик линий связи , которые позволяют соединить воедино и организовать обмен информацией между двумя объектамиСочетание шины и сигнальных протоколов образует интерфейс.
Из определения следует что термин интерфейс правомерно использовать в самых разных случаях например интерфейсный разъем, интерфейсный кабель, интерфейсная программа, пользовательский интерфейс, и т.д. На программном уровне интерфейс поддерживается драйвером, который входит либо в состав операционной системы либо в комплект поставки устройства, либо «зашит» внутри компонента.
Развитие интерфейсов происходит сравнительно медленно. Это обусловлено необходимостью стандартизации и поддержки основных производителей компонентов.
По функциональному назначению интерфейсы компьютерной системы принято разделять на внешние (ввода- вывода) и внутренние. Внешние предназначены для подключения периферийных устройств (принтеров, сканеров и тому подобное) а также пользовательских компонентов управления (клавиатуры ,мыши) Внутренние интерфейсы делятся на системны и локальные .
К системным интерфейсам относятся системная шина чипсета, шина памяти .
К локальным интерфейсы PCI, AGP, IDE SATA., PCI -E
Поддерживаемые системой интерфейсы во многом определяют производительность ПК в целом и возможность его развития. Как и везде, важным фактором является сбалансированный состав интерфейсов в ПК: оптимальное соотношение передовых и морально устаревших стандартов, а также соответствие решаемым задачам.
Так как конструкция внешний устройств, да и разных типов компьютеров сильно отличается друг от друга, то для упрощения процесса подключения ПК к внешним устройствам было разработано несколько стандартных интерфейсов. Наиболее популярными оказались:
v Параллельный интерфейс LPT он же Centronics
v Последовательный интерфейс
— RS 232-С (СОМ-порт)
— USB
— PS\2
Интерфейс –система унифицированных связей и сигналов посредствам которых устройства вычислительной техники соединяются между собой
К основным характеристикам интерфейса относятся:
O Функциональное назначение
O Тип организации связей
O Способ обмена информацией
O Режим обмена
O Количество линий
O Число линий для передачи данных
O Количество адресов
O Количество команд
O Быстродействие
O Длину линий связи
O Число подключаемых устройств
O Тип линий связи.
По функциональному назначению интерфейсы можно подразделить на магистральные, внутри машинные, внешние, интерфейсы периферийных устройств, интерфейсы локальных сетей, пользовательский интерфейс
По типу организации связей интерфейсы подразделяются радиальные, древовидные, радикально-магистральные.
По способу обмена информацией с параллельной , последовательной, параллельно- последовательной передачей информации.
По способу передачи информации различают с синхронной передачей данных (с постоянной временной привязкой в цикле сбора информации), асинхронный (без постоянной временной привязки к определенному временному интервалу)
По принципу построения интерфейсыбывают:
— Централизованный принцип построения интерфейса предполагает единый блок обмена, осуществляющий все основные функции: прием запроса обслуживания, формирования управляющих сигналов чтения и записи информации, идентификацию абонентов и т.д.
— Децентрализованный принцип построения интерфейса имеет функции обмена распределенные между ЭВМ и абонентами.
— Радиальная структура интерфейса связывает группы абонентов ЭВМ с помощью индивидуальных систем шин.
— Магистральная структура связывает группы абонентов с ЭВМ с помощью одной коллективной шины. Такая структура обладает большой гибкостью т.к. с помощью общей шины возможен обмен информацией между любой парой блоков входящих в систему. Кроме того при коллективной системе шин меньше затрат оборудования (кабели разъемы и т.д.), что делает магистральную структуру более перспективной в бортовых авиационных системах. Подключение к шине осуществляется с помощью цифрового мультиплексора с использованием ответвлений. К ответвлениям подключены оконечные устройства (абоненты)
Методы обмена информацией делятся на: асинхронные, синхронные, программно -независимый
При асинхронном обмене информацией предполагается возможность обмена информацией в любой момент без синхронизации специальными сигналами. Возможны два варианта такого обмена: по готовности; по прерыванию.
Асинхронный обмен информацией по готовности заключается в выдаче абонентом сигнала готовности по специальной линии управления. ЭВМ проверяет наличие сигналов готовности абонентов. Если готовность есть то производиться обмен если нет то опрашивается следующий абонент.
Асинхронный обмен информацией по прерыванию заключается в запросе абонентом у ЭВМ обмена информацией (специальным сигналом запроса прерывания). Если ЭМВ разрешает прерывание своей основной (фоновой) программы (специальным сигналом разрешения запроса прерывания), то вступает в действие специальная процедура обработки данного запроса прерывания и производится обмен информацией (ввод или вывод). Обмен по прерыванию позволяет эффективно использовать машинное время т.к. ЭВМ не должна многократно повторять проверку готовности абонента.
Синхронный обмен – это метод, при котором порядок и такт обмена задает ЭВМ, синхронизируя каждую передачу информации. Этот метод требует готовности абонентов до начала обмена. Синхронный обмен может использоваться тогда когда известно время подготовки всех абонентов .
Программно –независимый обмен использует принцип прямого доступа к памяти –это особый метод обмена при котором выполнение программы ЭВМ приостанавливается не более чем на один машинный цикл т.е практически могут параллельно могут выполняться две основных функции ЭВМ (выполнение основной программы и ввода\вывода информации по каналу прямого доступа к памяти).
