Каналы и интерфейсы ввода-вывода


Все устройства ЭВМ подключаются с внедрением интерфейсов. Интерфейсобеспечивает сопряжение и связь устройств вместе и ЭВМ. В интерфейсе предвидено сопряжение на механическом (число проводов, элементы связи, типы соединений, разъемы, номера контактов) и логическом (сигналы, их продолжительность Каналы и интерфейсы ввода-вывода, полярность, частоты и амплитуды, протоколы взаимодействия) уровнях [4].

Все обилие интерфейсов ЭВМ образует иерархическую структуру, в базе которой находятся интерфейсы системного уровня подключения. Для этой группы интерфейсов типично, что в Каналы и интерфейсы ввода-вывода их транзакциях бытуют физические адреса места памяти и места ввода-вывода. Совокупа интерфейсов системного уровня образуют системную шину ЭВМ, которую можно представить в виде последующих физических интерфейсов [8]:



Шины характеризуются рядом многофункциональных черт, важной из которых является пропускная способность, определяющая скорость работы и измеряемая в Мб/с. На пропускную способность Каналы и интерфейсы ввода-вывода оказывают влияние: разрядность шины (bus width) – количество линий связи в шине, а означает и количество битов инфы, которые можно передавать по шине сразу;тактовая частота шины (bus frequency) – частота, с Каналы и интерфейсы ввода-вывода которой передаются биты инфы по линиям связи.

Существует огромное количество шин, позволяющих подключать устройства и производить информационное взаимодействие меж ними. Разглядим более тщательно некие виды шин.

Шины расширений. Более узнаваемый представитель этих шин Каналы и интерфейсы ввода-вывода – ISA (Industry Standard Architecture – промышленная стандартная архитектура), также ее улучшенный вариант EISA (Extended ISA), ставшая 32-разрядной. Данный вид шин не употребляется в индивидуальных ЭВМ уже довольно длительное время, но сплошь и рядом встречается Каналы и интерфейсы ввода-вывода на производстве в одноплатных промышленных ЭВМ.

Часто встречающийся до недавнешнего времени вариант шин расширения – PCI16 (Peripheral Component Interconnect). Шина PCIобеспечивает скоростной обмен и является универсальным интерфейсом для подключения разных устройств (начиная Каналы и интерфейсы ввода-вывода от графических адаптеров и заканчивая модемами). Шина выдержала много лет эксплуатации и несколько модификаций, последние из которых поддерживают режимы Plug and Play, Bus Mastering и автоконфигурирование адаптеров. Пропускная способность шин PCI Каналы и интерфейсы ввода-вывода разных версий составляет 133-533 Мб/с, разрядность данных 32/64 бита, разрядность адреса 32/64 бита, частота 33/66 МГц. Обычно, на системной плате есть некоторое количество разъемов для подключения устройств с интерфейсом PCI.

ПРИМЕЧАНИЕ

Интерфейс PCI шин расширения разработан компанией Каналы и интерфейсы ввода-вывода Intel в 1993 году.

Спец шиной расширения является AGP (Accelerated Graphics Port), используемая для подключения графических карт и ускорителей. Было создано четыре версии шины AGP – 1x/2x/4x/8x (передается 1, 2, 4 и 8 блоков данных за Каналы и интерфейсы ввода-вывода один такт соответственно). Пиковая пропускная способность карт составляет 266/533/1066/2132 Мб/с, разрядность данных 32, разрядность адреса 32/64, частота 66 МГц.

Поочередная шина PCI Express, разработанная Intel и ее партнерами, призвана поменять параллельную шину PCI и ее Каналы и интерфейсы ввода-вывода расширенный и спец вариант AGP. Эта шина известна также под заглавием 3GIO (3-Generation Input/Output – ввод-вывод 3-го поколения).

Поочередная передача данных, примененная в PCI Express, обеспечивает возможность масштабирования (в спецификациях Каналы и интерфейсы ввода-вывода описываются реализации PCI Express 1x, 2x, 4x, 8x, 16x и 32x). Тут шинное соединение устройств с параллельным интерфейсом заменено двухточечными поочередными соединениями через коммутаторы [5].

Таблица 3.8. Главные свойства шины PCI-E (PCI Express)



Число Каналы и интерфейсы ввода-вывода линий PCI-E

Пропускная способность в одном направлении, Мб/с

Суммарная пропускная способность (в 2-ух направлениях), Гб/с

1

250

0,5

2

500

1

4

1 000

2

8

2 000

4

16

4 000

8

32

8 000

16



Рис. 3.6. Размещение шин расширения на системной (материнской) плате.

Периферийные шины. Существует огромное количество различающихся Каналы и интерфейсы ввода-вывода периферийных шин. Тщательно разглядим те из их, которые используются для подключения НЖМД.

Рекордсменом, наверняка, стоит признать интерфейс ATA обширно узнаваемый под заглавием IDE (Integrated Drive Electronics). Главные свойства IDE представлены в таблице 3.9.

Есть Каналы и интерфейсы ввода-вывода модификации EIDE (Enhanced IDE), использующие как классическую адресацию (по номерам головки) цилиндра и сектора, так и адресацию логических блоков (LBA – Logic Block Address) [4].

ПРИМЕЧАНИЕ

Интерфейс ATA (IDE) предложен в 1989 году. Он ограничивает емкость 1-го накопителя Каналы и интерфейсы ввода-вывода размером 504 Мбайт (стандартный BIOS позволяет организовать адресное место «головка-цилиндр-сектор» последующим образом – 16 головок х 1024 цилиндра х 63 сектора х 512 б в секторе = 504 Мбайт) и обеспечивает пропускную способность до 8,3 Мб/с Каналы и интерфейсы ввода-вывода.

На свет также появилась модификация ATAPI (ATA Package Interface ), позволяющая подключать к ATA не только лишь НЖМД, да и CD-ROM, сканеры, стримеры и др. Модификация UATA (Ultra ATA) создана для работы Каналы и интерфейсы ввода-вывода с НЖМД огромных объемов.

Режимы передачи с возникновением более совершенных модификаций усложнялись. К примеру, PIO (Programmed Input/Output, программный ввод-вывод) – это обыденный способ обмена данными с жестким диском. При таком режиме чтение/запись Каналы и интерфейсы ввода-вывода на НЖМД производит сам микропроцессор, что понижает эффективность его работы, т.к. много времени затрачивается на «второстепенные» для него операции. Потому в 1998 году появилась модификация UDMA (Ultra Direct Memory Access Каналы и интерфейсы ввода-вывода, режим прямого доступа к памяти). Этот режим отличается тем, что операции чтения записи обрабатываются контроллером НЖМД в промежутках меж воззваниями микропроцессора к памяти.

Таблица 3.9. Главные свойства периферийных шин для подключения НЖМД



Эталон

Год

Заглавие

Режим передачи

Пропускная способность, Мб Каналы и интерфейсы ввода-вывода/с

ATA-1

1989/1994

IDE

PIO mode 0, 1, 2

3.3-8.3

ATA-2

1995

EIDE, FIDE

PIO mode 3, 4, 5

11.1, 16.7, 20.0

ATA-3

1997

EIDE, FIDE

PIO mode 3, 4, 5

11.1, 16.7, 20.0

ATA-4

1998

UATA/33

UDMA mode 2

33

ATA-5

1999

UATA/66

UDMA mode 4

66

ATA-6

2000

UATA/100

UDMA mode 5

100

ATA-7

2002

UATA/133

UDMA mode 6

133

Serial ATA

2003

Serial ATA-150



150

2005

Serial Каналы и интерфейсы ввода-вывода ATA-300



300

2007

Serial ATA-600



600

В конце 2000 года группа компаний Working Group (Intel, IBM, Maxtor, Quantum, Seagate и др.) представили совершенной новый интерфейс, который получил заглавие SATA (Serial ATA). Этот интерфейс имеет значительно огромную Каналы и интерфейсы ввода-вывода пропускную способность, а подключение устройств делается при помощи 8-ми жильного кабеля заместо 80-ти жильного у ATA.

Существует также интерфейс SCSI (читается «скази», Small Computer System Interface – системный интерфейс малых компов), созданный Каналы и интерфейсы ввода-вывода для подключения НЖМД, CD-ROM, принтеров, сканеров, коммуникационных устройств и микропроцессоров [5]. 1-ая версия интерфейса SCSI-1 была 8-битной, допускала подключение 8 устройств и обеспечивала скорость передачи 2 Мб/с. Позднее появились модификации SCSI-2 и SCSI-3. SCSI-3 – это Каналы и интерфейсы ввода-вывода предстоящее развитие эталона, направленное на повышение числа подключаемых устройств, расширение системы команд и поддержку технологии Plug and Play.

В последние несколько лет появились SAS (Serial Attached SCSI) устройства. Это устройства SCSI Каналы и интерфейсы ввода-вывода с поочередным интерфейсом, совместимым с интерфейсом SATA. Этот интерфейс позволяет подключать до 16 384 устройств, расположенных на среднем (до 1 м) удалении друг от друга. Имеется возможность одновременного обмена меж несколькими парами устройств. Сервера с такими Каналы и интерфейсы ввода-вывода НЖМД очень удачно выпускает компания HP.

Универсальные поочередные шины. Этот вид шин разглядим на примере USB (Universal Serial Bus). Может быть соединение до 127 наружных устройств по одному USB-каналу. На Каналы и интерфейсы ввода-вывода современных системных платах обычно имеется по два канала на контроллер (4 порта USB). Особенностью данной шины будет то, что каждое USB-устройство (принтер, сканер, клавиатура, «мышь» и пр.), присоединенное на первом уровне Каналы и интерфейсы ввода-вывода, может работать в качестве коммутатора, т.е. при наличии соответственных разъемов к нему могут быть присоединены еще несколько устройств. Последняя версия USB 2.0 обеспечивает пропускную способность 480 Мбит/с.

И, в конце концов, практически позабытый поочередный коммуникационный Каналы и интерфейсы ввода-вывода интерфейс RS-232 (COM-порт). Разъем COM-порта может быть 25 либо 9 контактным. Наибольшее распространение посреди юзеров «персоналок» он получил для подключения таких устройств как клавиатура, «мышь» и модем.


kamvol.html
kanada-naselenie.html
kanadskaya-tehnologiya-v-stroitelstve-maloetazhnih-bistrovozvodimih-domov-iz-sendvich-panelej.html