Интерфейсы вычислительных машин

Интерфейс – это совокупность средств сопряжения и связей обеспечивающее эффективное взаимодействие узлов вычислительной машины, а так же вычислительной машины и внешних устройств.

Любой интерфейс состоит из 2 уровней:

1. Первый уровень механический. К которому относят прежде всего сам физический канал связи, провода электронные компоненты, элементы связей, типы соединителей, разъемы, назначение их контактов, и т.д.

2. Второй уровень логический. Типы сигналов, их длительность, полярность, частота, амплитуда и протоколы взаимодействия.

В современных интерфейсах для формирования стандарта подключения устройств к системе, широко используются стандартные наборы микросхем, генерирующие стандартные сигналы. Такой подход упрощает производство таких микросхем, но при этом усложняет, дорожает, как сам интерфейс, так и вычислительную машину в целом.

Все интерфейсы ЭВМ можно разделить на две группы:

1. Внутримашинные интерфейсы – это система связей и сопряжения узлов и блоков ВМ между собой.

2. Внешние интерфейсы, обеспечивают связь ВМ с внешними и периферийными устройствами и другими ВМ.

Внутримшинный интерфейс представляет собой совокупность электрических видов связей, проводов, схем сопряжения с компонентами ВМ, протоколов алгоритмов передачи и преобразования сигналов.

Существую два варианта организации внутримашинного интерфейса:

1. многосвязный интерфейс. Каждый блок ВМ соединен с прочими блоками своими локальными проводами. Многосвязный интерфейс иногда применяется в качестве периферийного интерфейса, для связи с внешними устройствами ВМ, дополняющего системный, а в качестве системного лишь в некоторых простых ВМ.

2. Односвязный интерфейс. Все блоки ВМ связаны друг с другом через общую или системную шину.

В большинстве современных ВМ в качестве системного интерфейса используется системная шина.

Шина это совокупность линий связи по которым информация передается одновременно.

Под основной или системной шиной обычно понимается шина между центральным процессором и подсистемой управления памятью.

Шина характеризуется разрядность и частотой.

Важнейшими функциональными характеристиками системной шины являются количество обслуживаемых ею устройств и пропускная способность (максимально возможная скорость передачи данных). Которые зависят от разрядности шины (8, 16, 32, 64) и тактовой частоты, на которой шина работает.

Разрядность шины так же именуется ширина шины, это количество линий связи шины, число бит, которое может быть передано по шине одновременно.

Тактовая частота шины, это частота с которой передаются последовательные биты информации по линии связи.

В качестве системной шины в разных ВМ использовались или могут использоваться:

• шины расширений – это шины общего назначения позволяющие подключать большое число самых разнообразных устройств, во вторых это локальные шины, часто специализирующиеся на обслуживании небольшого количества устройств определенного класса, преимущественно видео систем и подобных элементов.

• Кроме того, в ВМ широко используются так же периферийные шины, это интерфейсы для внешних запоминающих и многочисленных периферийных, сравнительно медленно действующих устройств.