Глава 13 Интерфейсная часть пк

13.1 Интерфейсы

Связь устройств автоматизированных систем друг с другом осуществляется с помощью средств сопряжения, которые называются интерфейсами. Интерфейс представляет собой совокупность линий и шин, сигналов, электронных схем и алгоритмов (протоколов), предназначенную для осуществления обмена информацией между устройствами.

Другими словами, интерфейс это не просто набор проводников для связи между устройствами, а целый комплекс технических средств. На практике используются в основном унифицированные интерфейсы – унифицированный по составу и назначению набор линий и шин, унифицированные сигналы и алгоритмы (протоколы) обмена, унифицированные конструктивные характеристики.

Более строгое определение стандартного интерфейса – совокупность унифицированных технических, программных и конструктивных средств, необходимых для реализации взаимодействия различных функциональных элементов в автоматических системах обработки информации при условиях, предписанных стандартом и направленных на обеспечение информационной, электрической и конструктивной совместимости указанных элементов.

Интерфейс (interface) – совокупность средств сопряжения и связи, обеспечивающая эффективное взаимодействие систем или их частей. В рамках интерфейса обычно рассматривается сопряжение на двух уровнях:

• физическом (число и параметры проводов, элементы связи, типы соединений, разъемы, номера контактов и т. п.);

• логическом (сигналы, их длительности, полярности, частоты и амплитуда, протоколы взаимодействия).

Внутримашинный интерфейс – система связи и сопряжения узлов и блоков компьютера между собой. Представляет собой совокупность микросхем, линий связи, схем сопряжения с компонентами компьютера, протоколов (алгоритмов) передачи и преобразования сигналов. Существует два варианта организации внутримашинного интерфейса:

1. многосвязный интерфейс: каждый блок ПК соединен с прочими блоками своими локальными линиями связи; многосвязный интерфейс обычно применяется в качестве периферийного интерфейса (для связи с внешними устройствами ПК), дополняющего системный, а иногда и в качестве внутримашинного – как в некоторых простых компьютерах, так и в ПК при использовании высокоскоростных последовательных интерфейсов;

2. односвязный интерфейс: все блоки ПК связаны друг с другом через общую, или системную, шину.

В компьютерной литературе иногда вместо термина «интерфейс» употребляют термины «контроллер» или «адаптер». Строго говоря, это не совсем верно, так как контроллер (controller) управляет интерфейсом и обеспечивает его работоспособность, адаптер (adapter) же отвечает за совместимость интерфейсов.

Шина (bus) – совокупность линий связи, по которым информация передается одновременно. Под основной, или системной, шиной обычно понимается шина между процессором и подсистемой памяти. Шины характеризуются разрядностью и частотой.

Важнейшими функциональными характеристиками системной шины являются количество обслуживаемых ею устройств и ее пропускная способность, то есть максимально

возможная скорость передачи информации. Пропускная способность шины зависит от ее разрядности (существуют шины 2-, 4-, 8-, 16-, 32- и 64-разрядные) и тактовой частоты, на которой шина работает.

Разрядность или ширина шины (bus width) – количество каналов связи в шине, то есть число битов, которое может быть передано по шине одновременно.

Тактовая частота шины (bus frequency) – частота, с которой передаются последовательные биты информации по каналам связи.

В качестве системной шины в разных ПК использовались и могут использоваться:

• шины расширений – шины общего назначения, позволяющие подключать большое число самых разнообразных устройств;

• локальные шины, часто специализирующиеся на обслуживании небольшого количества устройств определенного класса, преимущественно видеосистем.

В компьютерах широко используются также периферийные шины – интерфейсы для внешних запоминающих и многочисленных периферийных медленно действующих устройств.