Конспект лекцій
“Інтерфейси автоматизованих систем
обробки інформації та управління”
для базового напрямку 6.08.04.
“Комп`ютерні інформаційні технології”
за фахом 7.080.401
“Автоматизовані системи обробки
інформації та управління”
Кафедра “Автоматизовані системи управління”
Курс V
Семестр X
Лектор Демида Б.А.
Лекція 1
Загальні характеристики інтерфейсів.
Призначення і фукції інтерфейсів.
Якщо взяти за приклад одну область діяльності людей, яка зараз бурхливо розвивається – це ЕОМ і обчислювальні системи обробки інформації ми побачемо, що вони складаються з з величезної кількості різноманітних за призначеня і принципом дії пристроїв. Можна перерахувати їх: накопичувачі зовнішньої пам’яті, зчитувачі CD-ROM, пристрої вводу графічної інформації і т.д.
Організація взаємодії, обмін даних та керуючою інформацією між ядром ЕОМ і переферійними пристроями проводиться згідно з правилами, які приймаються для конкретного класу пристроїв.
Можна розповісти приклад з фірми Енергозбереження.
В міжнародній практиці для опису взаємодії різних компонентів пристроїв ЕОМ та обчислювальний систем широко застосовують поняття “інтерфейсів”.
Поняття “інтерфейсів” загалом трактують як синонім слова “спряження” і розуміють як сукупність схемотехнічних засобів, котрі забезпечують бепосередню взаємодію складових елементів системи пристрою. Комплектний характер інтерфейса дозволяє використовувати термін “інтерфейсна система”, “ програмний інтерфейс”, “фізичний інтерфейс” і т.д.
Згідно ГОСТ 15971-74 під стандартним інтерфейсом розуміють сукупність уніфікованих апаратних, програмних, конструктивних засобів, необхідних для реалізації, для взаємодії різноманітних фукціональних елементів в атоматизованих системах збору і обробки інформації при умовах, обумовлених стандартом і направлених на забезпеченя інформаційної, електричної, конструктивної сумісності вказаних елементів. Інтерфейс може бути стандартним, або оригінальним для конкрентних пристроїв. Стандартизацію цих правил, розробкою нових інтерфейсів займаються на державному рівні в окремих державах, або міждержавному рівні.
Цілі, які переслідуються. Розробка правил (інтерфейсів) повинна забезпечити конструктивну, електричну, програмну сумісність між різними пристроями.
Конструктивна сумісність: узгодженість конструктивних елементів інтерфейса, яка забезпечує підєднання різних пристроїв до ЕОМ або системи.
Електрична сумісність- це узгодженість структури і складу ліній зв’язку і сигналів між пристроями, величини, форми інших параметрів електричних сигналів, мінімальні тривалі сигнали, тощо.
Програмна сумісність – це узгодженість взємодії між різними компонентами згідно з логічними умовами режимів роботи. Логічні умови визначають формати даних команд, адрес, станів пристроїв, набори та часові харектиристики процедур взаємодії між пристроями.
Проектування [2] інтерфейсів, використовується на основі чотирьох взаємозв’язаних принціпів:
Принцип групового проектування заключається в створенні сімейства фукціонального і конструктивно подібних пристроїв (модулей, систем) певного призначення відповідальних різноманітним умовам їх використання.
Основна задача групового проектування – забезпечення максимальної універсальності і сумісності ЕОМ, обчислювальних комплексів (ОК) всередені проектованого ряду.
Агрегатний принцип (модульна побудова) полягає в рвціональному розділенні системі, пристрою на однукупність більш простих фукціонально і конструктивно закінчених блоків (модулей) з ціллю вдосконалення їх технічних характеристик, а також забезпечення високопродуктивних методів виробництва і обслуговування. (Приклад – ряд мікропроцесорних комплексів)
Принцип уніфікації заключається в мінімізації складових вузлів, блоків пристрою, модулів, зв’язків між ними при умовах раціональної компоновки і ефективного фукціонування пристрою або системи. Інтерфейс можна розглядати як практичний приклад уніфікації зв’язків і пристоїв спряження складових елементів ЕОМ і системи.
Принцип взаємозамін базується на можливості модуля виконувати в пристрої різноманітні встановлені фукції без додаткової продуктивності доробки
Ефективне використання розглянутих принципів проектоване при розробленні і впровадженні інтерфейсів і пристроїв дозволяє: організувати багатосерійне виробництво, підвищити якість, створити терміни, вартість і т. д.
Основна ціль, яка переслідується - це забезпечення конструктивної, електричної, програмної сумісності між різними функціональними елементами системи чи мережі.
Конструктивна сумісність: узгодженість конструктивних елементів інтерфейсу, призначених для забезпечення під’єднання різних пристроїв до ЕОМ або системи.
Електрична сумісність : узгодженість структури і складу ліній зв’язку і сигналів між пристроями, величини, форми інших параметрів електричних сигналів, рекомендації щодо параметрів ліній зв’язку, обмеження на відстань поширення сигналів, мінімальні тривалості сигналів, тощо. Програмна сумісність – це узгодженість взаємодії між різними компонентами згідно з логічними умовами режимів роботи. Логічні умови визначають формати даних команд, адрес, станів пристроїв, набори та часові характеристики процедур взаємодії між пристроями.
Застосування розглянутих принципів проектування тісно пов’язано з стандартизацією.
Якість стандарту на інтерфейс може бути оцінена відношенням, встановленим між обмеженнями на реалізацію інтерфейсу і пристроїв спряження і можливостями коливання тих чи інших технічних характеристик інтерфейсу з ціллю найбільш ефективного пристосування його до конкретної системи
ФБ –фукціональний блок
НБ – інтерфейсний блок
К – контролер
КБ – керуючий блок
Основні поняття.
Для опису сукупності схемотехнічних засобів і фукцій, котрі забезпечують безпосередню взаємодію складових елементів систем обробки інформації АСОІ, системи передачі даних, підсистем переферійного обладнання, використовую поняття “інтерфейс”, “стик”, протокол.
Інтерфейс- (див. Стр.1 вставка)
Стик – згідно ГОСТ 23633-79 означає місце з’єднання пристроїв передачі сигналів даних, котрі входять в ситему пердачі даних. Поняття стику може заміняти поняття інтерфейс.
Протокол – строго задана процедура, або сукупність правил, котрі регламентують спосіб виконня певного класу фукцій.
Поняття інтерфейс завжди ширше від поняття протокол. З другого боку існують протоколи наприклад протокол управління обміном даних по каналах зв’язку котрі являються собою самостійні компоненти.
Існують також поняття інтерфейсна система, система протоколів, фізичний інтерфейс, логічний інтерфейс, програмний інтерфейс, інформаційна сумісність, якість стандарту на інтерфейс.