4. Внутримашинный системный интерфейс. Шины расширения.

Внутримашинный системный интерфейс - система связи и сопряжения узлов и блоков ЭВМ между собой - представляет собой совокупность электрических линий связи (проводов), схем сопряжения с компонентами компьютера, протоколов (алгоритмов) передачи и преобразования сигналов.

Существуют два варианта организации внутримашинного интерфейса.

1. Многосвязный интерфейс: каждый блок ПК связан с прочими блоками своими локальными проводами; многосвязный интерфейс применяется только в простейших бытовых ПК.

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

В большинстве современных ПК в качестве системного интерфейса используется системная шина. Важнейшими функциональными характеристиками системной шины являются: количество обслуживаемых ею устройств и ее пропускная способность, т.е. максимально возможная скорость передачи информации. Пропускная способность шины зависит от ее разрядности (есть шины 8-, 16-, 32- и 64-разрядные) и тактовой частоты, на которой шхша работает. В качестве системной шины используются:

1. шины расширений - шины общего назначения, позволяющие подключать большое число самых разнообразных устройств;

2. локальные шины, специализирующиеся на обслуживании небольшого количества устройств определенного класса.

Системная шина. Это основная интерфейсная система компьютера, обеспечивающая сопряжение и связь всех его устройств между собой. Системная шина включает в себя:

1. кодовую шину данных (КШД), содержащую провода и схемы сопряжения для параллельной передачи всех разрядов числового кода (машинного слова) операнда;

2. кодовую шину адреса (КША), включающую провода и схемы сопряжения для параллельной передачи всех разрядов кода адреса ячейки основной памяти или порта ввода-вывода внешнего устройства;

3. кодовую шину инструкций (КШИ), содержащую провода и схемы сопряжения для передачи инструкций (управляющих сигналов, импульсов) во все блоки машины;

4. шину питания, имеющую провода и схемы сопряжения для подключения блоков ПК к системе энергопитания.

Шина PCI - соединение внешних устройств - позволяет подключать 10 устройств разной конфигурации с возможностью автоконфигурирования; разрядность PCI - 32 бита с возможностью расширения до 64 бит, теоретическая пропускная способность 132 Мбайт/с, а в 64-битовом варианте - 263 Мбайт/с.

Шина PCI-X - эта спецификация опиралась на существовавшую технологию PCI, но за счет ряда усовершенствований протокола она позволила значительно увеличить производительность шины: при частоте 133 МГц и ширине 64 разряда ее максимальная пропускная способность составляет свыше 1 Гб/с (точнее, 1066 Мб/с).

PCI Express - компьютерная шина, использующая программную модель шины PCI и высокопроизводительный физический протокол, основанный на последовательной передаче данных. Горячая замена карт; гарантированная полоса пропускания (QoS); управление энергопотреблением; контроль целостности передаваемых данных. Для подключения устройства PCI Express используется двунаправленное последовательное соединение типа точка-точка, называемое lane. Соединение между двумя устройствами PCI Express называется link, и состоит из одного (называемого 1х) или нескольких (2х, 4х, 8х, 12х, 16х и 32х) двунаправленных последовательных соединений lane (1х - 0,5 ГБ/с).

PCI Express External Cabling - внешний интерфейс PCI Express; максимальная длина кабеля может составлять 10 метров.

Шина AGP - специализированная 32-битная системная шина для видеокарты; работа на тактовой частоте 66 МГц; увеличенная пропускная способность; режим работы с памятью DMA (прямой доступ к памяти, в этом режиме основной памятью считается встроенная видеопамять на карте) и DME (в этом режиме основная и видеопамять находятся как бы в общем адресном пространстве); разделение запросов на операцию и передачу данных; в настоящее время, шина исчерпала свои возможности и полностью вытеснена шиной PCI Express.

Шина USB - универсальная последовательная шина, предназначенная для периферийных устройств; USB-кабель представляет собой две витые пары: по одной паре происходит передача данных в каждом направлении (дифференциальное включение), а другая пара используется для питания периферийного устройства (+5 В); к одному контроллеру шины US В можно подсоединить до 127 устройств через цепочку концентраторов (они используют топологию «звезда»),

USB OTG - дальнейшее расширение спецификации USB 2.0, предназначенное для лёгкого соединения периферийных USB-устройств друг с другом без необходимости подключения к ПК.

USB wireless - позволяет организовать беспроводную связь с высокой скоростью передачи информации (до 480 Мбит/с на расстоянии 3 метра и до 110 Мбит/с на расстоянии 10 метров).

Шина IEEE 1394 (FireWire, i-Lmk) - последовательная высокоскоростная шина, предназначенная для обмена цифровой информацией между компьютером и другими электронными устройствами. Скорость передачи данных - 100, 200 и 400 Мбит/с (IEEE 1394b) и 800, 1600 Мбит/с ( IEEE 1394b).