2.1.6. Контроллеры

Контроллеры представляют собой электронные схемы, посредством которых микропроцессор осуществляет взаимосвязь со всеми внешними устройствами, в том числе и ВЗУ.

Например:

Контроллер дисков предназначен для управления работой механических подвижных частей устройства и формирования электрических импульсов при записи и чтении. Он содержит:

• генератор, питающий переменным током двигатель дисков;

• сложную сервосистему, которая управляет устройством позиционирования блока головок на требуемую дорожку (цилиндр) в соответствии с поступающими от адаптера сигналами;

• усилители записи, формирующие электрические импульсы, которые подаются на магнитные головки при записи данных;

• усилители считывания и формирователи выходных сигналов при считывании информации.

Контроллер ввода-вывода, или адаптер портов, представляет собой устройство, которое обслуживает разнообразные внешние устройства, такие как принтеры, манипуляторы и т. п. Присоединение их к процессорному блоку осуществляется через специальные схемные элементы, называемые портами. Различают параллельные и последовательные порты. Параллельный порт позволяет передать за один такт по крайней мере один байт, поскольку каждому биту выделен один проводник (один контакт) и, таким образом, все составляющие байта передаются одновременно, параллельно.

Последовательный порт содержит для передачи данных только одну пару проводников, и потому биты, составляющие сигнал, проходят через порт последовательно. Отметим, что последовательный порт используют не только для передачи, но и для передачи некодированных сигналов (например, от манипулятора).

Наиболее часто адаптер ввода-вывода обслуживает три параллельных порта (их именуют LPT1…LPT3) и четыре последовательных (с именами COM1…COM4). Для LPT-портов используют 41-штырьковые разъёмы, для COM-портов 9- или 25-штырьковые. Разъёмы выходят на заднюю стенку системного блока, и к ним подключаются соединительные кабели внешних устройств. Общее число разъёмов, как правило, меньше числа портов.

Сетевая плата. Этот адаптер предназначен для сопряжения персонального компьютера с физическим каналом передачи данных, например с коаксиальным кабелем. Он осуществляет двунаправленную транспортировку данных: приём сигналов из канала и передачу их на шину компьютера или наоборот – приём данных из компьютера и их передача в канал. При этом сетевая плата выполняет все необходимые преобразования структуры передаваемых сообщений строго в соответствии со стандартами, по которым построена данная вычислительная сеть.

2.1.7. Внутрисистемный интерфейс

Внутрисистемным интерфейсом или Системная магистраль данных (системная шина) – это группа электрических соединений (проводников) для передачи данных, адресов и сигналов между различными компонентами компьютера. Для обеспечением взаимозаменяемости устройств, изготавливаемых разными производителями, количество, назначение и размещение этих проводников стандартизовано. В подавляющем большинстве IBM-совместимых компьютеров системные шины изготовлены по стандарту ISA (Industry Standard Architecture, стандартная индустриальная архитектура). Согласно ему шина имеет 16 линий для передачи данных, 24 линии для передачи адреса, 15 линий для аппаратных прерываний и 7 линий для организации так называемого прямого доступа в память. Кроме того, несколько проводников отведены для разводки электропитания и служебных сигналов.

В недавнем прошлом обмен данными между внешними устройствами (например, НЖМД) и ОЗУ проходил через системную шину с участием центрального процессора (на время обмена последней приостанавливал выполнение основной программы). Это снижало общую производительность ПК. Введение в состав ПК локальной шины позволило устранить это узкое место, так как она напрямую связывает внешнее устройство с ОЗУ. Производителями ЭВМ разработан ряд стандартов на локальные шины. Наиболее популярен недавно был стандарт VLB (VESA Local Bus), предложенный ассоциацией VESA (Video Electronics Standards Association, ассоциация по стандартам в видеоэлектронике).

Промежуточный уровень между шиной микропроцессора и системной шиной ISA занимают так называемые mezzanine-шины, то есть шины-«пристройки». Они не зависят от типа основного процессора и его тактовой частоты. Одним из стандартов на такие шины являются PCI (Peripheral Component Interconnect, связь периферийных компонентов).