Контроллеры и адаптеры. Общий состав устройств

Контроллеры и адаптеры дополнительных устройств, либо сами эти устройства, выполняются в виде плат расширения, которыми снабжаются устройства компьютера с целью совместимости их интерфейсов, и подключаются к шине с помощью разъемов расширения, называемых также слотами расширения (например, модем, сетевая плата, видеоплата и т.д). Контроллеры осуществляют и непосредственное управление периферийными устройствами по запросам микропроцессора. Порты устройств представляют собой некие электронные схемы, содержащие один или несколько регистров ввода-вывода и позволяющие подключать периферийные устройства компьютера к внешним шинам микропроцессора. Портами также называют устройства стандартного интерфейса - последовательный, параллельный и игровой порты (или интерфейсы) ^[27]:

• Последовательный порт обменивается данными с процессором побайтно, а с внешними устройствами – побитно. К последовательному порту обычно подсоединяют медленно действующие или достаточно удалённые устройства, такие, как мышь и модем^[27];

• Параллельный порт получает и посылает данные побайтно. К параллельному порту подсоединяют более "быстрые" устройства – принтер и сканер^[27];

• Через игровой порт подсоединяется джойстик. Клавиатура и монитор подключаются к своим специализированным портам, которые представляют собой просто разъёмы^[27].

Порты эвм на примере персонального компьютера

Порт – электронное устройство, выполняемое прямо на материнской плате ПК или на дополнительных платах, устанавливаемых в персональный компьютер. Порты имеют уникальный разъем для подключения внешних устройств – периферии. Предназначены они для обмена данными между ПК и внешними устройствами (принтерами, модемами, цифровыми фотоаппаратами и т. д.). Довольно часто, в литературе можно встретить ещё одно название для портов – интерфейсы. Все порты можно условно разбить на две группы^[28]:

• Внешние – для подключения внешних устройств (принтеры, сканеры, плоттеры, устройства видеоизображения, модемы и т.п.) ^[28];

• Внутренние – для подключения внутренних устройств (жёсткие диски, платы расширения) ^[28].

Внешние порты персонального компьютера

Последовательный порт (COM-порт). Один из самых старых портов, устанавливаемых в ПК на протяжении уже более 20 лет. В литературе довольно часто можно встретить его классическое наименование – RS232. Обмен данными при помощи его происходит в последовательном режиме, то есть линии передачи и приёма – однобитные. Таким образом, информация, которая передаётся от компьютера к устройству или наоборот, разделяется на биты, которые последовательно следуют друг за другом. Скорость передачи данных, обеспечиваемая этим портом не велика, и имеет стандартизованный ряд: 50, 100, 150, 300, 1200, 2400, 4800, 9600, 14400, 38400, 57600, 115200 Кбит/сек. Использовался последовательный порт для подключения к ПК таких «медленных» устройств, как первые принтеры и плоттеры, dial-up модемы, манипуляторы «мышь» и даже для связи компьютеров между собой. Как бы ни была медленной его скорость для того, чтобы соединить устройства между собой требовалось всего три провода – настолько простым был протокол обмена данными. Понятно, что для полноценной работы требовалось большее количество проводников в шнуре^[28].

Параллельный порт (LPT-порт). Представляет собой интерфейс для подключения таких устройств, как принтеры, сканеры и плоттеры. Позволяет одновременно передавать 8 бит данных, правда в одном направлении – от компьютера к периферии. В дополнении к этому, имеет 4 управляющих бита (так же, как и в случае с битами данных, управляющие биты передаются от ПК к внешнему устройству), и 4 бита состояния (эти биты компьютер может «прочитать» из устройства). В последние годы, LPT-порт усовершенствовали, и он стал двухсторонним, то есть биты данных стало возможным передавать через него в обе стороны. На сегодняшний день устарел и практически не используется, хотя производители материнских плат все ещё включают его в её состав^[28].

USB-интерфейс. USB – это сокращение полного названия порта – universal serial bus («универсальная последовательная шина»). На сегодняшний день это один из самых широко используемых портов на персональном компьютере. И это не случайно – его технические характеристики и простота использования действительно впечатляют. Скорость обмена данными для интерфейса USB 2.0 может достигать – 480 Мбит/сек, а интерфейса USB3.0 – до 5 Гбит/сек (!). Причём, все версии этого интерфейса совместимы между собой. То есть устройство, использующее интерфейс 2.0 может быть подключено к порту USB3.0 (порт в этом случае автоматически понизит скорость до нужного значения). Соответственно, устройство, использующее порт USB 3.0 может быть подключено к порту USB 2.0. Единственное условие, если для нормальной работы требуется скорость выше, чем максимальная скорость USB 2.0, то нормальное функционирование периферийного устройства будет в этом случае невозможно. Кроме этого, популярность данного порта обусловлена ещё и тем, что разработчики заложили в него одну, очень полезную особенность – данный порт может служить источником электропитания, для подключённого к нему внешнего устройства. В этом случае не требуется дополнительный блок для подключения к электрической сети, что очень удобно. Для версии порта USB 2.0 максимальный потребляемый ток может достигать значения в 0.5A, а в версии USB3.0 – 0.9А. Превышать указанные значения не рекомендуется, так как это приведёт к выходу интерфейса из строя^[28].

Порт Fire-Wire (Другие названия — IEEE1394, i-Link). Этот вид интерфейса появился сравнительно недавно – с 1995 года. Представляет собой высокоскоростную шину последовательного типа. Скорость передачи данных может достигать — до 400 Мбит/сек в стандарте IEEE 1394 и IEEE 1394a, 800 Мбит/сек и 1600 Мбит/сек — для стандарта IEEE1394b^[28].

Ethernet порт. Значение этого интерфейса трудно переоценить, как правило, именно он используется для подключения персонального компьютера к локальной сети или для выхода в интернет в большинстве случаев. Практически все современные ПК, ноутбуки и нетбуки оборудованы встроенным в материнскую плату Ethernet-портом. В этом нетрудно убедиться, если осмотреть внешние разъёмы. Для подключения внешних устройств используется специальный Ethernet–кабель, имеющий с обоих концов одинаковые разъёмы – RJ-45, содержащие восемь контактов^[28].