45.Апаратні інтерфейси комп’ютера

Інтерфе́йс (англ. interface) —

сукупність засобів і правил, що забезпечують взаємодію пристроїв обчислювальної системи та (або) програм;

сукупність описів і узгоджень про процедуру передачі управління в підпрограму та повернення в вихідну програму.

Узгодженість роботи окремих пристроїв здійснюють апаратні інтерфейси. Їх поділяють на послідовні та паралельні. Через послідовний інтерфейс дані передаються по одному біту. Вони прості за будовою, не вимагають синхронізації роботи передавальника та приймальника даних. Однак пропускна здатність їх менша, а коефіцієнт корисної дії нижчий. Їх використовують для підключення “повільних” пристроїв - наприклад, різноманітних датчиків. Паралельні інтерфейси мають більш складну будову, але більш високу продуктивність. Їх застосовують там, де потрібна висока швидкість передачі даних (наприклад, для друкуючого пристрою). Дані передаються байтами.

] Переваги та недоліки

Переваги:

Будь-яку команду можна викликати невеликою кількістю натискань.

Пакетні файли — це, по суті, найпростіша програмованість.

Можна керувати програмами, що не мають графічного інтерфейсу (наприклад, виділеним сервером).

Переглянувши вміст консолі, можна повторно побачити повідомлення, яке ви не встигли прочитати.

Недоліки:

Інтерфейс командного рядка не є дружнім для початківців.

Шукати невідому команду з довідників не менш складно, ніж відшукувати в меню потрібну команду.

Введення деяких параметрів з клавіатури може бути важким. Наприклад, гравці часто прикрашають свої імена цифрами і спецсимволами, і ввести команду на кшталт kick =- CooL-= [H3LL] без додаткових коштів буває досить складно. А підбір гучності за допомогою озвученого повзунка дозволяє виставити потрібну гучність швидше, ніж з командного рядка.

Якщо ж у програмі є бути повноціна скриптова мова, доводиться або підтримувати два різних мови (консольну і скриптову), або відмовлятися від командного рядка на користь скриптової мови, або поєднувати ці дві мови (що негативно позначається на зручності програмування).

46. Синхронізація в апаратних інтерфейсах комп’ютера. Функції контролера переривань.

Принцип синхронізації інтерфейсів визначає узгодження в зміні подій для різних складових частин системи. Тут розрізняють асинхронний і синхронний тип узгодження. Два і більш за процес є синхронними, якщо зміни станів (подій) цих процесів взаимонезависимы і виконуються через строго певні фіксовані моменти часу. Два і більш за процес називаються асинхронними, якщо зміни станів цих процесів взаимозависимы, а час зміни стану одного процесу визначається моментом часу

зміни стану іншого.

Реалізація схемотехніки асинхронного процесу грунтується на принципі петель зворотного зв'язку, який може бути представлена однією або двома інтерфейсними лініями.

Процес прийому передаваної інформації синхронізується спеціальними стробуючими сигналами від приймача або передавача (сигнали СІ, ГОТ і ППД), які встановлюються на шині управління обміном з фіксованою затримкою щодо часу встановлення кодів команд, даних або адреси на інформаційній магістралі. По характеру сигналів синхронізації дані схеми підрозділяються на імпульсні, коли розпізнаються перепади імпульсів синхронізації, і потенційні, коли фіксується рівень синхроімпульсів. Один з варіантів реалізації асинхронного процесу був достатньо детально розглянутий в пункте1.2.

Схеми синхронізації без зворотного зв'язку (синхронний тип обміну) будуються на основі одного загального або двох (у передавачі і в приймачі) результатно незалежних, але близьких по частоті кварцових генераторів. Для останньої з перерахованих схем, синхронізація обох генераторів виконується на початку циклу обміну і підтримується протягом всього часу передачі інформації. В цьому випадку, для достовірної її передачі, необхідно забезпечити

перевищення швидкості обробки інформації, що приймається, приймачем щодо швидкості передачі інформації передавачем. Даний варіант синхронізації практично реалізується в послідовному інтерфейсі RS-232C.

Сигнали апаратних переривань, що виникають в пристроях, що входять до складу комп'ютера або підключених до нього, поступають в процесор не безпосередньо, а через два контроллери переривань, один з яких називається таким, що веде, а другою - відомим .Два контроллера використовуються для збільшення допустимої кількості зовнішніх пристроїв. Річ у тому, що кожен контроллер переривань може обслуговувати сигнали лише від 8 пристроїв. Для обслуговування більшої кількості пристроїв контроллери можна об'єднувати, утворюючи з них віялоподібну структуру. У сучасних машинах встановлюють два контроллери, збільшуючи тим самим можливе число вхідних пристроїв до 15 (7 у ведучого і 8 у відомого контроллерів). До вхідних висновків IRQ1...IRQ7 і IRQ8...IRQ15 (IRQ - це скорочення від Interrupt Request, запит переривання) підключаються висновки пристроїв, на яких виникають сигнали переривань. Вихід провідного контроллера підключається до входу INT мікропроцесора, а вихід відомого - до входу IRQ2 ведучого. Основна функція контроллерів - передача сигналів запитів переривань від зовнішніх пристроїв на єдиний вхід переривань мікропроцесора.

Процесор, отримавши сигнал переривання, виконує послідовність стандартних дій, зазвичай званих процедурою переривання.

Отримавши сигнал на виконання процедури переривання з певним номером, процесор зберігає в стеку виконуваної програми поточний вміст трьох регістрів процесора: регістра прапорів, CS і IP. Два останні числа утворюють повну адресу повернення в перервану програму.