Глава 10. Интерфейсная система пк

После изучения главы студент должен знать:

• системные, локальные и периферийные шины интерфейса, их назначение и основные характеристики;

• последовательные интерфейсы, в том числе перспективный интерфейс PCI Express;

• активно развивающиеся беспроводные интерфейсы: WiFi, WiMax, WiBro,

• прикладные программные интерфейсы.

Интерфейс (interface)²¹ — совокупность средств сопряжения и связи, обеспечивающая эффективное взаимодействие систем или их частей. В интерфейсе обычно предусмотрены вопросы сопряжения на физическом (число проводов, элементы связи, типы соединений, разъемы, номера контактов и т. п.) и логическом (сигналы, их длительности, полярности, частоты и амплитуда, протоколы взаимодействия) уровнях. В современных интерфейсах для формирования стандарта подключения устройств к системе широко используются наборы микросхем, реализующие заданные протоколы управления. Это существенно усложняет и удорожает не только сам интерфейс, но и компьютер в целом.

Внутримашинный интерфейс — система связи и сопряжения узлов и блоков компьютера между собой. Представляет собой совокупность микросхем, линий связи, схем сопряжения с компонентами компьютера, протоколов (алгоритмов) передачи и преобразования сигналов. Существуют два варианта организации внутримашинного интерфейса:

• многосвязный интерфейс: каждый блок ПК соединен с прочими блоками своими локальными линиями связи; многосвязный интерфейс обычно применяется в качестве периферийного интерфейса (для связи с внешними устройствами ПК), дополняющего системный, а иногда и в качестве внутримашинного — как в некоторых простых компьютерах, так и в ПК при использовании высокоскоростных последовательных интерфейсов;

• односвязный интерфейс: все блоки ПК связаны друг с другом через общую или системную шину.

В большинстве ПК в качестве системного интерфейса используется системная шина, но в перспективе ожидаются использование многосвязного интерфейса на основе PCI Express.

Шина (bus) — совокупность линий связи, по которым информация передается одновременно. Под основной или системной шиной обычно понимается шина между процессором и подсистемой памяти. Шины характеризуются разрядностью и частотой. Структура и состав системной шины были рассмотрены в главе 6. Важнейшими функциональными характеристиками системной шины являются:

• количество обслуживаемых ею устройств,

• пропускная способность (максимально возможная скорость передачи информации).

Пропускная способность шины зависит от ее разрядности (существуют шины 2-х, 4-х, 8-и, 16-и, 32-х и 64-разрядные) и тактовой частоты, на которой шина работает. Разрядность или ширина шины (bus width) — количество каналов связи в шине, то есть число битов, которое может быть передано по шине одновременно. Тактовая частота шины (bus frequency) — частота, с которой передаются последовательные биты информации по каналам связи. В качестве системной шины в разных ПК использовались и могут использоваться:

• шины расширений — шины общего назначения, позволяющие подключать большое число самых разнообразных устройств;

• локальные шины , часто специализирующиеся на обслуживании небольшого количества устройств определенного класса, преимущественно видеосистем.

В компьютерах широко используются и периферийные шины — интерфейсы для внешних запоминающих и многочисленных периферийных медленно действующих устройств. Сравнительные технические характеристики некоторых шин приведены в табл.  8.1.