Попов И.И., Матвеев А.А., Максимов Н.В. Архитектура электронно-вычислительных машин и систем (2004) (1186255), страница 101
Текст из файла (страница 101)
Далее быларазработана спецификация PC98 с обязательным отказом от ISAинтерфейса. Результат, к которому должны прийти PC – отсутствие ISAслотов, PS/2-портов и накопителей 1.2 Mb, 1.44 Mb. Основным внешниминтерфейсом становится Fireware (IEEE 1394). Уже не редки ситуации,когда производители периферии снимают с производства модели, неподдерживающие новые спецификации интерфейсов.Внутренний интерфейсПервым из существующих сегодня (но активно вымещаемых срынка) интерфейсов появился ISA (Industrial Standart Architecture).Медленный, с пропускной способностью 5.3 Mb/s при частоте шины 8MHz, интерфейс ISA позволял адресовать до 16 Mb памяти.517Официального стандарта в отношении ISA-шины принято не было, темне менее она, появившись в 1984 году, превосходила потребноститогдашних пользователей и за счет cвоих широких возможностей былапринята производителями в качестве стандарта.
До сих пор шина ISAпользуется большой популярностью среди пользователей компьютеровкласса 486 и Pentium. 1991 год можно назвать одним из переломныхмоментов развития компьютерной техники. Именно тогда Intel началаразработку нового интерфейса PCI (Peripheral Component Interconnectbus). Новый интерфейс был процессоронезависимым и имел 32-битныйобмен данными (позже, в серверах на базе Intel Xeon использовался 64битный интерфейс). Частота шины могла быть как 33 MHz, так и 66MHz (в версии 2.1 при условии работы всех внутренних устройств на 66MHz), что позволяло достичь огромной, на тот момент, пропускнойспособности – от 132 Mb/s (32b*33 MHz) до 528 Mb/s (64b*66 MHz),которая в то время использовалась только на Alpha-процессорах).Возможности шины PCI позволили Intel и Microsoft разработатьархитектуру Plug and Play, на которой основывается практически всяиндустрия плат расширения.
Поддержка Multiply Bus Master сделалавозможным установку нескольких контроллеров жестких дисков. Сейчасшина PCI активно используется в любом компьютере. SCSIконтроллеры, продвинутые звуковые карты, факс-модемы, сетевыекарты, – все они используют ресурсы и возможности PCI.После распространения видеокарт с PCI-интерфейсом было ясно,что шина PCI позволяет поддерживать высокую скорость обмена междукомпьютером и видеокартой. Появление стандартов трехмернойграфики привело к увеличению требуемого объема видеопамяти дляполноценной работы приложений.
Появление шины AGP в начале 1998года было своеобразным прорывом в области графических работ. Причастоте шины в 66 MHz она была способна передавать два блока данныхза один такт. Пропускная способность шины составляет 500 Mb/s (V2.0)при двух режимах работы: DMA и Execute. Основным жепреимуществом AGP является возможность хранения текстур воперативной памяти. При этом скорости работы шины AGP хватает дляих своевременной передачи в видеопамять (работа в режиме DMA).
Врежиме Execute оперативная и видеопамять воспринимаются какравноправные. Текстуры выбираются блоками 4 Kb из общей памяти спомощью таблицы GART (Graphic Adress Re-mapping Table) ипередаются, минуя локальную память видеокарты. На сегодняшний деньсуществует стандарт (поддерживаемый новыми чипсетами Intel и Via)AGP4x, позволяющий повысить пропускную способность до 1 Gb/s.518Внешний интерфейсНаиболее распространенными в данное время являются портыCOM и LPT. COM-порт как появился в начале 80-х годов, так и дожилдо наших дней абсолютно без изменений. На первый COM-порт вбольшинстве случаев устанавливалась мышь, второй же оставалсясвободным, но его скорости передачи данных (112.5 Kb/s) едва хваталодля подключения таких устройств, как внешний модем или источникбесперебойного питания.Периферийныеустройства,работающиесграфическойинформацией, требовали скорости передачи данных, как минимум, вчетыре раза большей, нежели мог обеспечить COM-порт.
Хорошимрешением был порт LPT, обеспечивающий скорость до 1.5 Mb/s иудовлетворяющий требованиям таких устройств, как принтер и сканер.Существуя параллельно с COM-портом, LPT все же претерпелнекоторые изменения за последние двадцать лет. Изначально LPT былразработан в SPP-модификации (600 Kb/s), но растущие требованиябыстро развивающейся индустрии сканеров и графических принтеровтребовали дальнейшего повышения скорости передачи данных.Результатом работы, проведенной производителями “железа”, явилисьмодификации EPP и ECP.К 1995 году стало очевидно, что дальнейшее развитие LPT-портавсе равно не сможет удовлетворить растущие потребностипользователей (так же как, в принципе, и наличие всего двух COMпортов в стандартной конфигурации).
Ситуация на рынке требоваларазработки нового, высокоскоростного интерфейса с расширеннымивозможностями по подключению периферии. В итоге семьпроизводителей (Compaq, Dec, IBM, Intel, Microsoft, NEC, NorthernTelecom) выступили с инициативой USB (Universal Serial BUS). И уже вноябре 1995 года появился интерфейс USB-спецификации 0.9.Основным преимуществом USB была возможность подключениябольшого количества устройств на один порт (до 127), что позволилопользователю избавить себя от лимита внешней периферии. Другиминемаловажными факторами в быстром распространении USBинтерфейса являются скорость передачи данных (до 12Mb/s) ивозможность подключения по цепочке. Кризис распространения USBпроизошел в 1997 году.
В условиях отсутствия четкого взаимодействиямежду производителями программного и аппаратного обеспечениявыявилась ситуация, когда Microsoft не желала разрабатывать драйверыпод редко встречающиеся устройства, а производители периферииожидали доведения USB до работоспособного состояния. С выходомWindows 98 проблема была решена. Поддержка USB программно былаобеспечена на 100%.
Еще одним плюсом USB являлась возможностьгорячей замены (Hot Swap), позволяющая произвести подключениеустройства без выключения компьютера.519C появлением USB-интерфейса стало быстро развиватьсянаправление домашних видеостудий. Средняя видеокамера требуетпропускной способности в 4 Mb/s, чего не могли обеспечить ни COMни LPT-порты. На сегодняшний день практически все материнскиеплаты ATX-формата комплектуются двумя портами USB.IEEE 1394 (Fire Wire).
В момент появления этого интерфейсаобщественность задалась вопросом: а зачем? Ответ здесь очень простой.Практически каждый пользователь, имеющий цифровую видеокамеру,хочет иметь возможность качественной оцифровки домашнего видео, споследующим редактированием и добавлением спецэффектов.Интерфейс Fire Wire является полностью цифровым и позволяетосуществить передачу данных между цифровыми устройствами безпотери информации.На сегодня ни один интерфейс, кроме IEEE 1394, не способенобеспечить скорость, достаточную для передачи аудио- (1.4 Mb/s) ивидео- (30fps*640x480*24bpp=220 Mb/s) информации высокого уровня.То, что у Fire Wire полностью цифровой интерфейс, позволяет избежатьпотери и искажения информации при передаче с внешних цифровыхнакопителей (при использовании интерфейсов LPT, COM и USBинформация сначала конвертируется из цифровой в аналоговую, а затемоцифровывается обратно).
Впоследствии Fire Wire (наряду с USB)призван максимально стандартизировать внешние устройства,подключаемые к компьютеру. Способствует развитию IEEE 1394 такжеобъединение усилий разработчиков программного обеспечения ипроизводителей микросхем и плат (чего нельзя было наблюдать привнедрении USB). Fire Wire заранее обеспечена более долгая жизнь,нежели USB. Сегодня уже существуют, хотя и не очень популярны, двановых протокола: 800 и 1600 Mb/s.Основные понятия и определения, классификация интерфейсовСвязь устройств автоматизированных систем друг с другомосуществляется с помощью средств сопряжения, которые называютсяинтерфейсами.
Интерфейс представляет собой совокупность линий ишин, сигналов, электронных схем и алгоритмов (протоколов),предназначенную для осуществления обмена информацией междуустройствами.Другими словами, интерфейс это не просто набор проводников длясвязи между устройствами, а целый комплекс технических средств. Напрактике используются в основном унифицированные интерфейсы унифицированный по составу и назначению набор линий и шин,унифицированныесигналыиалгоритмы(протоколы)обмена,унифицированные конструктивные характеристики.Более строгое определение стандартного интерфейса совокупность унифицированных технических, программных и520конструктивных средств, необходимых для реализации взаимодействияразличных функциональных элементов в автоматических системахобработки информации при условиях, предписанных стандартом инаправленных на обеспечение информационной, электрической иконструктивной совместимости указанных элементов.Классификация интерфейсов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
