Скачать презентацию 1. 3. Аппаратные интерфейсы Аппаратно-логические устройства Совместное функционирование Скачать презентацию 1. 3. Аппаратные интерфейсы Аппаратно-логические устройства Совместное функционирование

Информатика_глава_1_3.ppt

  • Количество слайдов: 66

1. 3. Аппаратные интерфейсы Аппаратно-логические устройства Совместное функционирование компонентов Стандарты ISO Международная организация по 1. 3. Аппаратные интерфейсы Аппаратно-логические устройства Совместное функционирование компонентов Стандарты ISO Международная организация по стандартизации

Архитектура современных ПК основана на магистрально-модульном принципе. Модульный принцип позволяет потребителю самому подобрать Архитектура современных ПК основана на магистрально-модульном принципе. Модульный принцип позволяет потребителю самому подобрать нужную ему конфигурацию компьютера и производить при необходимости его модернизацию. Модульная организация системы опирается на магистральный (шинный) принцип обмена информации.

• Интерфейс - это аппаратное и программное обеспечение (элементы соединения и вспомогательные схемы • Интерфейс - это аппаратное и программное обеспечение (элементы соединения и вспомогательные схемы управления, их физические, электрические и логические параметры), предназначенное для сопряжения систем или частей системы (программ или устройств).

Под сопряжением подразумеваются следующие функции: • выдача и прием информации; • управление передачей данных; Под сопряжением подразумеваются следующие функции: • выдача и прием информации; • управление передачей данных; • согласование источника и приемника информации.

• Внешние устройства к шинам подключаются посредством интерфейса. • Под интерфейсом также понимают • Внешние устройства к шинам подключаются посредством интерфейса. • Под интерфейсом также понимают совокупность различных характеристик какого -либо периферийного устройства ПК, определяющих организацию обмена информацией между ним и центральным процессором. В случае несовместимости интерфейсов (например, интерфейс системной шины и интерфейс винчестера) используют контроллеры.

• Чтобы устройства, входящие в состав компьютера, могли взаимодействовать с центральным процессором, в • Чтобы устройства, входящие в состав компьютера, могли взаимодействовать с центральным процессором, в IBMсовместимых компьютерах предусмотрена система прерываний (Interrupts). Система прерываний позволяет компьютеру приостановить текущее действие и переключиться на другие в ответ на поступивший запрос, например, на нажатие клавиши на клавиатуре. • Прерывания обеспечивают немедленную реакцию системы.

Интерфейсы можно разделить на две группы: • Внешние интерфейсы для подключения периферии; • Внутренние Интерфейсы можно разделить на две группы: • Внешние интерфейсы для подключения периферии; • Внутренние интерфейсы, расположенные в корпусе ПК.

Внутренние интерфейсы компьютера • • Peripheral Component Interconnect (PCI) Integrated Drive Electronics (IDE)/ATA Accelerated Внутренние интерфейсы компьютера • • Peripheral Component Interconnect (PCI) Integrated Drive Electronics (IDE)/ATA Accelerated Graphics Port (AGP) Hyper Transport (HT)

Внешние интерфейсы компьютера • • Com - последовательный порт LPT - параллельный порт USB Внешние интерфейсы компьютера • • Com - последовательный порт LPT - параллельный порт USB SCSI PS/2 Bluetooth IEEE Интерфейс PC Card (РСMСIA)

Внутренние интерфейсы Внутренние интерфейсы

PCI – соединение внешних компонентов (самый распространенный и универсальный интерфейс) • PCI является стандартной PCI – соединение внешних компонентов (самый распространенный и универсальный интерфейс) • PCI является стандартной шиной для подключения периферийных устройств. Среди них можно отметить сетевые карты, модемы, звуковые карты и платы захвата видео. • Разъемы (слоты) PCI устроены так, что исключить возможность подключения платы в чужой слот. • Поддерживается протокол Plug-and-Play(Pn. P), обеспечивающий автоматическую настройку подключенного внешнего устройства. • Пропускная способность PCI – до 133 Мбайт/c, что гораздо ниже возможностей многих внешних устройств. Поэтому PCI замедляет суммарную скорость работы компьютерной системы.

• PCI = Peripheral Component Interconnect • PCI = Peripheral Component Interconnect

Интерфейс PCI Express (3 GIO) (последовательная шина) • Аббревиатура 3 GIO расшифровывается как « Интерфейс PCI Express (3 GIO) (последовательная шина) • Аббревиатура 3 GIO расшифровывается как « 3 -е поколение шины вводавывода» (Third Generation Input/Output Interconnection)

PCI и PCI-X параллельные шины PCI и PCI-X параллельные шины

Слоты расширения материнской платы: PCI Express x 16 линий (сверху) и 2 PCI Express Слоты расширения материнской платы: PCI Express x 16 линий (сверху) и 2 PCI Express x 1 линия (снизу).

Классический 32 -битный слот PCI сверху, а три 64 -битных слота PCI-X снизу. Зелёный Классический 32 -битный слот PCI сверху, а три 64 -битных слота PCI-X снизу. Зелёный слот поддерживает ZCR (Zero Channel RAID)

Интерфейс AGP (Accelerated Graphics Port ) • Компания Intel разрабатывала интерфейс AGP для решения Интерфейс AGP (Accelerated Graphics Port ) • Компания Intel разрабатывала интерфейс AGP для решения двух основных проблем, связанных с особенностями обработки ЗD-графики на персональном компьютере. • Ускоренный графический порт • Для передачи потока видеоданных • Имеет пиковую пропускную способность до 2132 Мбайт/с

IDE/ATA – встроенная электроника накопителя • Только для работы с жесткими дисками. Данные передаются IDE/ATA – встроенная электроника накопителя • Только для работы с жесткими дисками. Данные передаются в систему по кабелю с низкой пропускной способностью(5 Мбайт/с), поэтому скорости обмена между диском и памятью ниже тех, которых достигает само дисковое устройство (до 60 Мбайт/с). • ATA (AT Attachment — подключение к AT) - согласованный стандарт на интерфейс • IDE/ATAPI- пакетный интерфейс ATA – используется для любых типов дисковых накопителей.

Serial ATA (SATA) • SATA является последовательным интерфейсом для подключения накопителей (сегодня это, в Serial ATA (SATA) • SATA является последовательным интерфейсом для подключения накопителей (сегодня это, в основном, жёсткие диски) и призван заменить старый параллельный интерфейс ATA. Стандарт Serial ATA первого поколения сегодня используется очень широко и обеспечивает максимальную скорость передачи данных 150 Мбит/с.

Интерфейс Hyper. Transport • Высокоскоростная шина ввода-вывода Hyper. Transport (HT) предназначена для использования в Интерфейс Hyper. Transport • Высокоскоростная шина ввода-вывода Hyper. Transport (HT) предназначена для использования в компьютерных системах, прежде всего в качестве внутренней локальной шины. В сравнении с шиной PCI интерфейс Hyper. Transport позволяет снизить число проводников на системной плате, устранить задержки, связанные с монополизацией шины устройствами с низкой производительностью, уменьшить энергопотребление и в целом многократно повысить пропускную способность.

Внешние интерфейсы Внешние интерфейсы

USB – универсальная последовательная шина USB – универсальная последовательная шина

• Разъёмы Universal Serial Bus (USB) предназначены для подключения к компьютеру таких внешних • Разъёмы Universal Serial Bus (USB) предназначены для подключения к компьютеру таких внешних периферийных устройств, как мышь, клавиатура, портативный жёсткий диск, цифровая камера, Vo. IP-телефон (Skype) или принтер. • Можно использовать для подключения до 127 разных типов внешних устройств. • USB 1. 0 имеет невысокую пропускную способность (1. 5 Мбайт/c), оптимальным считается 4 -5 устройств. Присоединение внешнего устройства можно производить без выключения компьютера. Подключение устройства к компьютерной системе производится полностью автоматически. • USB 2. 0 480 Mбайт/c

Всего существует три типа USBразъёмов • Разъём Всего существует три типа USBразъёмов • Разъём "тип A": обычно присутствует у ПК. • Разъём "тип B": обычно находится на самом USB-устройстве (если кабель съёмный). • Разъём мини-USB: обычно используется цифровыми видеокамерами, внешними жёсткими дисками и т. д.

USB USB "тип A" (слева) и USB "тип B" (справа).

Разъёмы мини-USB обычно встречаются на цифровых камерах и внешних жёстких дисках: Разъёмы мини-USB обычно встречаются на цифровых камерах и внешних жёстких дисках:

• Архитектурой USB предусмотрена топология так называемой «звезды» . То есть в системе • Архитектурой USB предусмотрена топология так называемой «звезды» . То есть в системе должен быть корневой (ведущий) концентратор, к которому подключаются периферийные концентраторы, а к последним — устройства USB. • Корневой концентратор расположен в одной из микросхем системного набора (обычно в «южном мосту» ). • Периферийные концентраторы могут подключаться друг к другу, образуя каскады. Всего через один корневой концентратор может быть подключено до 127 устройств (концентраторов и устройств USВ).

• Топология «многоуровневой звезды» • Подключение до 127 устройств Plug-and-Play • Поддержка асинхронного • Топология «многоуровневой звезды» • Подключение до 127 устройств Plug-and-Play • Поддержка асинхронного и изохронного режимов • Скорость передачи данных 12 Мбит/с • Электропитание устройств с током потребления до 500 м. А • «Горячий» режим подключения • Режим энергосбережения

Для внешних накопителей, сканеров высокого класса, цифровых видеокамер требуется более скоростной интерфейс: IEEE Для внешних накопителей, сканеров высокого класса, цифровых видеокамер требуется более скоростной интерфейс: IEEE 1394 или SCSI.

Графическое обозначение Логотип USB всегда присутствует на разъёмах Графическое обозначение Логотип USB всегда присутствует на разъёмах

SCSI(скази) – интерфейс малых компьютерных систем • Используется для высокоскоростных внешних устройств с большим SCSI(скази) – интерфейс малых компьютерных систем • Используется для высокоскоростных внешних устройств с большим объемом передаваемой информации – дисковых устройств. Скорость передачи данных до 320 Мбайт/с, поддерживает одновременную работу до 16 устройств. Устройства могут быть удалены от компьютера на расстояние до 12 метров.

Адаптер USB/PS 2. Адаптер USB/PS 2.

1. 3. 1. Гнездо процессора 1. 3. 1. Гнездо процессора

1. 3. 1. Гнездо процессора Кэш ЦП Выполнение команд программы (чтение команды из памяти, 1. 3. 1. Гнездо процессора Кэш ЦП Выполнение команд программы (чтение команды из памяти, запись результата в память) Набор команд Быстродействие Тактовая частота ГГц 3. 2 ГГц Кремниевая пластина Технологическая норма Ядро 10 -ки млн транзисторов 45 нм Intel Celeron Pentium Core 2 Duo Xeon AMD ATHLON SEMPRON Opteron Socket

1. 3. 2. Слоты памяти 1. 3. 2. Слоты памяти

1. 3. 2. Слоты памяти ОП Программы, исполняемые в настоящий момент Данные Двоичная бит, 1. 3. 2. Слоты памяти ОП Программы, исполняемые в настоящий момент Данные Двоичная бит, байт = 8 бит Адресуемая – номер байта Емкость: 1 Кб = 210 б = 1024 б, Мб, Гб 4 Гб ФОРМАТ внутреннего представления информации Модуль памяти 512 Мб, 1 Гб, 2 Гб Тип памяти DIMM, DDR 2 Кэш количество 4 6 8 слотов 12 16

1. 3. 3. PCI - соединение внешних компонентов (1991) Подключение адаптеров внешних устройств 1. 3. 3. PCI - соединение внешних компонентов (1991) Подключение адаптеров внешних устройств (звук, сеть)

PCI Зв Встроенный динамик Звуковая карта Микрофон, наушники Аудиосистема MIDI-устройства PCI Зв Встроенный динамик Звуковая карта Микрофон, наушники Аудиосистема MIDI-устройства

PCI Комм Локальный ПК Мо. Дем Компьютерная сеть Сетевая карта PCI Комм Локальный ПК Мо. Дем Компьютерная сеть Сетевая карта

1. 3. 4. IDE/ATA – параллельный интерфейс подключения приводов (1986) Кабели (шлейфы) передачи данных 1. 3. 4. IDE/ATA – параллельный интерфейс подключения приводов (1986) Кабели (шлейфы) передачи данных Разъем питания Перемычка режим работы Разъем на материнской плате

1. 3. 5. SATA - последовательный интерфейс обмена данными с дисковыми накопителями (2001) Разъем 1. 3. 5. SATA - последовательный интерфейс обмена данными с дисковыми накопителями (2001) Разъем питания Разъем данных Разъем на материнской плате

1. 3. 6. SCSI – параллельный интерфейс малых компьютерных систем (1986) Объединение на одной 1. 3. 6. SCSI – параллельный интерфейс малых компьютерных систем (1986) Объединение на одной шине (линии передачи сигналов) различных приводов и других устройств

SCSI шлейф SCSI привод SCSI шлейф SCSI привод

1. 3. 7. SAS – последовательный интерфейс малых компьютерных систем (2003) развитие SATA и 1. 3. 7. SAS – последовательный интерфейс малых компьютерных систем (2003) развитие SATA и SCSI – выше скорость передачи информации и надежность – больше количество подключаемых устройств – питание и передача информации на одном шлейфе

SAS шлейф SAS привод SAS шлейф SAS привод

Внешний носитель: диск, флеш-карта Устройство = Привод + Носитель HDD CD DVD BD 1 Внешний носитель: диск, флеш-карта Устройство = Привод + Носитель HDD CD DVD BD 1 Тб 700 Мб 8. 5 Гб 200 Гб ROM R RW RAM IDE SATA SCSI SAS

1. 3. 8. PCI Express – скоростное подключение внешних компонентов (2004) 1. 3. 8. PCI Express – скоростное подключение внешних компонентов (2004)

PCI-E Гр. С Расчет изображения для экрана 3 D-графика – сложные вычисления Специализированный процессор PCI-E Гр. С Расчет изображения для экрана 3 D-графика – сложные вычисления Специализированный процессор и память Ge. Force Radeon Несколько выходов

1. 3. 9. PS/2 – серия персональных компьютеров компании IBM (1987) Новые разъемы для 1. 3. 9. PS/2 – серия персональных компьютеров компании IBM (1987) Новые разъемы для клавиатуры и мыши PS/2

1. 3. 10. USB – универсальная последовательная шина (1994) среднескоростные и низкоскоростные периферийные устройства 1. 3. 10. USB – универсальная последовательная шина (1994) среднескоростные и низкоскоростные периферийные устройства Размеры разъёмов: тип A — 4 x 12 мм, тип B — 7 x 8 мм, mini A и mini B — 2 x 7 мм. Тип A Тип B Mini B

Внешний носитель: диск, флеш-карта Устройство = Привод + Носитель HDD CD DVD BD 1 Внешний носитель: диск, флеш-карта Устройство = Привод + Носитель HDD CD DVD BD 1 Тб 700 Мб 8. 5 Гб 200 Гб ROM R RW RAM USB PS/2 USB IDE SATA SCSI SAS

1. 3. 11. Ir. DA - стандарт (1994) • беспроводные линии передачи информации 1. 3. 11. Ir. DA - стандарт (1994) • беспроводные линии передачи информации • wireless – связь с помощью радиосигнала • Ir. DA (ИК) - инфракрасный открытый оптический канал USB – Ir. DA переходник

Все компоненты компьютера можно условно разделить на 2 класса: • Медленно стареющие (и морально Все компоненты компьютера можно условно разделить на 2 класса: • Медленно стареющие (и морально и физически); • Быстро стареющие (или морально или физически). • Существует универсальный принцип покупателя, годящийся для любой вещи: медленно стареющие компоненты надо покупать как можно лучше, на пределе возможного, так как следующий апгрейд будет не скоро. • В компьютере такими компонентами являются дисплей и корпус.

Что нужно знать при выборе корпуса системного блока • Десктопы и башни. Классификация башeн Что нужно знать при выборе корпуса системного блока • Десктопы и башни. Классификация башeн по числу отсеков. • Форм-фактор корпуса. Понятие формфактора. • Спецификация АТ/Спецификация АТX.

• Корпус (lab 55 img, реже Housing) состоит из несущего шасси (chassis), внешних • Корпус (lab 55 img, реже Housing) состоит из несущего шасси (chassis), внешних стенок или единого чехла и блока питания (power supply unit, PSU).

• Desktop – (подкласс Slim) • Tower(башня тауэр) • Desktop – (подкласс Slim) • Tower(башня тауэр)

Классификация башeн по числу отсеков • Число больших внешних отсеков, как увидим чуть ниже, Классификация башeн по числу отсеков • Число больших внешних отсеков, как увидим чуть ниже, является важным параметром выбора. Поэтому башни удобно различать по этому числу, придерживаясь следующих названий (в порядке возрастания): микро (micro), мини (mini), мини-миди, миди (midi, middle - средняя) и полная (big, full).

Понятие форм-фактора • Первоначальное значение - отношение сторон, например, 3: 2 для прямоугольника. • Понятие форм-фактора • Первоначальное значение - отношение сторон, например, 3: 2 для прямоугольника. • В техническом значении - это прежде всего задание геометрии устройства, так, например, говорят о дисководах с форм-фактором 3. 5", т. е. помещающихся в малый отсек. • В полном значении - это, помимо геометрии, еще как минимум параметры электропитания (напряжение, распределение по контактам и т. д. ), но могут быть и дополнительные параметры. Именно в таком значении применяется термин форм-фактор для корпусов и системных плат.

Существуют спецификации на корпуса и системные платы (так как эти устройства должны быть совместимы Существуют спецификации на корпуса и системные платы (так как эти устройства должны быть совместимы между собой. В настоящее время таких спецификаций две: • АТ ( старая спецификация от IBM) • ATX (новая спецификация от Intel, комплексная спецификация на системные платы, шасси и блоки питания)

Спецификация АТX • Подача на плату уже готового напряжения 3. 3 В от блока Спецификация АТX • Подача на плату уже готового напряжения 3. 3 В от блока питания. На платы AT подается только 5 В, а 3. 3 • Упрощение разъема питания. В ATX от блока питания идет один разъем на плату, причем перепутать его положение при подключении нельзя. В АТ - два разъема, которые в принципе можно вставить неправильно • Более рациональная компоновка платы, позволяющая избавиться от кабелей портов и уменьшающая длину интерфейсных кабелей. Кстати, наличие разъемов портов на самой плате является наиболее простым способом отличить корпуса и платы ATX от AT, не снимая кожуха. Кабели, ведущие к портам, играли роль приемных и передающих антенн для электромагнитных излучений. • Возможность выключение компьютера из ОС, в том числе из всех современных версий Windows.