Внешние интерфейсы.

Для согласования интерфейсов периферийные устройства подключаются к шине не напрямую, а через свои контроллеры (адаптеры) и порты по следующей схеме:

Контроллеры и адаптеры представляют собой наборы электронных цепей, которыми снабжаются устройства компьютера с целью совместимости их интерфейсов. Контроллеры, кроме этого, осуществляют 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).

Последовательный порт обменивается данными с процессором побайтно, а с внешними устройствами – побитно.

Параллельный порт получает и посылает данные побайтно.

К последовательному порту обычно подсоединяют медленно действующие или достаточно удаленные устройства, такие, как мышь и модем. К параллельному порту подсоединяют более "быстрые" устройства – принтер и сканер.

Через игровой порт подсоединяется джойстик. Клавиатура и монитор подключаются к своим специализированным портам, которые представляют собой просто разъемы.

ИТАК: Основные электронные компоненты, определяющие архитектуру процессора, размещаются на основной плате компьютера, которая называется системной или материнской (MotherBoard). А контроллеры и адаптеры дополнительных устройств, либо сами эти устройства, выполняются в виде плат расширения (DаughterBoard – дочерняя плата) и подключаются к шине с помощью разъемов расширения, называемых также слотами расширения (англ. slot – щель, паз).

Принтеры, модемы и другое периферийные оборудование подключается к компьютеру через стандартизированные интерфейсы (порты). В зависимости от способа передачи информации между сопрягаемыми устройствами различают параллельные и последовательные интерфейсы.

Последовательный порт RS-232-С – является стандартом для соединения ЭВМ с различными последовательными внешними устройствами (принтера, сканера, модема, мыши и др.), а также для связи компьютеров между собой. Основными преимуществами использования RS-232C являются возможность передачи на большие расстояния (по стандарту длина соединительного кабеля может доходить до 15 метров) и гораздо более простой кабель (с меньшим количеством проводов). В то же время работать с RS-232C несколько сложнее. Данные в интерфейсе RS-232C передаются в последовательном коде (бит за битом) побайтно. Каждый байт обрамляется стартовым и стоповыми битами. Данные могут передаваться как в одну, так и в другую сторону по разным проводам (дуплексный режим). Скорость передачи — до 14,4 Кбайт/с (115,2 Кбит/с).

Разъем для подключения может содержать 9 или 25 выводов D9, D25.

VGA-порт – 15-контактный разъем. Предназначенный для подключения аналоговых мониторов по стандарту VGA. В настоящее данный интерфейс морально устарел и активно вытесняется цифровыми интерфейсами DVI, HDMI и DisplayPort.

Цифровой интерфейс DVI (Digital Visual Interface) передает видеосигнал в цифровом формате и обеспечивает высокое качество цифрового изображения. Интерфейс хотя и цифровой, однако, имеет совместимость с аналоговым разъемом VGA (передает одновременно сигнал и в цифровом формате, и в аналоговым). Недорогие видеоплаты снабжены DVI-выходом с одноканальной модификацией (Single Link). В данном случае обеспечивается разрешение монитора 1920*1080. Более дорогие модели снабжены двухканальным интерфейсом (Dual Link) и могут поддерживать разрешение до 2560*1600. Для ноутбука разработан интерфейс mini-DVI.

На сегодняшний день существует множество переходников, например, наиболее распространенный – DVI-I/ VGA (доступный по цене). Есть конвертеры, преобразующие выходной цифровой сигнал в аналоговый (например, DisplayPort/VGA), но такой вариант обойдется вам намного дороже.

Мультимедийный цифровой интерфейс с высоким разрешением HDMI (High Definition Multimedia Interface) чаще всего используется в устройствах домашнего развлечения (плоские телевизоры, blu-ray-плейеры). Разъем монитора также сохраняет высокое качество исходного сигнала. Вместе с этим интерфейсом была разработана и новая технология HDCP, защищающая контент от точного копирования, например, те же видеоматериалы.

С 2003 года (временя создания) интерфейс несколько раз модифицировали, добавляя поддержку видео и аудиоформатов. Для небольших моделей техники создан миниатюризированный интерфейс. Им комплектуются многие устройства.

Однако нужно еще кое-что учитывать при выборе переходника. Некоторые из них лишают имеющийся интерфейс некоторых преимуществ. Например, при подключении HDMI разъем монитора или телевизора к разъему DVI будет отсутствовать звук.

DisplayPort (DP) – новый цифровой интерфейс, предназначенный для соединения графических адаптеров с устройствами отображения. Текущая версия разрешает подключение нескольких мониторов при условии их последовательного подключения в цепочку.

На данный момент устройств с таким портом немного, но у DP большое будущее. Его усовершенствованная модель DP++ (такое обозначение можно увидеть на разъемах ноутбуков или компьютеров) позволяет подключать мониторы с HDMI или DVI интерфейсами.

Порт PS/2

Каждый пользователь ПК знаком с этим портом. PS/2 - интерфейс, предназначенный для подключения клавиатуры и мыши.

Параллельный порт LPT – используется в основном для подключения принтера.

Обычно располагается на задней стенке компьютера. Параллельное соединение применяется на расстоянии не более 5 м.

Также существует параллельный порт IEEE-1284

В настоящее время стандарт IEEE-1284 не развивается. Окончательная стандартизация параллельного порта совпала с началом внедрения интерфейса USB, который позволяет подключать также и комбинированные аппараты (сканер-принтер-копир) и обеспечивает более высокую скорость печати и надежную работу принтера. Также, альтернативой параллельному интерфейсу является сетевой интерфейс Ethernet

Не под запись: Двунаправленный порт 1 (Туре 1 parallelport) — интерфейс, введенный в PS/2. Такой порт кроме стандартного режима может работать в режиме ввода или двунаправленном режиме. Протокол обмена формируется программно, а для указания направления передачи в регистр управления порта введен специальный бит CR.5: 0 — буфер данных работает на вывод, 1 — на ввод. Не путайте этот порт, называемый также enhancedbi-directional, с ЕРР. Данный тип порта «прижился» и в обычных компьютерах, в CMOS Setup он может называться PS/2 или Bi-Di.

Порт с прямым доступом к памяти (Туре 3 DMA parallelport) применялся в PS/2 моделей 57,90,95. Был введен для повышения пропускной способности и разгрузки процессора при выводе на принтер. Программе, работающей с портом, требовалось только задать в памяти блок данных, подлежащих выводу, а затем вывод по протоколу Centronics производился без участия процессора.

Позже появились другие адаптеры LPT-портов, реализующие протокол обмена Centronicsаппаратно, — FastCentronics. Некоторые из них использовали FIFO-буфер данных — ParallelPort FIFO Mode. He будучи стандартизованными, такие порты разных производителей требовали наличия собственных специальных драйверов. Программы, использующие прямое управление регистрами стандартных портов, не могли задействовать их дополнительные возможности. Такие порты часто входили в состав мультикарт VLB. Существуют их варианты с шиной ISA, а также встроенные в системную плату.

USB (Universal Serial Bus) предназначены для подключения к компьютеру таких внешних периферийных устройств, как мышь, клавиатура, портативный жесткий диск, цифровая камера, VoIP-телефон (Skype), принтер, сканер. Теоретически, к одному host-контроллеру USB можно подключить до 127 устройств. Максимальная скорость передачи составляет 12 Мбит/с для стандарта USB 1.1 и 480 Мбит/с для Hi-SpeedUSB 2.0. Разъемы стандартов USB 1.1 и Hi-Speed 2.0 одинаковы. Различия кроются в скорости передачи и наборе функций host-контроллера USB компьютера, да и самих USB-устройств.

Основная цель, поставленная перед разработчиками – создать возможность пользователям работать в режиме Plug-and-Play (подключение устройства к работающему компьютеру, автоматическое распознавание и последующей установки, при необходимости).

Существует несколько типов USB-разъемов.

ü Разъем "тип A": обычно присутствует у ПК.

ü Разъем "тип B": обычно находится на самом USB-устройстве (если кабель съемный).

ü Разъем мини-USB: обычно используется цифровыми видеокамерами, внешними жесткими дисками и т.д.

ü Разъем микро-USB: спецификация Micro-USB предусматривает поддержку технологии USB On-The-Go (OTG), что позволит устройствам общаться между собой напрямую без использования посредника в лице компьютера.

USB "тип A" (слева) и USB "тип B" (справа)	Кабель расширения USB (должен быть не длиннее 5 м)
Разъемы мини-USB обычно встречаются на цифровых камерах и внешних жестких дисках	Адаптер USB/PS2

Различия между mini и micro USB.

Самостоятельная работа:

1. Подготовить доклад:

- Особенности: USB 2.0, USB 3.0.;

- IEEE-1394 и FireWire-800;

- SATA-3.

- Современные интерфейсы подключения жесткого диска.

2. Подготовить конспект (текстовый документ):