ИНТЕРФЕЙС ВВОДА-ВЫВОДА. ПОРТЫ.

Соединение всех устройств в единую машину обеспечивается с помощью общей шины, представляющей собой линии передачи данных, адресов, сигналов управления и питания. Единая система аппаратурных соединений значительно упростила структуру, сделав ее еще более децентрализованной. Все передачи данных по шине осуществляются под управлением сервисных программ.

Взаимодействие МП с внешними устройствами предусматривает выполнение логической последовательности действий, связанных с поиском устройства, определением его технического состояния, обменом командами и информацией. Эта логическая последовательность действий вместе с устройствами, реализующими ее, получила название интерфейс ввода-вывода.

Для различных устройств могут использоваться разные логические последовательности действий, поэтому интерфейсов ввода-вывода может в одном и том же компьютере использоваться несколько портов.

Порт— обычно соединение (физическое или логическое), через которое принимаются и отправляются данные в компьютерах. Наиболее часто портом называют:

· Аппаратный порт — специализированный разъём в компьютере, предназначенный для подключения оборудования определённого типа. См.: LPT-порт, последовательный порт, USB-порт.

· Порт ввода-вывода — используется в микропроцессорах (например, Intel) при обмене данными с аппаратным обеспечением. Порт ввода-вывода сопоставляется с тем или иным устройством и позволяет программам обращаться к нему для обмена данными.

· Игровой порт-позволяет в CD/DVD играх использовать джостик аналогично приставке.

· Сетевой порт — параметр протоколов TCP и UDP.

· Параллельный порт. В основном используется для подключения к компьютеру принтера, сканера и других внешних устройств (часто использовался для подключения внешних устройств хранения данных), однако может применяться и для других целей (организация связи между двумя компьютерами, подключение каких-либо механизмов телесигнализации и телеуправления).

Существуют последовательные и параллельные порты, которые различаются способом передачи данных. Для последо­вательного порта ха­рактерна последова­тельная во времени передача данных (бит за битом), а для парал­лельного - одновременная передача нес­кольких битов (порций по 8 битов, то есть по одному байту). Последовательные порты имеют разъемы в виде штырей, а параллельные в виде гнезд.

Параллельный порт IEEE 1284 (порт принтера, параллельный порт, англ. Line Print Terminal, LPT) — международный стандарт параллельного интерфейса для подключения периферийных устройств персонального компьютера. Этот безнадежно уста­ревший разъем предназначен для подключения принтера или сканера. Встре­чается только на старых компьютерах, выпущенных до 2005 года.

Последовательные порты (СОМ) (9- и 25-контактный разъемы). Еще один рудимент, который никак не исчезнет из состава компьютера. К последовательному порту подключаются лишь несколько устройств — мышь или мо­дем старого образца. Приобретать такие устройства сегодня уже нет смысла, поскольку новые модели рассчитаны на порт USB, а изменница-мышь предпочла последовательному порту свой собственный разъем PS/2, разде­лив его с клавиатурой.

Порт PS/2. В свое время мышь и клавиатура — братья-близнецы, схо­жие как по своему назначению (устройства управления), так и по низким требованиям к скорости передачи данных, проживали в совершенно разных квартирах. Мышь ютилась по соседству с модемом на СОМ-разъеме, а кла­виатура имела свой собственный, ни на что не похожий разъем. Со време­нем было решено создать для этой «сладкой парочки» специальные кварти­ры-гнезда. Так и родился разъем PS/2, появившийся на массовых материн­ских платах в 1998 г. Подключить к нему что-то кроме клавиатуры и мыши у вас вряд ли получится, потому и долго говорить о нем нет нужды. Глав­ное — помните, что каждый из двух разъемов PS/2 на вашем компьютере предназначен только для своего устройства — мыши и клавиатуры. Поэто­му под обоими разъемами на задней стенке компьютера имеются подписи — соответственно, Mouse и Keyboard.

USB (англ. Universal Serial Bus — универсальная последовательная шина) — последовательный интерфейс передачи данных для среднескоростных и низкоскоростных периферийных устройств.. Этот интерфейс, успешно дебютировавший восемь лет назад, не зря называли одной из самых значительных новаций десятилетия. Порт USB (в современных компьютерах их от 6 до 8) призван положить конец разнобою портов и устройств на компьютере: отныне все они должны подключаться только через USB! К тому же, если к каждому из старых портов можно было подключить только одно устройство, то на один USB-порт их можно под­ключить аж 127: все USB-устройства могут подключаться к компьютеру «по цепочке». Так, по схеме «бабка за дедку, дедка за репку», выстраиваются в цепь совершенно различные устройства — мышь и клавиатура, монитор и принтер, сканер и цифровая фотокамера, колонки и модем. Единственное правило, которое следует соблюдать при работе с USB — первыми в цепоч­ке должны быть самые производительные устройства: принтер, сканер, ко­лонки, накопители. А в самом конце — медленные клавиатура и мышь.

Еще одно важное качество USB — этот интерфейс позволяет подключать к компьютеру любые устройства без перезагрузки системы, «горячим» спо­собом. Идеология «включил и работай» была бальзамом на раны несчаст­ным пользователям, уставшим от бесконечных установок и перезагрузок.

Для подключения периферийных устройств к шине USB используется четырёхпроводный кабель, при этом два провода (витая пара) в дифференциальном включении используются для приёма и передачи данных, а два провода — для питания периферийного устройства. Благодаря встроенным линиям питания USB позволяет подключать периферийные устройства без собственного источника питания (максимальная сила тока, потребляемого устройством по линиям питания шины USB, не должна превышать 500 мА). К одному контроллеру шины USB можно подсоединить до 127 устройств по топологии «звезда», в том числе и концентраторы..

В настоящее время широко используются устройства, выполненные в соответствии со спецификацией USB 2.0. Ведётся внедрение в производство устройств спецификации USB 3.0. Компания Asus анонсировала материнскую плату P6X58 Premium у которой есть два USB 3.0 порта.

USB wireless — технология USB (официальная спецификация доступна с мая 2005 года). Позволяет организовать беспроводную связь с высокой скоростью передачи информации (до 480 Мбит/с на расстоянии 3 метра и до 110 Мбит/с на расстоянии 10 метров).

IEEE 1394 (FireWire).IEEE 1394 (FireWire, i-Link) — последовательная высокоскоростная шина, предназначенная для обмена цифровой информацией между компьютером и другими электронными устройствами.

Шина IEEE 1394 может использоваться для:

· Создания компьютерной сети.

· Подключения аудио и видео мультимедийных устройств.

· Подключения Принтеров и сканеров.

· Подключения Жёстких дисков, массивов RAID.

Этот контроллер, конкурирующий с USB 2.0, так­же предназначен для подключения внешних устройств с высокой скоростью передачи данных. Сегодня его используют в основном владельцы цифровых видеокамер, хотя на рынке уже появились и внешние накопители, поддер­живающие этот стандарт. Обязателен для большинства новых плат, выпущен­ных с начала 2003 г.

USB и FireWire/1394

Протокол USB storage, представляющий собой метод передачи команд SCSI по шине USB, имеет бо́льшие накладные расходы, чем соответствующий ему протокол SBP-2 шины FireWire/1394. Потому при подключении внешнего диска или привода CD/DVD по FireWire удается достичь немного большей скорости передачи данных.

Кроме того, USB storage не поддерживался в старых ОС (первоначальная Windows 98), и требовал установки драйвера. SBP-2 поддерживался и в них. Также в старых ОС (Windows 2000) протокол USB storage был реализован в урезанном виде, не позволяющем использовать функцию прожига CD/DVD дисков на подключенном по USB дисководе, SBP-2 никогда не имел таких ограничений.

Шина USB строго ориентирована, потому соединение 2 компьютеров или же 2 периферийных устройств требует дополнительного оборудования. Некоторые производители поддерживают соединение принтера и сканера или же фотоаппарата и принтера, но эти реализации завязаны на конкретного производителя. Шина 1394/FireWire не подвержена этому недостатку (например, можно соединить 2 видеокамеры).

Тем не менее, ввиду лицензионной политики Apple, а также намного более высокой сложности оборудования, 1394 менее распространён, материнские платы старых компьютеров не имеют 1394 контроллера. Что касается периферии, то поддержка 1394 обычно не встречается нигде, кроме видеокамер и корпусов для внешних жёстких дисков и CD/DVD приводов