Системный интерфейс
Системная шина (системная магистраль или системный интерфейс). Это основная интерфейсная система компьютера, обеспечивающая сопряжение и связь всех его устройств между собой.
Интерфейс (interface) — совокупность средств сопряжения и связи отдельных устройств компьютера, обеспечивающая их эффективное взаимодействие.
Системная шина включает в себя:
шину данных (ШД), содержащую провода (линии) и схемы сопряжения для параллельной передачи всех разрядов двоичного кода (машинного слова) операнда;
шину адреса (ША), включающую провода и схемы сопряжения для параллельной передачи всех разрядов кода адреса ячейки основной памяти или кода адреса порта ввода-вывода внешнего устройства;
шину управления (инструкций) (ШУ), содержащую провода и схемы сопряжения для передачи управляющих сигналов (импульсов) во все блоки машины (в частности управление обменом данных, передача запросов на прерывание и т.д.);
шину питания, имеющую провода и схемы сопряжения для подключения блоков ПК к системе энергопитания.
Порт ввода-вывода (I/O ≈ Input/Output port) – это пункт системного интерфейса, через который МП обменивается информацией с другим устройством ПК. Порты ввода-вывода – это абстрактное понятие. По аналогии с ячейками основной памяти их можно рассматривать как ячейки, через которые можно записать во внешнее устройство или, наоборот, прочитать из него. Так же как и ячейки памяти, порты имеют уникальные номера – адреса портов ввода-вывода. Ячейки памяти с этими адресами являются частью контроллера внешнего устройства, использующего этот порт, а не частью основной памяти компьютера.
Шириной шины называется количество линий, входящих в состав шины. Разрядность шины данных определяет разрядность машинного слова ПК; разрядность шины адреса — адресное пространство ПК.
Адресное пространство — это максимальное количество ячеек основной памяти, которое может быть непосредственно адресовано микропроцессором.
Системная шина обеспечивает три направления передачи информации:
1) между микропроцессором и основной памятью;
2) между микропроцессором и портами ввода-вывода внешних устройств;
3) между основной памятью и портами ввода-вывода внешних устройств (в режиме прямого доступа к памяти).
Важнейшими функциональными характеристиками системной шины являются: количество обслуживаемых ею устройств и ее пропускная способность, т.е. максимально возможная скорость передачи информации. Пропускная способность шины зависит от ее разрядности (есть шины 8-, 16-, 32- и 64-разрядные) и тактовой частоты, на которой шина работает.
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, специализирующиеся на обслуживании небольшого количества устройств определенного класса.
Сравнительные технические характеристики некоторых шин приведены в табл. 4.1.
Из шин расширений нужно отметить, во-первых, шину стандарта ISA (Industry Standard Architecture) с 16-разрядной шиной данных и 24-разрядной шиной адреса. Благодаря 24-разрядной шине адреса адресное пространство 16 Мбайт. Максимальная тактовая частота шины 8,33МГц, теоретическая пропускная способность шины данных равна 16 Мбайт/с, но реально она ниже около 5,3 Мбайт/с ввиду ряда особенностей ее использования.
Основные характеристики шин.
Разрядность шины данных, бит
Разрядность шины адреса, бит
Рабочая частота, МГц
Теоретическая пропускная способность, Мбайт/с
Практическая пропускная способность, Мбайт/с
Число подключаемых устройств, шт.
Во-вторых, 32-разрядную шину EISA (Extended ISA), созданную в 1988 г. Адресное пространство шины 4 Гбайта, пропускная способность на частоте 8,33МГц 33 Мбайт/с, причем скорость обмена по каналу МП — КЭШ — ОП определяется параметрами микросхем памяти, увеличено число разъемов расширений (теоретически может подключаться до 15 устройств, практически — до 10).
Современные персональные компьютеры характеризуются:
стремительным ростом быстродействия микропроцессоров (например, МП Pentium может выдавать данные со скоростью 528 Мбайт/с по 64-разрядной шине данных) и некоторых внешних устройств (так, для отображения цифрового полноэкранного видео с высоким качеством необходима пропускная способность 22 Мбайт/с);
появлением программ, требующих выполнения большого количества интерфейсных операций (например, программы обработки графики, мультимедийные приложения).
В этих условиях пропускной способности шин расширения, обслуживающих одновременно несколько устройств, оказалось недостаточно для комфортной работы пользователей.
Разработчики интерфейсов пошли по пути создания локальных шин, подключаемых непосредственно к внутренней шине МП и обеспечивающих связь с некоторыми скоростными внешними по отношению к МП устройствами: основной и внешней памятью, видеосистемами и др,
Можно отметить несколько стандартов универсальных локальных шин: VLB, PCI, AGP.
Шина VLB (VESA Local Bus -локальная шина VESA) — разработана в 1992 г. Ассоциацией стандартов видеооборудования (VESA — Video Electronics Standards Association), поэтому часто ее называют шиной VESA.
Шина VLB, no существу, является расширением внутренней шины МП для связи с видеоадаптером и реже с винчестером. Разрядность шины — 32 бита, Реальная скорость передачи данных по VLB — 80 Мбайт/с (теоретически достижимая на частоте 50 МГц – 160 Мбайт/с).
рассчитана на работу с МП 80386, 80486;
максимальная частота 50 МГц;
жесткая зависимость от тактовой частоты МП (каждая шина VLB рассчитана только на конкретную частоту);
малое количество подключаемых устройств — к шине VLB могут подключаться только четыре устройства (количество подключаемых устройств зависит от частоты);
отсутствует арбитраж шины — могут быть конфликты между подключаемыми устройствами.
Шина PCI (Peripheral Component Interconnect — соединение внешних устройств) — разработана в 1992 г. фирмой Intel.
Шина PCI является намного более универсальной, чем VLB, имеет свой адаптер, позволяющий ей настраиваться на работу с любым МП, начиная с 80486; позволяет подключать 10 устройств самой разной конфигурации с возможностью анализа конфигурации (в соответствии со стандартом Plug&Play), имеет свой «арбитраж», средства управления передачей данных.
Разрядность PCI — 32 или 64 бита, теоретическая пропускная способность 528 Мбайт/с в 64-битовом варианте на частоте 66 МГц (реальная вдвое ниже).
Шина РСI хотя и является локальной, выполняет и многие функции шины расширения, в частности, шины расширения ISA, EISA, MCA (а она совместима с ними) при наличии шины PCI подключаются не непосредственно к МП (как это имеет место при использовании шины VLB), а к самой шине PCI (через интерфейс шины расширения, например PCI to ISA Bridge ).
Конфигурация системы с шиной PCI показана на рис. 4.2.
Рис. 4.2. Конфигурация ПК с шиной PCI
Шина AGP (Accelerated Graphics Port) предназначена исключительно для подключения видеоадаптеров непосредственно (минуя системную шину) к основной памяти. Пиковая пропускная способность шины 1066 Мбайт/с (в режиме четырёхкратного умножения AGP/×4). Здесь преследовалась та цель, чтобы видеокарты могли хранить необходимые им параметры трехмерных объектов (текстуры, альфа-канал, Z-буфер), требующие быстрого доступа со стороны видеоадаптера не только в своей собственной дорогой видеопамяти, но и в более дешевой основной памяти компьютера.
Все блоки, а точнее их порты ввода-вывода, через соответствующие унифицированные разъемы (стыки) подключаются к шине единообразно: непосредственно или через контроллеры (адаптеры). После получения команды ввода/вывода от МП контроллер функционирует автономно, освобождая МП от выполнения специфических функций, требуемых для того или другого конкретного внешнего устройства.
Контроллер устройства ввода/вывода содержит аппаратуру сопряжения и обычно два регистра памяти (порты ввода/вывода): регистр данных – для обмена данными и регистр состояния – для обмена управляющей информацией. Некоторые внешние устройства используют и основную память для хранения больших объемов информации, подлежащей обмену. Многие стандартные устройства (НЖМД, НГМД, клавиатура, принтер и др.) имеют постоянно закрепленные за ними порты ввода-вывода.
Управление системной шиной осуществляется микропроцессором либо непосредственно, либо, что чаще, через дополнительную микросхему — контроллер шины, формирующий основные сигналы управления (например, для шины PCI используется контроллер Host Bridge, включенный между МП и шиной, освобождающий процессор от управления обменом данными с другими компонентами системы).
Обмен информацией между внешними устройствами и системной шиной выполняется с использованием ASCII-кодов
Системный интерфейс
системный интерфейс — Интерфейс, обеспечивающий сопряжение устройств центральной части электронной вычислительной машины. [ГОСТ Р 50304 92 ] Тематики системы для сопряж. радиоэлектр. средств интерфейсные Обобщающие термины структурная организация и типы интерфейсов … Справочник технического переводчика
системный интерфейс — 20 системный интерфейс: Интерфейс, обеспечивающий сопряжение устройств центральной части электронной вычислительной машины Источник: ГОСТ Р 50304 92: Системы для сопряжения радиоэлектронных средств интерфейсные. Термины и определения … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
системный интерфейс малых компьютеров — Служит для подключения быстродействующих периферийных подсистем и устройств, главным образом накопителей на магнитных и оптических дисках. Имеет 8 разрядную шину данных. Системный интерфейс регламентирован стандартом IEC 9316, который унифицирует … Справочник технического переводчика
системный интерфейс расширения — — [Л.Г.Суменко. Англо русский словарь по информационным технологиям. М.: ГП ЦНИИС, 2003.] Тематики информационные технологии в целом EN system extended bus … Справочник технического переводчика
Системный интерфейс — … Википедия
ЧЕЛОВЕКО-СИСТЕМНЫЙ ИНТЕРФЕЙС — (англ. human system interface) технология, состоящая из полученных на основе исследовательской деятельности (в т. ч. экспериментальным путем) принципов проектирования, руководств, спецификаций, средств, орудий и методов, необходимых для… … Большая психологическая энциклопедия
внутренний (системный) интерфейс — — [Е.С.Алексеев, А.А.Мячев. Англо русский толковый словарь по системотехнике ЭВМ. Москва 1993] Тематики информационные технологии в целом EN internal interface … Справочник технического переводчика
ИНТЕРФЕЙС — Человеко системный интерфейс. Большой психологический словарь. М.: Прайм ЕВРОЗНАК. Под ред. Б.Г. Мещерякова, акад. В.П. Зинченко. 2003 … Большая психологическая энциклопедия
системный менеджер — 1. Автоматизированная рабочая станция, осуществляющая сбор информации, координирующая работу сетевых элементов и обеспечивающая интерфейс с внешними центрами управления через прикладной программный интерфейс (API). 2. Лицо, отвечающее за… … Справочник технического переводчика
интерфейс VAXBI (BI bus) — Предназначен для построения систем на основе процессоров типа VAX фирмы DEC. Интерфейс реализует 32 разрядную мультиплексированную шину и общее адресное пространство памяти и ввода вывода, обеспечивая прямую адресацию 512 Мбайт памяти и 512 Мбайт … Справочник технического переводчика
Что такое системный интерфейс?
Системный интерфейс — это конструктивная часть ЭВМ, предназначенная для взаимодействия ее устройств и обмена информацией между ними.
Какие бывают типы интерфейсов?
- командный;
- графический;
- речевой.
Какие типы пользовательских интерфейсов существуют?
- Пользовательский
- Визуальный Текстовый (в частности, интерфейс командной строки ) Графический Оконный WIMP. Web-ориентированный Индуктивный Масштабируемый
- Тактильный
- Жестовый
- Голосовой
- Материальный (осязательный)
Какие виды тестирования интерфейсов существуют?
- Модульное тестирование: тестирование функциональности каждой отдельной операции.
- Функциональное тестирование: тестирование функциональности более широких сценариев, связанных с созданием тестового примера, валидацией, регрессией и т.
Чем отличается командный интерфейс от графического?
В отличие от интерфейса командной строки, в GUI пользователь имеет произвольный доступ (с помощью устройств ввода — клавиатуры, мыши, джойстика и т. п.) . Графический интерфейс пользователя является частью пользовательского интерфейса и определяет взаимодействие с пользователем на уровне визуализированной информации.
Какой пользовательский интерфейс ОС является графическим?
Графический пользовательский интерфейс (GUI) — это тип пользовательского интерфейса, который позволяет пользователям перемещаться по компьютеру или устройству и выполнять действия с помощью визуальных индикаторов и графических значков.
Что служит для выбора нескольких возможных вариантов?
Переключатели служат для выбора одного из нескольких возможных вариантов. Они располагаются перед возможными вариантами и имеют форму белых кружков.
Какие устройства обеспечивает графический интерфейс пользователя?
Графический интерфейс пользователя (Graphical User Interface, GUI) – разновидность пользовательского интерфейса, в котором элементы интерфейса представлены пользователю на дисплее в виде графических изображений. Графический интерфейс дает пользователю возможность с помощью манипуляторов (клавиатура, мышь, джойстик и т.
Что позволяет графический интерфейс?
Графический интерфейс позволяет осуществлять взаимодействие человека с компьютером в форме диалога с использованием окон, меню и элементов управления (диалоговых панелей, кнопок и так далее). . Работа с мышью.
Что такое речевой интерфейс?
Голосовой интерфейс (или «голосовой интерфейс пользователя») при помощи голосовой\речевой платформы делает возможным взаимодействие человека и компьютера для запуска автоматизированного сервиса или процесса. Ранее контролировать устройство при помощи голоса было возможно только в научной фантастике.
Что такое операционная система Какие функции она выполняет?
Основные функции: Исполнение запросов программ (ввод и вывод данных, запуск и остановка других программ, выделение и освобождение дополнительной памяти и др.). Загрузка программ в оперативную память и их выполнение. Стандартизованный доступ к периферийным устройствам (устройства ввода-вывода).
Что называется ядром операционной системы?
Ядро́ (англ. kernel) — центральная часть операционной системы (ОС), обеспечивающая приложениям координированный доступ к ресурсам компьютера, таким как процессорное время, память, внешнее аппаратное обеспечение, внешнее устройство ввода и вывода информации.
Системный интерфейс
Системный интерфейс — это конструктивная часть ЭВМ, предназначенная для взаимодействия ее устройств и обмена информацией между ними.
В больших, средних и супер-ЭВМ в качестве системного интерфейса исполь¬зуются сложные устройства, имеющие встроенные процессоры ввода-вывода, именуемые каналами. Такие устройства обеспечивают высокую скорость обмена данными между компонентами ЭВМ.
Отличительной особенностью малых ЭВМ является использование в качестве системного интерфейса системных шин. Различают ЭВМ с многошинной струк¬турой и с общей шиной. В первых, для обмена информацией между устройства¬ми используются отдельные группы шин, во втором случае все устройства ЭВМ объединяются с помощью одной группы шин, в которую входят подмножества шин для передачи данных, адреса и управляющих сигналов. При такой организа¬ции системы шин обмен информацией между процессором, памятью и перифе¬рийными устройствами выполняется по единому правилу, что упрощает взаимо¬действие устройств машины.