Контроллеры

Контроллеры предназначены для управления доступом из системы к какому-либо из устройств, а также для выполнения соответствующих операций информационного обмена. Каждое внешнее устройство имеет свой контроллер. После получения соответствующих команд от центрального процессора контроллер выполняет операции по обслуживанию внешнего устройства. Контроллеры предназначены для согласования электрических сигналов, передаваемых между компьютером и периферийными устройствами. От характеристик контроллера зависят показатели производительности устройства.

В ПК широко используются контроллеры, интегрированные (встроенные) на материнские платы. Встроенными, например, являются контроллеры клавиатуры, накопителей на жестких и гибких магнитных дисках, параллельного и последовательно портов, видеосистемы. Внешние контроллеры могут состоять из нескольких микросхем, расположенных на отдельной плате, которая устанавливается в разъем слота расширения.

Контролер управляет своим устройством с помощью программы- драйвера. Драйверы могут быть интегрированы в BIOS, операционную систему или поставляться на отдельных носителях.

Универсальный контроллер SCSI

SCSI (Small Computer system Interface) предусматривает подключение к одному контроллеру до семи устройств, в том числе приводов CD-ROM, и обеспечивает скорость передачи данных до 20 Мб/с. SCSI является наиболее универсальным и эффективным контроллером. Однако его аппаратная реализация значительно дороже по сравнению с контроллерами накопителей IDE. Интерфейс SCSI имеет явные преимущества при работе с видео, а также при использовании привода CD-ROM в составе многозадачной операционной среды или в качестве сетевого накопителя. SCSI представляет собой системную шину, способную обеспечить работы восьми устройств. Одно из них, называемое Host-адаптером, является связующим звеном между шиной SCSI и системной шиной компьютера. Сама шина взаимодействует не непосредственно с устройствами, а со встроенными в них контроллерами. В настоящее время известно несколько стандартов на интерфейс SCSI.

Интерфейсы

Для подключения контроллера и периферийного устройства к ПК используется интерфейс — аппаратная или программная система сопряжения объектов с различными характеристиками. Например, существуют интерфейс между периферийными устройствами и их контроллерами, а также между контроллерами и материнской платой.

Красивая графическая картинка на экране дисплея — это также интерфейс (пользовательский), но иного рода.

Аппаратный интерфейс — это элементы соединения и вспомогательные схемы управления, предназначенные для соединения устройств. Если аппаратный интерфейс предполагает наличие электронных средств (шин, микросхем), то программные интерфейсы позволяют согласовать программы с различными параметрами, а также дают возможность пользователю работать в операционной среде с той или и степенью комфорта.

Подключение внешних устройств предполагает использование различных видов интерфейсов.

Последовательный интерфейс осуществляет последовательную передачу бит одного за другим, при этом возможен обмен данными в двух направлениях (по двум линиям проводников). Уровень напряжения последовательного интерфейса может колебаться от –12 до +12 вольт. Благодаря этому относительно высокому значению напряжения повышается помехоустойчивость, и данные могут передаваться без потерь по кабелю длиной 50м и более.

Параллельный интерфейс осуществляет пересылку сразу восьми бит (1 байта) одновременно (параллельно) или, точнее друг возле друга. При этом принципиальным становится понятие разрядность шины. Кабель для параллельного интерфейса должен содержать ,как минимум, восемь проводов, каждый из которых предназначен для транспортировки одного бита. Поэтому он заметнее толще кабеля для последовательного интерфейса, но его длина обычно не превышает 1,5 метра. В отличие от последовательной передачи данных параллельная передача, как правило, однонаправленная, т.е. данные передаются только в одном направлении.

Порты ввода-вывода

Порт персонального компьютера предназначен для электрического подключения периферийного устройства к ПК. Стандартными компонентами ПК являются последовательный и параллельный порты.

Последовательный порт используется для подключения принтера, модема, и всевозможных манипуляционных и коммуникационных устройств.. К параллельному порту можно подключить принтер, накопитель на сменных магнитных дисках, накопитель на магнитной ленте, сканер и прочие медленные периферийные устройства.

Через последовательный порт за секунду передается последовательность информационных битов, а через параллельный — байтов. Единица измерения скорости передачи данных через последовательный порт — бит/с, а через параллельный — байт/с.

Программные порты

Кроме электрических, существуют и программные порты (с ними работают программисты). Эти порты, которые имеют и иное название — логические имена, необходимы для установок различных режимов работы устройств.

. Логическое имя периферийного устройства является его псевдонимом, предназначенным для идентификации устройства в системе. Кроме логического имени, эти же устройства имеют адреса портов ввода-вывода. Если устройствам с различными логическими именами присваиваются одни и те же адреса портов, это вызывает нарушение работы ПК, известное как "конфликт портов".

Последовательный порт имеет логическое имя СОМ (COMunication). В компьютере предусмотрено использование до четырех СОМ-портов. Для COM-портов используются стандартные 25- или 9-контактные штырьковые (male) разъемы.

Одним из новых интерфейсов последовательного порта является универсальная последовательная шина USВ (Universal Serial Bus), предназначенная для цифрового управления устройствами ввода-вывода. К шине USB можно подключить до 127 периферийных устройств среднего быстродействия (от 1 до 12 Мбит/с). Шина USB поддерживает технологию автоконфигурирования Plug and Play, позволяющую подключать к ПК устройства без необходимости установок перемычек, и обеспечивает "горячее" подключение устройств к разъему под напряжением.

Инфракрасный (ИК) последовательный порт IDA (Infrared Data Association—инфракрасная линия связи для передачи данных) обеспечивает беспроводное подключение к компьютеру периферийных устройств низкого быстродействия — клавиатуру, мышь, динамики, принтер.

Принцип работы инфракрасного порта: светодиод, работающий в инфракрасном диапазоне волн, излучает последовательность импульсов, которую принимает соответствующий фотодиод и затем преобразует обратно в электрические сигналы. ИК-порт имеет ограниченный радиус действия — около 1 — 2 м.

Параллельный порт имеет логическое имя LPT (Line PrinTer) — буквально переводится как принтерный порт. Из этого, однако, не следует, что кроме принтера к порту LPT нельзя подключить другие устройства. Параллельный порт обеспечивает работу с самыми разнообразными устройствами: принтерами, сканерами, плоттерами, накопителями на сменных магнитных дисках и прочими низкоскоростными устройствами ввода- вывода. Для LPT-порта используются 25-контактные разъемы.

Игровой порт – к его 15-контактному разъему подключается джойстик. Игровой порт имеется не у всех ПК.