Kapcsolódási felület (interface)

Interfész (interface) 111 234 Interfész (interface) Olyan kapcsolódási felület és leírás, amely meghatározza, hogyan csatlakozhat két számítógép, két program; hogyan használhat egy program egy berendezést; hogyan használhat a felhasználó egy programot vagy a számítógép egészét. Az utóbbi a felhasználói (user) interfész.

Az, hogy miként használhatjuk User interface Az, hogy miként használhatjuk az operációs rendszerünket, a felhasználói programokat, jelentősen befolyásolja a számítógépes feladatmegoldás betanulási idejét, munkavégzés minőségét : a felület kezelhetősége, felhasználó barát volta.

GUI (graphical user interface) Ma a legtöbb operációs rendszer és program a grafikus felhasználói felületet (is) támogatja, melynek alapelemei: az objektumok ablakok, ikonok... A programok kezelése egységesebb, mint a karakteres interfész esetén.

Interface másképpen... Roger! Ellenőrizd, hogy van a varrógép számítógéphez kapcsolva! Már megint a függönybe szőve kaptam e-mailt. (Rich Tennant)

Hardveroldali interfész Sínrendszer (buszrendszer)

Adatok áramlása...

Az adatok áramlása az egységek között Sínrendszer (buszrendszer): a számítógép funkcionális egységei közti adatkapcsolatot biztosító szabványosított vezeték-rendszer a vezetékek száma és funkciója meghatározott, a gyártók által elfogadott a sínrendszerhez a részegységek könnyen csatlakoztathatók, a csatlakoztatást a gyártóktól függetlenül szabványban határozták meg, az alaplap a busz segítségével alapvetően a bővítőkártyákkal és a háttértárakkal képes kommunikálni.

Buszrendszer (sínrendszer) fajtái I. Az alaplapon a processzoron belül, és a processzor által közvetlenül elérhető egységek (pl. RAM) közti kommunikációt a belső vagy helyi busz, míg a többi kommunikációt a külső busz bonyolítja. Ha a funkcionális egységek nem az alaplapon találhatóak, akkor kétféle csatlakoztatási lehetőség létezik: alaplapra integrált csatlakozó, illetve a bővítőkártyával csatlakoztatott eszköz.

Buszrendszer (sínrendszer) fajtái II. Attól függően, hogy milyen feladatokat látnak el és milyen adatok áramlanak rajtuk keresztül különböző típusú buszokat különböztetünk meg. Az adatok funkciója szerint 3 különböző buszt különböztetünk meg: adatbusz címbusz vezérlőbusz Pl.: a memóriacellák kiválasztásához használt buszt címbusznak, míg a kiválasztás után az adatok továbbítását lehetővé tevő buszt adatbusznak hívjuk.

A buszrendszer jellemzői részletesen Jellemzői: buszszélesség (bit) – vezetékek száma, működési frekvencia (Hz – ejtsd.: herc) adatátviteli sebesség (MB/s – megabájt) A működési frekvencia mérőszáma megmutatja, hogy az adott buszon egy másodperc alatt hányszor változhat a jelvezetékek állapota az átvitel során. A busz teljes sávszélességét, azaz azt, hogy adott időegység alatt milyen mennyiségű adat vihető át rajta a buszszélesség és a busz frekvenciájának szorzata adja. Példa: egy 32-bites, 33 MHz-en (megaherc) üzemelő buszon elméletileg 32×33 millió bit, azaz 1056 megabitnyi adat vihető át egyetlen másodperc alatt.

A számítógép blokkvázlata

A sínrendszerre épülő struktúra

Perifériák csatlakoztatása az alaplaphoz Az alaplappal a perifériák kapcsolata lehet vezetékes, vagy vezeték nélküli. A vezetékes kapcsolathoz az alaplapra helyezett csatlakozókat (pl.: a billentyűzet esetén), vagy az alaplap egyik bővítőhelyébe (slot) illesztett bővítőkártya csatlakozóját kell használni. A vezeték nélküli kapcsolathoz szükség van egy berendezésre ami az alaplap felé továbbítja az adott jelet, illetve a adatokat elküldi a periféria számára. Az alaplap csatlakozói bővítő- kártya slot

Egy alaplap integrált csatlakozói billentyűzet egér soros port párhuzamos port grafikus kártya hangkártya

Vezetékes interfészek

A tárgyalt vezetékes interfészek Soros port (RS 232C) Párhuzamos port – Centronics-interfész ISA AT interfész PS/2 ISA busz EISA busz PCI busz PCI express USB busz IDE, EIDE (PATA) busz SCSI busz AGP busz SATA busz FireWire

Soros Port (RS 232C) A port az alaplap és valamely lassabb adatátvitelt igénylő periféria közötti adatmozgást biztosítja. A soros port a PC előtti nagyszámítógépek csatolófelülete volt. A soros porton egy bájt bitjei egymás után haladnak át. Az alaplapon legalább 1 soros port található, ami 9 pólusú, de van 25 pólusú is. Jellemző eszközök: egér, külső modem …

A soros port csatlakozói A csatlakozók ma 9 pólusúak, de használtak 25 pólusút is.

Párhuzamos port – Centronics-interfész A párhuzamos porton 8 bitnyi adat egyszerre haladhat át. Ma az alaplapra integrált a párhuzamos port, ami eredetileg a PC-k előtti számítógépek csatoló felülete volt. A csatlakozók 25/36 pólusúak. Jellemző eszközök: nyomtató, szkenner … Egyirányú az adatkapcsolat jellemezte a kezdetekben.

Párhuzamos port csatlakozói A csatlakozók 25/36 pólusúak.

AT és PS/2 interfész A billentyűzet csatlakoztatására szolgáló interfész. A PS/2-őt egérhez is használják (lent).

ISA (industry standard architecture) Az IBM kompatibilis PC-k szabványos busza, nevezik AT-busznak is. Az alaplapi bővítőhelyekbe (slot) helyezett ISA kártyához csatolandó az eszköz. Szélessége: 16 bit (adatvezeték) Órajele: max. 8 MHz Adatátviteli sebessége: 5 MB/s.

ISA kártya és slot Két különböző hosszúságú érintkezősora van.

EISA (extended ISA) Az IBM kompatibilis PC-k szabványos busza, konkurencia volt az IBM MCA-busza. Az alaplapi bővítőhelyekbe (slot) helyezett EISA kártyához csatolandó az eszköz. (ISA is kerülhet ide.) Szélessége 32 bit, adatátviteli sebessége: 33 MB/s órajel: 8,33 MHz

EISA kártya és slot Az ISA is illeszthető a slotba.

PCI (peripheral component interconnector) Az Intel cég önálló buszrendszere. Az alaplapi bővítőhelyekbe (slot) helyezett PCI kártyához csatolandó az eszköz. Önálló, külön vezérlője van, így órajele a processzorétól független. Szélessége: 32 (64) bit, adatátviteli sebessége: 132 MB/s órajele: 33 MHz.

PCI kártya és slot Önálló buszrendszer, új slot.

PCI express http://www.viperlair.com/articles/editorials/pcie/images/pci_express_001.JPG http://www.hit.ro/libraryimages/2835_Enciclopedie-Placi-video-Pci-Express-sloturi.jpg

USB (universal serial bus) A számítógép nagy adatátviteli sebességet igénylő egységeivel használták eleinte, de mára nagyon sok perifériát gyártanak ilyen csatlakozó felülettel, az adatok egymás után, azaz sorosan küldi át. Adatátviteli sebesség: 12 Mbit/s Egyéb jellemzők: több eszköz fűzhető össze (hub-digitális jelek frissítése, továbbadása), működés közbeni csatlakozás, tápellátás biztosítása, a kábel legfeljebb 5 méter lehet, a csatlakoztatott eszköz automatikus felismerése (Plug and play), max 127 eszköz csatlakoztatható.

USB csatlakozók Valóban univerzális.

IDE (integrated device equipment) Merevlemezek illesztőfelülete, de a vezérlő elektronika a merevlemezben található, csak a bővítő sín jeleit kell a meghajtóig elvinni. Adatátviteli sebesség: 1-4 MB/s Egyéb jellemzők: 2 eszköz fűzhető össze, max. 504 MBájt merevlemezes kapacitás Két csatoló: MASTER, SLAVE ? CS – Cable select

IDE csatoló képe

EIDE (enhanced ide) IDE kompatibilis Merevlemezek illesztőfelülete, de a vezérlő elektronika a merevlemezben található, csak a bővítő sín jeleit kell a meghajtóig elvinni. Egyéb jellemzők: 2 eszköz fűzhető össze, merevlemez kapacitás 8,4 Gbájt

SCSI (small computer system interface) A interfész nem csupán merevlemezek, hanem szkenner, nyomtató, CD meghajtó … számára is elérhető eszköz. Régen az alaplapi kártyához lehetett csatolni az eszközöket. Adatátviteli sebesség: 20- MB/s Egyéb jellemzők: 7 eszköz fűzhető össze

AGP (accelerated graphics port) Grafikus illesztőkártya adatátviteli szabványa. Az alaplapi AGP porthoz csatolandó az eszköz. Adatátviteli sebessége: 533 MB/s

SATA csatlakozók az alaplapon SATA: soros adatátvitelű buszszabvány Alaplap: ECS PF5 Extreme

SATA 7 pin

SATA kábelek (adat- és tápkábel)

SATA 15 pin - tápellátáshoz

SATA adatátviteli sebességének összehasonlítása SCSI 1 12.0 Mbit/s 1.5 MB/s Fast SCSI 2 80 Mbit/s 10 MB/s Fast Wide SCSI 2 160 Mbit/s 20 MB/s Ultra DMA ATA 33 264 Mbit/s 33 MB/s Ultra Wide SCSI 40 320 Mbit/s 40 MB/s Ultra DMA ATA 66 528 Mbit/s 66 MB/s Ultra-2 SCSI 80 640 Mbit/s 80 MB/s Ultra DMA ATA 100 800 Mbit/s 100 MB/s Ultra DMA ATA 133 1064 Mbit/s 133 MB/s Serial ATA (SATA-150) 1200 Mbit/s 150 MB/s Ultra-3 SCSI 160 1280 Mbit/s 160 MB/s Fibre Channel 800 vagy 1600 Mbit/s 100 vagy 200 MB/s Serial ATA (SATA-300) 2400 Mbit/s 300 MB/s Ultra-320 SCSI 2560 Mbit/s 320 MB/s Ultra-640 SCSI 5120 Mbit/s 640 MB/

FireWire – 1995. Apple Ngay sebességű, soros adatátvitelű buszszabvány. http://en.wikipedia.org/wiki/Firewire 6 tűs csatlakozó 4 tűs csatlakozó FireWire logo

9 tűs csatlakozó FireWire 800 FireWire kábel 9 tűs csatlakozó FireWire 800

FireWire IEEE1394B port (9-pin) FireWire IEEE1394A port (6-pin) FireWire csatlakozók FireWire IEEE1394B port (9-pin) FireWire IEEE1394A port (6-pin) FireWire IEEE1394A port (4-pin) Max 100/200/400/800 Mbps http://www.kellytech.hu/termekek_elem.php?f=kategoria&which=2791

Külső PC-s interfészek Soros RS-232 általában 9.6 kbit/s 960 B/s Soros RS-232 max 230.4 kbit/s 23.0 kB/s USB alacsony sebességű 1536 kbit/s 192 kB/s Parallel (Centronics) 8.0 Mbit/s 1.0 MB/s Soros RS-422 max 10.0 Mbit/s 1.25 MB/s USB teljes sebességű 12.0 Mbit/s 1.5 MB/s FireWire (IEEE 1394) 100 100 Mbit/s 12.5 MB/s FireWire (IEEE 1394) 200 200 Mbit/s 25 MB/s FireWire (IEEE 1394) 400 400 Mbit/s 50 MB/s USB Hi-Speed 480 Mbit/s 60 MB/s FireWire (IEEE 1394b) 800 800 Mbit/s 100 MB/s http://hu.wikipedia.org/wiki/Eszk%C3%B6z%C3%B6k_s%C3%A1vsz%C3%A9less%C3%A9g%C3%A9nek_list%C3%A1ja

Eszközök sávszélességének listája A Wikipédiából, a szabad lexikonból. PCI 32/33 1064 Mbit/s 133 MB/s PCI 64/33 2128 Mbit/s 266 MB/s PCI 32/66 AGP 1x PCI Express (x1 link) 4000 Mbit/s 500 MB/s AGP 2x 4256 Mbit/s 532 MB/s PCI 64/66 4264 Mbit/s 533 MB/s AGP 4x 8512 Mbit/s 1064 MB/s PCI-X 133 8528 Mbit/s 1066 MB/s InfiniBand 10.00 Gbit/s 1.25 GB/s PCI Express (x4 link) 16.00 Gbit/s 2 GB/s AGP 8x 17.024 Gbit/s 2.128 GB/s PCI-X DDR 17.064 Gbit/s 2.133 GB/s HyperTransport (800MHz, 16 pár) 51.2 Gbit/s 6.4 GB/s PCI Express (x16 link) 64 Gbit/s 8.0 GB/s HyperTransport (1GHz, 16 pár) 64.0 Gbit/s http://hu.wikipedia.org/wiki/Eszk%C3%B6z%C3%B6k_s%C3%A1vsz%C3%A9less%C3%A9g%C3%A9nek_list%C3%A1ja

Vezeték nélküli interfészek

A tárgyalt vezeték nélküli interfészek rádiós rádiófrekvenciás kapcsolat (IEEE 802.11) Bluetooth fény alapú infravörös port lézerkapcsolat

Rádióferkvenciás kapcsolat (IEEE 802.11) Helyi számítógép-hálózatok kiépítésénél alkalmazzák Gyakori a védjegy miatt a WiFi elnevzés Jelenelegi adatátviteli sebessége: 56 Mbit/s

Bluetooth A technológia kifejlesztésénél elsősorban a mobiltelefonok játszottak nagy szerepet. Adatátviteli sebessége: 1 Mbit/s, azaz 128 bájt/s.

Infravörös port Az adatátvitel infravörös sugarak segítségével történik, azaz adatokat egymás után, azaz sorosan továbbítja. Hátrány: az eszközöknek fizikai „rálátás szükséges”, a fénynek szabadon kell áramolni a vevő és az adó között.

Lézerkapcsolat Számítógép-hálózatoknál Elérhető az 1 Gbit/s

Interfészek összehasonlítása Elnevezés Adatátvitel másodpercenként Csatlakoztatható eszközök AZ ALAPLAPON LÉVŐ CSATLAKOZÓK ISA 66,4 megabit grafikus-, hang-, hálózati kártyák… EISA 264 megabit PCI 1056 megabit AGP 533 megabit monitorvezérlő kártya (grafikus kártya) IDE/EIDE 8-32/106,4 megabit merevlemez (HDD), CD meghajtó SCSI 320 megabit VEZETÉKES ADATÁTVITELI LEHETŐSÉGEK AT és PS/2 nincs adat billentyűzet, egér USB 1.1 12 megabit egér, billentyűzet, nyomtató, szkenner, digitális fényképező, USB tár stb. USB 2.0 480 magabit FireWire 1394a (IEEE-1394) 400 megabit digitális videok, kamerák FireWire 1394b (IEEE-1394) 800 megabit digitális kamerák VEZETÉK NÉLKÜLI ADATÁTVITELI LEHETŐSÉGEK Bluetooth 1 megabit rádiófrekvenciás 56 megabit infravörös port nyomtató, billentyűzet, egér… lézerkapcsolat 1 gigabit

Bővítőkártyák

Bővítőkártya helyek a mai alaplapon A mai alaplapok jelentős részét foglalják el a bővítőkártyáknak szánt illesztőhelyek (slot). Az elmúlt években gyártott alaplapokhoz alapvetően három típusú kártya használható: PCI, AGP, PCIe. Teljesen feledésbe merültek a korábbi szabványok: az ISA, EISA, VL (Vesa Local Bus) és MCA kártyák. Az alaplapokon az illesztőhelyek száma eltérő: egyes alaplapok akár nyolc, míg mások csak egy-két bővítőkártya fogadására alkalmasak.

Bővítőkártyák helye az alaplapon

A tananyagban szereplő bővítőkártyák Videokártya Hangkártya TV tuner kártya Videodigitalizáló kártya Soros/párhuzamos I/O kártya (multi I/O) FireWire kártya USB kártya Merevlemez-vezérlő kártya

Grafikus kártya, monitorvezérlő kártya egy mai kártya feladatai: a monitoron megjelenítendő kép előállítása, tárolása és továbbítása a monitor felé Speciális lehetőségek: televízió antenna bemenetének csatlakoztatása több monitor használata egyszerre

Videokártyák története 1. CGA az IBM által kifejlesztett grafikus szabvány felbontás: 640x200 színmélység: 2 vagy 4 (320x200). EGA (Enhanced Graphic Adapter) színes grafikus kártya felbontás: 640 x 350, színmélység: 64 közül 16 szín kiválasztása

VIDEO GRAPHIC ARRAY, A VGA KÁRTYA 640*480 pontos felbontásig színes grafikus és karakteres információ Grafikus képek 16 és 256 színnel fekete-fehér mód is 16 vagy 256 szürke árnyalat 256 színes megjelenítés analóg R, G, B bemenettel rendelkező VGA színes vagy fekete-fehér monitor

SUPER VIDEO GRAPHIC ARRAY, AZ SVGA KÁRTYÁK Grafikus módban 800*600, 1024*768 és 1280*1024 pont felbontás; 16, 256 illetve 32768, vagy még több színárnyalat; beépített memória kapacitása (pl. 2 Mb)

színmélység:

Egy konkrét grafikus kártya XGV8256                                                                                                         Introduction 256MB DDR Engine Clock 280MHz / Memory Clock 200MHz 128-bit DDR Memory Interface AGP 8X

A videokártyák fontos portjai PCI AGP – 2X – 4X – 8X Közvetlen memória elérés PCI-E Modern architektura

A bemutató forrásanyagai

Könyvek, cikkek Sikos László: PC hardver kézikönyv. BBS-INFO, 2007. Markó Imre: PC Hardver Abonyi Zsolt: PC hardver kézikönyv PC műhely sorozat http://library.thinkquest.org/3308/io.htm 2007. október