Kapcsolódási felület (interface)

Az előadások a következő témára: "Kapcsolódási felület (interface)"— Előadás másolata:

1 Kapcsolódási felület (interface)

2 Interfész (interface)
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.

3 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.

4 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.

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

6 Hardveroldali interfész
Sínrendszer (buszrendszer)

7 Adatok áramlása...

8 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.

9 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.

10 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.

11 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.

12 A számítógép blokkvázlata

13 A sínrendszerre épülő struktúra

14 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

15 Vezetékes interfészek

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

17 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 …

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

19 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.

20 Párhuzamos port csatlakozói
A csatlakozók 25/36 pólusúak.

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

22 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.

23 ISA kártya és slot Két különböző hosszúságú érintkezősora van.

24 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

25 EISA kártya és slot Az ISA is illeszthető a slotba.

26 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.

27 PCI kártya és slot Önálló buszrendszer, új slot.

28 PCI express

29 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.

30 USB csatlakozók Valóban univerzális.

31 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

32 IDE csatoló képe

33 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

34 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

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

36 SATA 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/

37 SATA In computer hardware, Serial ATA (SATA, IPA: [ˈsæ.tə] or [ˈseɪ.tə]) is a computer bus technology primarily designed for transfer of data to and from a hard disk. It is the successor to the legacy AT Attachment standard (ATA). This older technology was retroactively renamed Parallel ATA (PATA) to distinguish it from Serial ATA. Both SATA and PATA drives are IDE (Integrated Drive Electronics) drives, although IDE is often misused to indicate PATA drives. ,5 – 3 Gb/sec, 7 pin

38 SATA 7 pin

39

40 SATA 15 pin - tápellátáshoz

41 SATA csatlakozók az alaplapon
The SATA ports are grouped. Four ports coming from the Intel Southbridge are marked in orange, while the two ports from the SATA addon-chip are in red. Alaplap: ECS PF5 Extreme

42 FireWire – Apple It is a personal computer (and digital audio/digital video) serial bus interface standard, offering high-speed communications and isochronous real-time data services. 6 tűs csatlakozó 4 tűs csatlakozó FireWire logo

43 9 tűs csatlakozó FireWire 800

44 FireWire IEEE1394B port (9-pin) FireWire IEEE1394A port (6-pin)
Max 100/200/400/800 Mbps

45 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

46 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 Gbit/s 2.128 GB/s PCI-X DDR 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

47 Vezeték nélküli interfészek

48 A tárgyalt vezeték nélküli interfészek
rádiófrekvenciás kapcsolat (IEEE ) Bluetooth infravörös port lézerkapcsolat

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

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

51 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.

52 Lézerkapcsolat Számítógép-hálózatoknál Elérhető az 1 Gbit/s

53 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

54 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.

55 Bővítőkártyák helye az alaplapon

56 Bővítőkártyák

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

58 Őskori kártyák CGA EGA (Enhanced Graphic Adapter)
az IBM által kifejlesztett korai grafikus standard volt. Képes volt 640x200-as képernyőfelbontásra 2 színben vagy 320x200-as képernyőfelbontásra 4 színben. EGA (Enhanced Graphic Adapter) Színes grafikus kártya az IBM és az azzal kompatibilis PC-kre, amely maximum 640 x 350 pont felbontóképességű, és 64 közül 16 színt kiválasztva jelenít meg.

59 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

60 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)

61 MDA CGA EGA VGA Memória nagyság 4k 16k 64-256k 256 k
MDA CGA EGA VGA Memória nagyság 4k 16k 64-256k 256 k Sávszélesség (MHz) 16.2 14.3 28 Függ. szinkron (kHz) 50 60 50-70 Vízsz. szinkron (kHz) 18.4 15.75 Vízsz. pixel-szám 720 640 Függ. pixel-szám 350 200 480 Kompozit videojel nincs van Szín paletta -- 16 szín 64 szín 256 szín Videojel a tévén! Csak a CGA

62 2D -3D 3 D gyorsítókártyák Nvídia grafikus gyorsítói Voodoo2 3dfx Voodoo4 TNT

63 Matrox 1998 augusztusában - G200 1999 májusában - G400
Matrox G450 – DualHead Matrox a 2D "királya" a 366 MHz-es RAMDAC-jának köszönhetően a kép nagyon éles még 1600x1200-as felbontásban is. Matrox Parhelia-512 512 bites GPU, 256-bites memóriabusz 512 bitet képes órajelenként továbbítani, mivel dupla órajellel dolgozik (DDR).

64 3D

65 Nvidia GeForce 7 GeForce 6 GeForce FX NVIDIA nForce Professional NVIDIA nForce4 NVIDIA nForce3 NVIDIA Quadro NVS NVIDIA Business Platform GeForce4

66 GeForce 4 GeForce4 4200 Go Fill Rate: GPU: memória memória elérés:
1.6 bilion texel/s 200 MHz 200 MHz 6.4GB/s GeForce4 420 Go  760 milió texel/s 190 MHz 200 MHz 3.2GB/s

67 GeForce4 MX 460 GeForce4 MX 440 Fill Rate: GPU:
memória memória elérés: 1.2 miliárd texel/s 38 milionów 64MB 8.8GB/s GeForce4 MX 440 1.1 miliárd texel/s 34 milionów 64MB 6.4GB/s

68 GeForce FX 5500 GPU Interface memória elérés Fill Rate Wertex/s (pontok a térben) Pixel/órajel Texturák / piksel RAMDAC 256-bitów 128-bitów 6.4 GB/s 1.1 bilionów tekseli/s 68 milionów MHz

69 GeForce 6 széria (6200) Mem Interface Fill Rate 128-bit 1.2 miliárd
texel/s 64-bit 1.4 miliárd texel/s Wertex / sec RAMDAC 225 millió 400 MHz 262.5 millió

70 GeForce 7 széria (7900) – PCI Express slot
GPU Interface memória elérés Fill Rate Wertex/s Pixel/órajel Texturák / piksel RAMDAC 512MB 256-bit (GB/s) 51.2 1400 24 (MHz) 400

71

72

73

74

75 ATI - Array Technology Industry
3D Rage I 3D Rage II Rage 128GL Riva 128 Riva TNT és TNT2 Radeonok Radeon 7500 és 8500 Radeon 9700 Pro Radeon X X1800, X1600 és X1300

76 A gyártástechnológia a tranzisztorok száma mellett az elérhető órajelekre is pozitív hatással van: az X1800 XT csúcsmodell elképesztően magas, 625 MHz-en működik, A Dynamic Voltage Control nevű technológia igyekszik a minimumon tartani a feszültséget azokban az esetekben, amikor a chip nem üzemel "teljes gőzzel". Minden erőfeszítés ellenére az X1800 XT és XL hűtése miatt két kártyahelyet foglal el

77 az X1800 egy ciklus alatt 6 művelet elvégzésére képes
8 vertexfeldolgozó egységet tartalmaz, amelyek órajelenként egy 128 bites vektoros és egy 32 bites skalár művelet elvégzésére képesek, átlépi a másodpercenkénti 10 milliárd vertexes határt.

78 Engine Clock 280MHz / Memory Clock 200MHz 128-bit DDR Memory Interface
XGV8256                                                                                                         Introduction 256MB DDR Engine Clock 280MHz / Memory Clock 200MHz 128-bit DDR Memory Interface AGP 8X

79 A videokártyák fontos portjai
PCI AGP – 2X – 4X – 8X Közvetlen memória elérés PCI-E Modern architektura TV out 2 monitoros megoldás

80

81

82

83 hangkártyák Terratec Aureon 5.1 PCI hangkártya 6 csatornás hangkártya, digitális ki és bemenetttel Creative SB Audigy SE 7.1, PCI, OEM Creative SB Audigy SE 7.1, PCI, OEM, EAX Advanced HD 3.0,24-bit/96kHz , CMSS upmix Cmedia Sound 8738 PCI 4ch. Cmedia Sound 8738 PCI 4csat. SB Live Player 7.1 PCI SB Live Player 7.1 PCI SB X-Fi Platinum dob.SB X-Fi Platinum dob.

84

85 A bemutató forrásanyagai

86 Könyvek, cikkek Sikos László: PC hardver kézikönyv. BBS-INFO, 2007.
Markó Imre: PC Hardver Abonyi Zsolt: PC hardver kézikönyv PC műhely sorozat 2007. október