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

16 Vezetékes interfészek

17 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

18 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 …

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

20 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.

21 Párhuzamos port csatlakozói
A csatlakozók 25/36 pólusúak.

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

23 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.

24 ISA kártya és slot Két különböző hosszúságú érintkezősora van.

25 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

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

27 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.

28 PCI kártya és slot Önálló buszrendszer, új slot.

29 PCI express

30 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.

31 USB csatlakozók Valóban univerzális.

32 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

33 IDE csatoló képe

34 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

35 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

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

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

38 SATA 7 pin

39 SATA kábelek (adat- és tápkábel)

40 SATA 15 pin - tápellátáshoz

41 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/

42 FireWire – Apple Ngay sebességű, soros adatátvitelű buszszabvány. 6 tűs csatlakozó 4 tűs csatlakozó FireWire logo

43 9 tűs csatlakozó FireWire 800
FireWire kábel 9 tűs csatlakozó FireWire 800

44 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

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
rádiós rádiófrekvenciás kapcsolat (IEEE ) Bluetooth fény alapú 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 Bővítőkártyák

55 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.

56 Bővítőkártyák helye az alaplapon

57 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

58 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

59 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

60 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

61 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)

62

63 színmélység:

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

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

66 A bemutató forrásanyagai

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