|
|
|
Teoretic, un sistem format numai din procesor si memorie poate functiona singur la infinit. Memoria contine instructiunile programului de executat si datele care trebuie prelucrate, iar procesorul prelucreaza datele pe baza instructiunilor citite din memorie. Motivul pentru care nu va exista niciodata un calculator cu aceasta structura minimala este simplu: activitatile realizate de un asemenea sistem ar fi inutile, pentru ca nimeni nu ar beneficia de rezultatele lor. Comunicarea cu exteriorul (si in principal cu utilizatorul) nu este deci o simpla optiune; in absenta acesteia, existenta calculatorului nu ar avea sens. Echipamentele care realizeaza, in diferite forme, aceasta comuincare se numesc dispozitive de intrare/iesire (I/O) sau periferice. Diversitatea remarcabila a acestor dispozitive reflecta de fapt varietatea sarcinilor pe care le poate indeplini un calculator.
Comunicarea intre procesor si dispozitivele periferice ridica problema conectarii fizice. Perifericele fiind in numar atat de mare si atat de diferite intre ele, este necesar sa existe o standardizare a modului de conectare la procesor, implicit si a modului de comunicare. In practica, toate componentele calculatorului (procesorul, memoria, perifericele) sunt conectate intre ele prin intermediul placii de baza. De modul in care este realizata placa de baza depind tipurile de conexiune disponibile.
Un periferic se conecteaza la placa de baza (si indirect la procesor) prin intermediul unor conectori specializati, numiti porturi. Fiecare port respecta un anumit standard de conectare. Exista mai multe asemenea standarde, placile de baza putandu-le implementa pe toate sau numai o parte dintre ele. Principalele standarde de conectare sunt:
Interfata paralela
Permite transmiterea catre periferic a cate unui octet de date intr-o operatie de transfer. Semnalele definite de acest standard sunt de 3 tipuri:
- liniile de date, care permit transmiterea octetului de date de la procesor catre periferic
- liniile de control, prin care procesorul transmite anumite comenzi catre periferic, permitand desfasurarea in bune conditii a transferului
- liniile de stare, prin care perifericul transmite procesorului informatii despre starea sa curenta
Modul de lucrul decsris mai sus, numit SPP (Standard Parallel Port), a fost conceput pentru comunicarea cu imprimantele. In momentul in care a aparut cerinta conectarii si a altor tipuri de dispozitive, standardul nu a mai corespuns, in principal deoarece nu permitea transferul de date decat intr-un singur sens. Ca urmare, a fost propus standardul EPP (Enhanced Parallel Port), care reprezinta o extindere a SPP; in afara de cresterea vitezei de transfer, principala sa imbunatatire a fost, cum era de asteptat, posibilitatea ca si perifericul sa transmita date catre procesor. Standardul EPP permite astfel conectarea unei game largi de periferice, cum ar fi scanerele, discurile hard si unitatile CD externe etc. Pentru perifericele mai performante a fost elaborat si un standard cu carcateristici superioare EPP, numit ECP (Extended Capabilities Port); totusi, conceptual nu exista diferente majore intre EPP si ECP. Astazi, imprimantele folosesc si ele facilitatle oferite de modurile EPP si ECP, nemaifiind compatibile cu mai vechiul SPP.
Interfata seriala
Spre deosebire de portul paralel, in cazul portului serial exista o singura linie de date, deci se poate transmite un singur bit la un moment dat. Din acest motiv si datorita modului mai sofisticat de gestiune a comunicatiei, viteza interfetei seriale este sensibil mai mica decat cea a interfetei paralele. In schimb, portul serial a fost proiectat de la inceput pentru comunicatii bidirectionale.
Portul serial este folosit in general pentru conectarea unor periferice cum ar fi mouse-ul, modemul, precum si alte periferice relativ lente. In ultimii ani, tendinta este de inlocuire a porturilor seriale cu standardul USB, care este mult mai flexibil si performant.
USB
Standardul USB foloseste tot comunicatia seriala, dar a fost proiectat sa exploateze avantajele tehnologiei moderne. Desi initial a fost destinat perifericelor lente, o data cu aparitia versiunii 2.0 a standardului viteza de transfer a crescut sensibil, depasind cu mult performantele interfetelor seriala si paralela. Practic, astazi nu exista periferice care sa nu aiba si variante cu conectare pe portul USB (de multe ori acesta este singurul standard acceptat).
FireWire (IEEE 1394)
Este o interfata destinata perifericelor de foarte mare viteza, pentru care performantele standardului nu sunt suficiente. Cel mai adesea este intalnita la camere video digitale, care au de transferat volume mari de date catre calculator. Interfata FireWire nu este foarte raspandita, datorita pretului mai mare si faptului ca standardul USB ofera suficienta performanta pentru majoritatea perifericelor.
ATA
Este o interfata de tip paralel pentru conectarea discurilor hard si a unitatilor optice (CD, DVD). Originea sa este standardul IDE, elaborat in anii '80. De-a lungul timpului caracteristicile sale au evoluat, rata de transfer crescand spectaculos. In ultima vreme, desi majoritatea placilor de baza inca mai sunt prevazute cu porturi ATA, pierde teren in fata standardului SATA.
SATA
Este un standard derivat din ATA (si destinat aceluiasi tip de periferice), dar cu o interfata de tip serial. Rata de transfer a interfetei este mai mare decat cea a standardului ATA si va continua sa creasca in versiunile viitoare. In plus, standardul ATA ofera facilitatea numita bus mastering, prin care controlerul de disc sa comande magistrala, degrevand procesorul de sarcina gestiunii transferului si marind astfel performantele.
SCSI
Este cel mai vechi standard pentru discurile hard (desi permite in principiu conectarea oricarui tip de periferic). Versiunile sale succesive au dus la cresterea continua a performantei, fie prin marirea latimii de banda (volumul de date care poate fi transferat printr-o singura operatie), fie prin cresterea frecventei de lucru. Controlerele SCSI au folosit dintotdeauna bus mastering, iar tehnologia permite obtinerea unor rate de transfer net superioare standardelor concurente. Insa, datorita pretului mare, interfata SCSI nu este destinata calculatoarelor personale, ci statiilor de lucru si serverelor.
PCI
Reprezinta un standard de conectare destinat placilor de extensie. A inlocuit standardul mai vechi ISA, care a fost abandonat de producatori dupa doua decenii de utilizare. Frecventa de operare a crescut in timp, ajungand pana la 133 MHz, la fel si latimea de banda. Principalele tipuri de periferice care utilizeaza interfata PCI sunt placile video, placile de sunet, modemurile interne etc. In ultima vreme, performantele oferite de PCI incep sa fie considerate insuficiente, mai ales pentru placile grafice. Un standard derivat din PCI, numit PCI Express, a inceput sa fie folosit de placile de baza de varf, dar inlocuirea completa a interfetei PCI nu se intrevede in viitorul apropiat.
AGP
Este un standard conceput special pentru deservirea placilor grafice. Deoarece intr-un calculator exista mai multe sloturi PCI, perifericele care ocupa aceste sloturi trebuie sa imparta intre ele aceeasi cale de comunicare cu procesorul. Placile grafice fiind mari consumatoare de resurse, interfata AGP le ofera o cale de comunicare privilegiata cu procesorul, pe care nu o impart cu alte periferice. Desi, la fel ca in cezul celorlalte standarde, performantele au crescut cu fieare versiune, AGP este depasit de noul standard PCI Express, astfel incat viitorul sau este nesigur.
PCMCIA
A fost conceput special pentru sistemele portabile. Datorita miniaturizarii, intr-un laptop nu exista suficient spatiu pentru a dispune de sloturi PCI si, in general, nici o forma de a conecta periferice interne. Standardul PCMCIA permite conectarea de periferice externe de orice tip, avand dimensiuni mici. Ca atare, sloturile PCMCIA reprezinta practic singura posibilitate de a extinde functionalitatea unui laptop.
