Интерфейсы информационных систем, страница 2

Внутренние интерфейсы применяются для соединения элементов вычислительных систем, таких как винчестеры, оперативная память, приводы оптических дисков и других, с системными интерфейсами и между собой.

Такие интерфейсы обычно строятся по магистрально-модульному принципу. Постепенный переход на иерархический принцип построения также присущ внутренним интерфейсам, но осуществляется не так быстро, как для других типов интерфейсов.

Примеры: ATA, SCSI, SDRAM.

Периферийные.

Периферийные интерфейсы служат для подключения периферийных устройств, таких как принтеры, сканеры, мобильные телефоны и других.

Ранние интерфейсы использовали кабельный принцип построения, новые периферийные интерфейсы строятся по иерархическому принципу.

Примеры: RS-232, USB, Bluetooth.

Сетевые.

Сетевые интерфейсы служат для подключения компьютера к вычислительным сетям.

Их назначение предполагает иерархический или кольцевой принцип построения.

В настоящее время интерфейс Ethernet практически является стандартным интерфейсом для подключения компьютеров к локальным вычислительным сетям.

Примеры: Ethernet, Token Ring, FDDI.

Приборные.

Приборные интерфейсы служат для обеспечения взаимодействия отдельных микросхем. Они появились в результате развития микроэлектроники, в следствии которого микросхемы стали выполнять достаточно сложные функции.

Эти интерфейсы действуют в рамках печатных плат и строятся, как правило, по магистрально-модульному принципу.

Примеры: SPI, I2O.

По способу передачи информации

Параллельные.

При параллельном способе передачи информации данные передаются одновременно по нескольким линиям связи.

Использование нескольких линий связи является простейшим и действенным способом повысить пропускную способность. В тоже время, это значительно затрудняет использование других способов повышения производительности интерфейсов, например, возникают проблемы с повышением тактовой частоты. Подробнее проблемы с параллельными линями связи будут рассмотрены далее.

В настоящее время происходит постепенный переход к последовательнйм интерфейсам. В тоже время, в некоторых случаях, например, в случае интерфейсов оперативной памяти, параллельные интерфейсы удерживают свои позиции.

Примеры: KAMAK, PCI, SDRAM.

Последовательные.

При последовательном способе передачи информации данные в одном направлении передаются по одной линии связи.

Нужно понимать, что последовательный интерфейс может содержать достаточно большое число линий связи. Имеются линии связи для передачи в двух направлениях. Один сигнал может передаваться по нескольким линиям связи (так называемый дифференциальный сигнал). Может быть большое число управляющих сигналов и сигналов питания. Однако, интерфейс все равно остается параллельным, если в одном направление в один момент времени передается одна порция данных.

Из-за проблем параллельных интерфейсов в настоящее время последовательные получают все большее распространение.

Примеры: RS-232, USB, Serial ATA

По принципу обмена информацией

Синхронные.

В синхронных интерфейсах обмен данными и командами происходит через строго определенные интервалы времени – такты.

Достоинство синхронных интерфейсов заключается в том, что время всех событий известно, и не нужно тратить лишних усилий, передавать лишние команды для определения момента передачи данных, а также не нужно оставлять запас времени на передачу дополнительных команд.

Недостатком таких интерфейсов является необходимость в синхронизации. Как правило, для этого используется отдельная линия связи, по которой передаются тактовые импульсы. Особенно затруднительно синхронизировать интерфейсы между географически удаленными элементами информационных систем.

В целом, синхронные интерфейсы обеспечивают большую пропускную способность и постепенно вытесняют в компьютерах асинхронные.

Примеры: KAMAK, PCI, SDRAM, синхронный режим RS-232.

Асинхронные.

В асинхронных интерфейсах не используется синхросигнал. Начало передачи обычно определяется с помощью специальных сигналов (например, стартовых битов).

Преимущество асинхронных интерфейсов в отсутствии специальных линий синхронизации.

Их недостатком является наличие специальных сигналов для синхронизации, что снижает пропускную способность интерфейса.

Асинхронный способ обмена информацией применяется в интерфейсах, соединяющих географически разнесенные объекты, поскольку в этом случае проводить дополнительную линию синхронизации накладно. Поэтому, все сетевые интерфейсы используют этот способ обмена информацией.

Примеры: VME, Ethernet, асинхронный режим RS-232.

По режиму передачи информации

Дуплексные.

При дуплексном режиме передачи информации данные передаются одновременно в двух направлениях.

Это самый быстрый режим, но он требует наличия двух каналов передачи информации.

Примеры: Коммутируемый Ethernet, RS-232.

Полудуплексные.

При полудуплексном режиме передачи информации данные в двух направлениях передаются поочередно.

Примеры: Ethernet на концентраторах, PCI.

Симплексные.

При симплексном режиме передачи информации данные передаются в одном направлении.

Примеры: радиовещание, телевещание.

По среде передачи информации

Проводные.

В проводных интерфейсах используется физическая среда для передачи информации в виде электромагнитных волн.

Среда может представлять собой кабель с металлическим проводящим материалом (чаще всего медь). Примеры: витая пара, дорожки печатных плат, USB-кабель.

При передаче электромагнитной волны в видимом спектре частот в качестве среды используют сделанные на основе кремния, так называемые, волоконно-оптические линии связи.

Беспроводные.

Электромагнитные волны могут передаваться и без среды. Это могут быть электромагнитные волны как в видимом диапазоне частот (например, интерфейс инфракрасного порта IrDA), так и в области радиочастот (например, интерфейс BlueTouth).