Внутренние интерфейсы системной платы

Цель работы: Изучить интерфейсы периферийных устройств.

Содержание практического занятия:

1. Изучение теоретического материала.

2. Подключение устройств ПК.

3. Определение основных компонентов интерфейсов на материнской плате.

Перечень типового оборудования:

1. Компьютер не ниже Pentium’а.

2. Мышь, графический адаптер и монитор.

3. Операционная система Windows 95 и выше.

Контрольные вопросы:

1. Сравните шины IDE и SCSI. Чем они различаются?

2. Охарактеризуйте шину IDE/ATA.

3. Охарактеризуйте южный мост.

Ответы:

1. Сравнение шин IDE и SCSI:

SCSI является улучшенным вариантом IDE, поэтому можно сказать лишь о преимуществах SCSI перед IDE:

1) SCSI -диски дороже. В несколько раз.

2) Скорость вращения шпинделя 10 000 и 15 000 оборотов в минуту.

3) Очередь запросов – гениальное решение для серверов с большой нагрузкой.

Пояснение на примере:

100 пользователей работают с базой данных. Каждый пользователь пытается считать свои данные. Данные пользователей, разумеется, разбросаны по поверхности дисков. Для современных дисков самое большое время — это время позиционирования головки, и для считывания 100 блоков данных в разных местах диска головка 100 раз будет перемещена в произвольное место диска. Именно когда несколько процессов одновременно работают с диском пользователь и слышит характерное «шуршание» диска, обычно сопровождающее ощутимые замедления работы компьютера при перегрузке диска операциями.

SCSI-диск поступит умнее — он отсортирует эти 100 запросов в том порядке, в котором ему их удобнее обрабатывать (с учётом того, какие данные или часть их уже есть в кэше и где в настоящий момент находится головка диска) и сделает один проход по поверхности диска, вместо псевдослучайных «дёрганий» считывающей головкой у IDE-диска. Результат — при параллельном доступе к диску множеством процессов увеличение производительности в разы, а иногда на порядки.

2. В спецификации АТА фигурируют следующие компоненты:

* Хост-адаптер – это средство сопряжения интерфейса с системной шиной.

* Кабель-шлейф с двумя или тремя 40-контактными или 80-контактными разъемами.

* Ведущее устройство (Master).

* Ведомое устройство (Slave).

Если к шине подключено одно устройство, оно должно быть ведущим (Master). Если подключены два устройства, то одно должно быть ведущим (Master), а другое – ведомым (Slave).

3. Южный мост (англ. Southbridge; также — контроллер-концентратор ввода-вывода, англ. I/O Controller Hub, ICH) — системный контроллер чипсета на материнской плате платформы x86.

Обычно это одна микросхема, которая связывает «медленные» (по сравнению со связкой «Центральный процессор-ОЗУ») взаимодействия (например, Low Pin Count, Super I/O или разъёмы шин для подключения периферийных устройств) на материнской плате с ЦПУ через Северный мост, который, в отличие от Южного, обычно подключён напрямую к центральному процессору.

Функционально южный мост включает в себя:

· контроллеры шин PCI, PCI Express, SMBus, I2C, LPC, Super I/O

· DMA контроллер;

· контроллер прерываний;

· PATA (IDE) и SATA контроллеры;

· часы реального времени (Real Time Clock);

· управление питанием (Power management, APM и ACPI);

· энергонезависимую память BIOS (CMOS);

· звуковой контроллер (обычно AC'97 или Intel HDA).

Опционально южный мост также может включать в себя контроллер Ethernet, RAID-контроллеры, контроллеры USB, контроллеры FireWire и аудио-кодек.

Реже южный мост включает в себя поддержку клавиатуры, мыши и последовательных портов, но обычно эти устройства подключаются с помощью другого устройства — Super I/O (контроллера ввода-вывода).