Физика-математика факультеті Информатика кафедрасы

 

В настоящее время порт AGP практически исчерпал свои возможности и активно 

вытесняется системным интерфейсом PCI Express. 

PCI Express 

 

Интерфейс PCI Express (первоначальное название - 3GIO5)) использует концепцию 

PCI, однако физическая их реализация кардинально отличается. На физическом 

уровне PCI Express представляет собой не шину, а некое подобие сетевого 

взаимодействия на основе последовательного протокола. Высокое быстродействие PCI 

Express позволяет отказаться от других системных интерфейсов (AGP, PCI), что дает 

возможность также отказаться от деления системного чипсета на северный и южный 

мосты в пользу единого контроллера PCI Express. 

 

Одна из концептуальных особенностей интерфейса PCI Express, позволяющая 

существенно повысить производительность системы, - использование топологии 

"звезда". В топологии "шина" (рис. 6.5а) устройствам приходится разделять 

пропускную способность PCI между собой. При топологии "звезда" (рис. 6.5б) каждое 

устройство монопольно использует канал, связывающий его с концентратором (switch) 

PCI Express, не деля ни с кем пропускную способность этого канала. 

 

 

Рис. 6.5. Сравнение топологий PCI и PCI Express 

 

Канал (link), связывающий устройство с концентратором PCI Express, представляет 

собой совокупность дуплексных последовательных (однобитных) линий связи, 

называемых полосами (lane). Дуплексный характер полос также контрастирует с 

архитектурой PCI, в которой шина данных - полудуплексная (в один момент времени 

передача выполняется только в определенном направлении). На электрическом уровне 

каждая полоса соответствует двум парам проводников с дифференциальным 

кодированием сигналов. Одна пара используется для приема, другая - для передачи. 

PCI Express первого поколения декларирует скорость передачи одной полосы 2,5 

Гбит/с в каждом направлении. В будущем планируется увеличить скорость до 5 и 10 

Гбит/с. 

 

Канал может состоять из нескольких полос: одной (x1 link), двух (x2 link), четырех (x4 

link), восьми (x8 link), шестнадцати (x16 link) или тридцати двух (x32 link). Все 

устройства должны поддерживать работу с однополосным каналом. Аналогично, 

различают слоты: x1, x2, x4, x8, x16, x32. Однако слот может быть "шире", чем 

подведенный к нему канал, т.е. на слот x16 фактически может быть выведен канал x8 

link и т.п. Карта PCI Express должна физически подходить и корректно работать в 

слоте, который по размерам не меньше разъема на карте, т.е. карта x4 будет работать в 

слотах x4, x8, x16, даже если реально к ним подведен однополосный канал. Процедура 

согласования канала PCI Express обеспечивает выбор максимального количества 

полос, поддерживаемого обеими сторонами. 

 

При передаче данных по многополосным каналам используется принцип чередования 

или "разборки данных" (data stripping): каждый последующий байт передается по 

другой полосе. В случае канала x2 это означает, что все четные байты передаются по 

одной полосе, а нечетные - по другой. 

 

Как и большинство других высокоскоростных последовательных протоколов, PCI 

Express использует схему кодирования данных, встраивающую тактирующий сигнал в 

закодированные данные, т.е. обеспечивающую самосинхронизацию. Применяемый в 

PCI Express алгоритм 8B / 10B (8 бит в 10 бит) обеспечивает разбиение длинных 

последовательностей нулей или единиц так, чтобы приемная сторона не потеряла 

границы битов. С учетом кодирования 8B/10B пропускную способность 

однополосного канала PCI Express можно оценить, как 2500 Мбит/с / 10 бит/байт = 250 

мегабайт/с (238 Мбайт/с). 

 

PCI Express обеспечивает передачу управляющих сообщений, в том числе 

прерываний, по тем же линиям данных. Последовательный протокол не 

предусматривает блокирование, поэтому легко обеспечивается латентность, 

сопоставимая с PCI, где имеются выделенные линии для прерываний. 

Интерфейсы накопителей 

 

Первоначально для подключения накопителей к IBM PC использовались интерфейсы 

низкого уровня, классифицируемые как интерфейсы на уровне устройства: ST-506 

(Shugart Technology), ESDI (Enhanced Small Device Interface). Для таких интерфейсов 

характерно, что их сигналы являются функцией генерирующего и использующего их 

устройства. Это позволяет использовать весьма простую электронику в самом 

устройстве, а основную нагрузку по обработке данных переложить на контроллер или 

процессор, что, естественно, негативно отражается на скоростных и прочих 

характеристиках подобных накопителей. 

 

Например, для ST-506/412: Direction In (направление), Step (шаг), Head Select (выбор 

головки) и т.п. Более того, сигнал с носителя, включающий в себя данные и биты 

синхронизации, передавался через интерфейс в аналоговом виде, поскольку 

разделение этой информации, выполняемое специальным блоком - сепаратором, 

происходило в контроллере. Появление новых методов кодирования информации 

(RLL6) вместо MFM7) ) привело к необходимости создания ориентированных на эти 

методы контроллеров (RLL-контроллер вместо MFM-контроллера), причем не 

гарантировалась надежная работа MFM-винчестера с RLL-контроллером. В 

интерфейсе ESDI эта проблема была решена, поскольку сепаратор был перенесен из 

контроллера в само устройство. Кроме того, в интерфейсе ESDI была выделена 

последовательная линия Command Data для передачи 16-битных команд, что перевело 

взаимодействие контроллера и винчестера ESDI на более высокий уровень и 

позволило повысить скорость передачи данных до 20 Мбит/с. 

 

В настоящее время распространены интерфейсы системного уровня, использующие 

сигналы в логике центрального процессора, что предполагает реализацию функций 

контроллера накопителя в самом накопителе, а устройство, сопрягающее интерфейс 

накопителя с системной шиной ПК, выполняет лишь роль адаптера интерфейса 

(моста). В IBM PC таким интерфейсом является EIDE/ATA. Он представляет собой 

"приставку" к 16-битной шине ISA, иначе называемой AT Bus, поэтому стандарт 

именуется AT Attachment (ATA). Другое название интерфейса - Enhanced Integrated 

Drive Electronics (EIDE). Первая спецификация ATA (IDE) определяла возможность 

подключения двух устройств к одному интерфейсу. Спецификация ATA-2 (EIDE) 

описывает совместную работу двух интерфейсов, позволяя, таким образом, 

подключать до четырех устройств. С внедрением стандарта ATA-4 на поддержку 

пакетных команд (ATAPI - ATA Packet Interface) стало возможным подключение 

устройств со сменным накопителем (приводы CD-ROM/DVD-ROM, стримеры, 

приводы флоппи-дисков большого объема). Последующие спецификации добавляли 

новые скоростные режимы (табл. 6.3) и решали некоторые проблемы (табл. 6.4). После 

появления интерфейса SerialATA принято ссылаться на EIDE/ATA как Parallel ATA. 

 

В современной вычислительной технике наблюдается тенденция перехода на 

высокоскоростные последовательные интерфейсы. Так, для накопителей был 

предложен последовательный интерфейс SerialATA, по своим характеристикам 

представляющий собой "приставку" к PCI Express. Стандарт SATA/150 обеспечивает 

пропускную способность до 1,5 Гбит/с (без учета кодирования 8B / 10B). Стандарт 

SATA/300 обеспечивает пропускную способность до 3 Гбит/с (без учета кодирования 

8B/10B). Каждое устройство работает на отдельном кабеле. Стандарт предусматривает 

горячую замену устройств и функцию очереди команд. SATA-устройства используют 

два разъема: 7-контактный - для подключения шины данных и 15-контактный - для 

подключения питания. Передача данных происходит в дуплексном режиме по двум 

парам проводником (одна пара - на прием, другая - на передачу) с использованием 

дифференциального кодирования сигналов. 

 

Кроме перечисленных интерфейсов, для подключения накопителей используются 

универсальные периферийные интерфейсы, речь о которых пойдет в следующей главе 

- SCSI, USB, FireWire и т.п. 

Вопросы для самоконтроля 

1.   

Что такое интерфейс? Назовите основные интерфейсные функции. 

2.   

Перечислите основные технические характеристики интерфейсов ввода/вывода. 

3.   

Системные интерфейсы микроЭВМ и их особенности. 

4.   

Назовите интерфейсы на уровне устройств. 

5.   

Сравните шины расширения ввода/вывода. 

6.   

Перечислите основные особенности интерфейса AGP. 

7.   

Какие шины расширения используются в архитектуре ПК в настоящее время? 

 

 

Қысқаша тарихи анықтама. Ақпарат теориясының терминологиясы. 

 

Информатизация  ақпараттыққа  индустриалды  даму  кезеңдерден  қоғамның 

өткелiмен  қамтамасыз  етедi.  Ақпараттық  нарық  барлық  қажеттi  ақпараттық  өнiмдер 

жəне  қызметтiң  тұтынушыларына  бередi,  олардың  өндiрiсi  информатиканың 

ақпараттық жиi индустрия деп аталатын индустриясымен қамтамасыз етедi.  

Өркениет  дамытуының  тарихтарында  бiрнеше  ақпараттық  төңкерiстер  болды  - 

түбегейлi  өзгерiстердiң  ақпаратты  өңдеуiнiң  саласында  қоғамдық  қатынастардың 

өрнектеулерi  болды.  Ұқсас  өрнектеулердiң  салдары  жаңа  сапаның  адамгершiлiк 

қоғамымен алу болып табылды. 

Бiрiншi  төңкерiс  -  жазбашалықтың  өнертабысы.  Кiтап  шығару,  (16-шы  орта) 

екiншi өнертабыс. Электрдiң (19-шы аяғы) үшiншi өнертабысы. 

Микропроцессорлық  технологияның  төңкерісі  (20  жылдар    70-шi)  төртiншi 

өнертабысы жəне дербес компьютердiң пайда болуы. 

Соңғы  ақпараттық  төңкерiс  жаңа  салаға  бiрiншi  жоспарға  жылжытады  -  жаңа 

бiлiмдердiң өндiрiсi үшiн техникалық құралдар, əдiстер, технология өндiрiске қатысты 

ақпараттық  индустрияландыру  болып  табылады.  Ең  маңызды  құрайтын  ақпараттық 

индустриялармен 

ақпараттық 

технологиялардың 

барлық 

түрлерi 

болып 

телекоммуникация қалыптасады. 

Ақпараттық технология - нышан, процесс немесе құбылыстың күйi туралы жаңа 

сапаның мəлiметiнiң алуы үшiн құралдар жəне жиын, өңдеу жəне (алғашқы мəлiмет) 

деректердi берудiң əдiстерiнiң жиынтығы, қолданушы процесс. 

Телекоммуникациялар  -  компъютер  желiсi  жəне  байланыстың  қазiргi 

техникалық құралдарын базасында дистанциялық деректердi беру. 

Компьютер  техникасының  дəуiрлеуi  жəне  ақпараттық  технологиялар 

ақпараттық  қоғамның  атау  алған  əр  түрлi  мəлiметтiң  қолдану  салынған  қоғамның 

дамуына түрткi болды. 

Өндiрiс,  сақтау,  мəлiмет  өңдеу  жəне  əсiресе  жоғарғы  оның  формасының  iске 

асыруымен  шұғылдануға  бiлiмдердiң  көпшiлiгiне  жұмыс  iстейтiн  қоғам-  ақпараттық 

қоғам. 

Компьютер  жəне  телекоммуникациялық  ақпараттық  технологиялардың  базасында 

мəлiметтiң өңдеуiн жаңа индустрия ақпараттық қоғамға өткелiнде пайда болады. 

Өткелде ақпараттық қоғам бар. 

Қоғамның ақпараттануы - ақпараттық қажеттiктi қанағаттандыру жəне iске асыру 

үшiн  ұтымды  шарттарын  жасау  процессін  ұйымдастырылған  əлеуметтiк-

экономикалық  жəне  ғылыми-техникалық  ақпараттық  қорлардың  мемлекеттiк 

құрылымдары,  өкiметтiң  азаматтары,  жергiлiктi  өзiн  -  өзi  басқару  органы, 

бiрiктiрулердiң  қоғамдық  ұйымдарының  құрастыруда  негiзінде  жəне  қолдануында 

дұрыс айтады. 

Қоғамның ақпараттануының ұғымы қоғамның ақпарттануды танып бiлуге керек. 

Негiзгi ықылас қоғамның компьютеризацияларының жанында дамуы туралы жəне 

мəлiметтiң  өңдеуiнiң  нəтижелерiнiң  жедел  алуы  жəне  оның  жинақталу  қамтамасыз 

ететiн компьютерлердiң техникалық базасын енгiзуін бiлдiредi. 

Негiзгi  ықылас  қоғамның  информатизацияларының  жанында  толық  қолданудың 

қамтамасыз  етуiне  жəне  адамгершiлiк  қызмет  барлық  түрлерiндегi  дер  кезiнде  бiлiм 

жеткiлiктi сенiмдi бағытталған шаралар жиынтықтарын бiлдiредi. 

Қоғамның  информатизациясы  қоғамның  компьютеризациясы,  жəне  өз  қажеттiктi 

қанағаттандыру  үшiн  мəлiметпен  тезiрек  меңгеруге  бағытталуға  қарағанда  кең 

ұғымнан астам болып табылады. 

Оның 

дамытуын 

деңгейден 

тəуелсiзге 

кез 

келген 

елде 

қоғамның 

информатизациясының идеяларының өмiрге əкелуiн шарасыздық жəне қажеттiлiктердi 

əрқалай  түсiндіредi.  Көп  елдер  информатизацияларын  есепке  алатын  ұлттық 

бағдарламасы  бар  шарттар  да  жергiлiктi  ерекшеленедi.  Елдердiң  озық  тəжiрибесiне 

дегенмен  мұндай  бағдарламалардың  енгiзуiнде,  олардың  жетiстiгi  жəне  сəтсiздiктi 

ескерiп,  олардың  бейнелеуге    керек  жəне  информатизацияның  перспективалы  қазiргi 

тенденция. 

Сонымен  бiрге  ақпараттық  қоғамға  өткелдiң  мерзiмiне  қазiргi  құралдар, 

əдiстермен  жəне  жұмыс  технологиясымен  оларға  мəлiметтiң  үлкен  көлемдерiнiң  тез 

қабылдауына  жəне  өңдеуi,  меңгеруге  адам  дайындауға  керек,  адам  мəлiметпен 

мəдениеттiң нақтылы деңгейiн алуы керек. 

Мəлiметпен  мақсаттылық  жұмыс  iстейтiн  жəне  оны  алу  үшiн  қолданылатын 

ақпараттық  мəдениет  -  компьютер  ақпараттық  технологиясын  өңдеу  жəне  берiлу, 

қазiргi техникалық құралдар жəне əдiстер. 

Ақпараттық  мəдениет  (мəлiметтiң  кибернетика,  информатика  теориясы, 

деректер  қорының  жобалауының  математика,  теориясы  тағы  басқалар)  қызметтiң 

нақты түрiне оның дамытуы жəне құрал-саймандарға мүмкiндiк туғызатын ғылымдар 

өнер-бiлiмi  өзiне    ерекше  ахуалдарда,  iс  операциялардың  автоматтандыруы  үшiн 

ақпараттық  мəдениеттiң  ажырамас  бөлiгi  дəстүрлi  емес  творчестволық  жол  талап 

ететiн жаңа ақпараттық технологияның жəне оны қолдану бiлiм болып табылады.  

Ықылас  жəне  маңыздылықтың  екпiнi  ақпараттық  қоғамда  ақпараттық  қорға 

қорлардың дəстүрлi түрлерiмен ауыстырылады. 

Ақпараттық қорлар - (ақпараттық жүйелер тағы басқалар кiтапханалар, қорлар, 

банктер) ақпараттық жүйелердегi жеке құжаттар жəне жеке талаптар, құжаттар. 

Ақпараттық  ел  ресурстерi,  өлке,  ұйым  стратегиялық  қорлар  сияқты  қарауы  керек, 

шикiзаттың  қорлары,  жəне  қорларға    қазып  алынатын  энергияға  маңыздылық 

бойынша ұқсас. 

Ақпараттық  өнiм  -  6  сондай  болып  əдiстермен  тарала  алатын  нақты  немесе 

дерексiз формада өндiрушiмен сонымен қатар кез келген басқа заттық өнiм қызметтер 

арқылы құрастырылған деректер жиынтығы. 

Қызмет  -  кəсiпорынның  өнiмсiз  қызметiнiң  нəтижесi  немесе  адам  немесе  əр  түрлi 

өнiмдердiң  қолдануындағы  ұйымның  қажеттiлiктi  қанағаттандыру  бағытталған 

тұлғалар. 

Ақпараттық қызмет - (компьютерлер арқылы алынатын қызмет) қолданушының 

қарамағында ақпараттық өнiмдердiң алу жəне беруi. 

Ақпараттығы  қызметтер  мəлiметтердiң  компьютер  немесе  компьютер  емес 

варианттарында ашық болған жағдайда пайда болады. 

Деректер  қоры  -  ұйымның  сипаттама  ережесі,  сақтау  жəне  деректермен 

манипуляция  жасаудың  ортақ  қағидаларына  негiзделген  сабақтас  мəлiметтердiң 

жиынтығы. 

Библиографиялық жəне библиографиялық емес деректер қорлары танып бiледi. 

Қызметтердiң классификациясы: 

Ақпараттық өнiмдер жəне (ақпараттық нарық) қызметтердiң нарығы - коммерциялық 

негiзде  зияткерлiк  еңбектiң  өнiмдерiмен  сауда  бойынша  экономикалық  жүйе,  заңға 

сүйенген жəне ұйымдастыру қатынастары.  

Оның компоненттерi: 

 - техникалық жəне технологиялық құрылым; 

 - нормативтiк - заңға сүйенген құрайтыны; 

 - ақпараттық құрайтыны; 

 - ұйымдастыру құрайтыны. 

Ақпараттық нарықтың инфрақұрылымы - əрбiрi немесе бiркелкi ақпараттық қызметтер 

жəне өнiм тиесiлi ұйымдарды бiрлестiретiн секторлардың жиынтығы. 

Ақпараттық нарықтың секторы: 

Қоғамның  ақпараттық  потенциалы  -  құралдар,  əдiстер  жəне  ақпараттық  қорларды 

қолданылуға мүмкiндiк беретiн шарттардың жиынтығы. 

Информатика  -  бұл  ақпарат  өзгеруi  компьютерлер  арқылы  жəне  қолдануды  ортамен 

олардың өзара əрекеттесу процесстерге қатысты адамгершiлiк қызметтiң облысы. 

Кибернетика  -  бұл  əр  түрлi  жүйелердегi  ортақ  басқару  принциптары  туралы  ғылым: 

техникалық, биологиялық, əлеуметтiк тағы басқалар. 

 

Дəріс № 3-4 

 Ақпараттану  жүйесі  –  ақпараттану  теориясының  негізгі  үрдістері  мен 

əдістерін қолдану объектісі. 

 

Ақпарат  жүйесі  бақа  да  жүйелер  секілді  элеметтерден  түзелетіндіктен  де,  ол 

элементтер  басқару  үрдісіндегі  есептерді  шешуде  əр  түрлі  функцияларды  атқарады. 

Элементтер  өз  ерекшеліктеріне  қарай  жəне  сол  ерекшеліктеріне  сəйкес  ақпарат 

жүйесін өңдеу мен жобалауға қарай бөлінеді.  

Атқарушы бөлімдер немесе ішкі жүйелер əдетте басқару жүйесінің атқару үлгісі 

ретінде  сипатталынады.  Атқарымдықүлгі  арқылы  кеңістік  пен  уақыт  бойынша 

объектінің  ішкі  қызметтері  мен  есептері  бейнеленеді.  Осы  үлгі  мен  оған  қойылатын 

талаптар арқылы басқару объектісінің құрылымы қалыптасады. 

Дегенмен, бір объект үлгіні тұрғызу мүмкін емес. Сол себепті, басқару жүйесінің 

жалпы үлгісі келесі белгілер бойынша бөлінеді: 

-  үлгінің  динамикалық  қасиеттеріне  сəйкес  талаптарды  бəсеңдету  үшін  басқару 

деңгейлеріне байланысты; 

- үлгінің сызықты емес қасиеттеріне сəйкес талаптарды бəсеңдету үшін өндірістік 

сипатқа байланысты. 

Басқару деңгейлеріне байланысты атқарымдық ішкі жүйелердегі үлгілер негізінен 

былай бөлінеді: 

  - басқару объектісінің дамуын болжау; 

  - басқару объектісінің келешекке арнап жоспарлау; 

  - басқару объектісінің құрылымын ұйымдастыру; 

  - басқару объектісінің қызметін ағымдық жоспарлау; 

  - басқару объектісінің қызметін жедел реттеу; 

  - басқару объектісінің қызметін есептеу, бақылау жəне талдау. 

Өндірістік  сипатқа  байланысты  атқарымдық  ішкі  жүйелердегі  үргілер  былай 

бөлінеді: 

  - ғылыми – зерттеу немесе тəжірибелік жұмыстарды басқару; 

  - объектінің өндірістік құрылымын қалыптастыруды басқару; 

  - негізгі өнімді өндіруді басқару; 

  - объектінің қосымша – қызмет көрсетуші өндірісін басқару; 

  - көлік үрдісін басқару; 

  - негізгі қорларды пайдалану үрдісі мен өндіріс қуатын басқару; 

  - математикалық – техникалық жабдықтауды басқару; 

  - еңбек қорларын басқару; 

  - өнім өткізуді басқару; 

  - объектідегі қаржы-қаражат жабдықтарын басқару; 

  - басқарушы жүйенің дамуы мен атқарылуын басқару. 

Ақпарат жүйесінің жабдықтаушы бөліміндегі ішкі жүйелер атқарымдық бөлімінің 

əрекет етуі үшін немесе басқару, шешу үшін қажет. 

Жабдықтаушы бөліміндегі ішкі жүйелер келесі түрде бөлінеді: 

  - ақпараттық жабдықтау; 

  - техтикалық жабдықтау; 

  - математикалық жабдықтау; 

  - бағдарламалық жабдықтау; 

  - ұйымдастырумен жабдықтау; 

  - ленгвистикалық жабдықтау; 

  - құқықтық жабдықтау; 

  - эргономикалық жабдықтау; 

Жабдықтау  бөліміндегі  ішкі  жүйелер  əрқайсысы  өз  алдына  бөлек  тақырып 

болғандықтан,  олар  туралы  тереңірек  мағлұмат  басқа  пəндерде  қарастырылады. 

Дегенмен,  жабдықтаушы  бөлімдегі  ішкі  жүйелердің  қысқаша  сипатын  төмендегідей 

қарастыруға болады: 

-  ақпараттық жобалаудың  негізгі  міндеті  – басқарылатын объектіні  сипаттайтын 

динамикалық ақпаратты тұрғызып, ұдайы жаңартып отыру; 

-  техникалық  жабдықтау  –  ақпарат  жүйесінің  атқарымдық  жəне  жабдықтаушы 

бөлімдеріндегі  ішкі  жүйелерін  қамти  отырып,  оларды  жұмыс  істетумен  қамтамасыз 

ететін барлық техникалық жабдықтар жиынтығын құрайды; 

- математикалық жабдықтау деп – жүйедегі есептерді шешіп, ақпаратты өңдеуде 

қолданылатын математикалық əдістер мен үлгілер, тəсілдер қарастырылады; 

-  бағдарламалық  жабдықтау  –  ақпарат  жүйесін  жобалау  (тұрғызу)  мен  жұмыс 

істеуге арналған əдістер мен жабдықтардың, шаралардың жиынтығы; 

-  лингвистикалық  жабдықтау  –  есептеу  техникасы  арқылы  ақпаратты  өңдеу 

тиімділігін  көтеру  мен  адам  жəне  компьютер  арасындағы  қатынасты  жеңілдету 

мақсатында  мəтіндерді  сығу  жəне  жою  əдістерін,  кəдімгі  тілді  қалыптастыру 

ережелері мен тілдік жабдықтардың бірігуін бейнелейді; 

-  құқықтық  жабдықтау  –ақпарат  жүйесінің  тұрғызылуы  мен  қызметін  жəне 

ұйымдастырылуын  реттейтін  сұрақтар  мен  нормативтік  актілерді,  сондай-ақ  жүйеге 

қатысты  мамандардың  құқықтары  мен  міндеттрінің  жəне  жауапкершіліктерінің 

бірігуін сипаттайды; 

-  эргономикалық  жабдықтау  –  ақпарат  жүйесіндегі  адам  қызметінің  тиімділігін 

қолдап, көтермелейтін əдістермен жабдықтардың бірігуі.  

 

жүктеу/скачать 0,59 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: