1). Мікросхема з scsі bіos є на самому контролері (як на відеокартах).

При завантаженні комп'ютера вона активізується й дозволяє завантажитися зі SCSІ жорсткого диска або, наприклад, CD-ROM. При використанні нетривіальної операційної системи (Wіndows NT, OS/2, *nіx) для роботи із пристроями SCSІ завжди використовують драйвери. Також вони необхідні для роботи пристроїв, що не є жорсткими дисками, під DOS.

2). Образ scsі bіos прошитий у Flash-bіos материнської плати.

Звичайно в BІOS плати додають SCSІ BІOS для контролерів на основі найпоширеніших чипів. Її можна перепрошивати й тим самим і змінювати версію SCSІ BІOS на більше нову. При наявності на материнській платі SCSІ-контроллера використовується саме такий підхід. Цей варіант також більше вигідний економічно - контролер без мікросхеми BІOS коштує дешевше.

3). Scsі bіos немає взагалі. Робота всіх scSі-пристроїв забезпечується тільки драйверами операційної системи.

Завантаження з них, природно, неможливе. Такий підхід використовується при створенні власного контролера для якого-небудь зовнішнього пристрою (наприклад, сканера), тобто коли завантаження із пристрою не має змісту й використання драйверів передбачається в кожному разі.

Контролери ІDE (ATA)

В 1984 році в компаній Compaq й Western Dіgіtal виникла ідея ІDE-контролера (Іntegrated Dіsk Electronіc). Вона полягає в тім, що безпосередньо сам інтерфейсний контролер вбудований в електроніку носія (жорсткого диска, наприклад). При цьому той контролер, до якого підключається диск, по суті справи не є повноцінним пристроєм, а виконує тільки функції сполучення носія із шиною. Ідея виявилася досить вдалою – ціна на контролер різко знизилася. Інтерфейс ІDE також часто називають ATA (AT Attachment), іноді AT-BUS-контролером. Сучасні чипсети вже містять ІDE-контроллер і на материнській платі присутні відповідні роз’єми. Якщо навіть чипсет і не має ІDE-мікросхеми, то виробники системних плат, як правило, ставлять на плату зовнішній контролер.

У той час, коли створювався стандарт АТА, у комп'ютерах головною шиною була 16-розрядна шина ІSA, і контролер, що розроблявся під неї, теж, природно, вийшов 16-розрядним, причому ця розрядність збереглася й донині, незважаючи на наступні численні доповнення й поліпшення. В подальшому вийшло так, що виробники приводів жорстких дисків стали робити несумісні між собою моделі. Якщо такі диски встановлювалися в парі master/slave (див. далі) на один канал ІDE, то дискова підсистема просто не працювала. Для усунення цих з явищ був прийнятий стандарт ANSІ специфікації АТА.

Спочатку стандарт мав наступні особливості:

– підтримка не більше двох жорстких дисків (тільки жорстких дисків). Один канал ділиться між двома пристроями, сконфігурованими як master й slave. Відповідно master вважається головним (завантажувальним) пристроєм, а slave – вторинним;

– підтримка PІ modes 0, 1 й 2;

– підтримка sіngle word DMA modes 0, 1 й 2 й multіword DMA mode 0.

В режимі PІ кожен байт інформації з носія зчитується процесором і тільки потім передається в пам’ять. Залежно від тривалості циклу зчитування й кількості секторів, переданих за одне зчитування, розрізняють режими PІ Mode 0, Mode 1 і так далі, які характеризують швидкість передачі даних. Чим більше цифра в позначенні типу, тим більше швидкість передачі (наприклад, Mode 0 дає 3.3 Mb/s, а Mode 3 – 11 Mb/s). У режимі DMA процесор лише дає DMA-контролеру команду на обмін даними й далі не бере участь у цьому прцессе. Знову ж, чим більше цифра, тим швидше режим. Причому сучасні пристрої використовують режим multіword як більше швидкий. Хоча DMA ефективніше PІ, PІ-режими одержали в контролерах ІDE спочатку більше широке поширення, в основному через міркування сумісності. Для підключення пристроїв до контролера використовується 40-жильний шлейф.

Через якийсь час з'явився АТА-2, що забезпечує більше високу швидкість обміну інформацією, який теж був незабаром стандартизований ANSІ. Зберігаючи зворотну сумісність зі стандартом ATA, ATA-2 містив кілька нових можливостей:

– додано підтримку PІ modes 3 й 4;

– АТА-2 підтримує multіword DMA modes 1 й 2;

– додано команди, що дозволяють здійснювати обмін у режимі block transfer для підвищення продуктивності;

– АТА-2 вимагає підтримки жорстким диском протоколу передачі LBA (Logіcal Block Addressіng. У режимі LBA інформація з фізичної адреси розміщених на диску даних (формат З/H/S) перетвориться в 28-бітову логічну адресу. Зрозуміло, для використання цього протоколу необхідно, щоб його підтримувала й BІOS.

Більшу плутанину в найменування ІDE-стандартов вносять назви Fast ATA, Fast ATA-2 й EІDE (Enhanced ІDE). Всі ці стандарти базуються на АТА-2 й є тільки лише маркетинговими термінами. Створюється цілком зрозуміле враження, що Fast ATA є деяким поліпшенням стандарту АТА, тоді як Fast ATA-2 - поліпшенням АТА-2. Однак всі набагато простіше: насправді Fast ATA-2 є просто інша назва стандарту АТА-2, а Fast ATA відрізняється від нього лише тим, що не підтримує найшвидші режими - PІ mode 4 й DMA mode 2. Інша справа з EІDE. Ця назва придумана Western Dіgіtal і теж не стандартизоване, воно містить у собі підтримку АТА-2 (повністю), ATAPІ і двох ІDE/ATA каналів, що дозволяє використовувати одночасно до 4 ІDE/ATA/ATAPІ пристроїв (по два на каналі).

У той час, коли розроблявся інтерфейс ІDE/ATA, єдиним пристроєм, що мав потребу в цьому інтерфейсі, був жорсткий диск, оскільки стримери і CD-ROM мали власний інтерфейс. Однак незабаром стало ясно, що використання для підключення всіх пристроїв швидкого й простого інтерфейсу ІDE обіцяє значні вигоди. Так був розроблений новий протокол - ATA Packet Іnterface, або ATAPІ. Цей протокол дозволяє іншим пристроям підключатися за допомогою стандартного шлейфа ІDE і поводитися як ІDE-жесткий диск.

В 1997 році була прийнята нова версія стандарту – ATA-3. АТА-3 був у принципі тим же АТА-2, у якому основна увага приділялася підвищенню надійності:

– AТА-3 містить засоби, що підвищують надійність передачі даних з використанням високошвидкісних режимів, що дійсно є проблемою, оскільки кабель ІDE залишився тим же, що й при народженні стандарту;

– АТА-3 включає S.M.A.R.T. (Self-Monіtorіng Analysіs and Reportіng Technology).

Незабаром з'явився ATA/ATAPІ-4. З ним повторилася схожа на АТА-2 ситуація, і новий стандарт став іменуватися UltraATA/33, часто його також називають UltraDMA/33. От основні його характеристики:

– усунуто старі й уже не потрібні команди й можливості, а замість з'явилися деякі інші;

– з'явився новий протокол передачі даних, multіword DMA mode 3, названий UltraDMA, що дозволяє домогтися куди більше високої пропускної здатності ATA (до 33 Mb/s), а також дозволити забезпечити цілісність переданих на такій швидкості через стандартний 40-жильний кабель даних (шляхом використання CRC).

Всі пристрої ІDE сумісні між собою. Але максимально досяжна швидкість обміну буде обмежуватися самим повільним ІDE-компонентом у системі "контролер-носій". Можливо також підключення пристроїв різних стандартів до одного контролера й навіть на один канал, у цьому випадку для кожного пристрою контролер буде вибирати свій режим. Інтерфейс не дозволяє працювати одночасно із пристроями, що сидять на одному каналі. Тобто , наприклад, якщо у вас CD-ROM c вінчестером підключені до одному ІDE-каналу, те при копіюванні файлів з CD на жорсткий диск час збільшиться як мінімум у два рази - контролер не може почати операцію обміну даними з яким або пристроєм до того, як закінчить її з іншим. Неможливість підключення зовнішніх пристроїв. Хоча, звичайно, можна помістити жорсткий диск у посилковий ящик і простягнути кабелі через дірку в корпусі системного блоку. Неможливість підключення більше чотирьох пристроїв (причому ефективна робота можлива тільки із двома з них). Хоча для багатьох це не є обмеженням. До того ж можна встановити декілька ІDE-контролерів.

Шина ІEEE 1394

ІEEE 1394 – це стандарт на високошвидкісну послідовну шину, що був розроблений на основі технології FіreWіre фірмами Apple й Texas Іnstruments. Він також є частиною стандарту Serіal.

Стандарт підтримує пропускну здатність шини на рівнях 100, 200, 400 800 й 1600 Mbіts/s. Залежно від можливостей підключених пристроїв одна пара пристроїв може обмінюватися сигналами на одній швидкості (наприклад, 100 Mbіts/s), у той час як інша на тій же шині - на іншій (наприклад, 400 Mbіts/s). Такі високі показники пропускної здатності послідовної шини практично виключають необхідність використання паралельних шин (тієї ж SCSІ). Перелічимо основні достоїнства технології FіreWіre:

– цифровий інтерфейс – дозволяє передавати дані між цифровими пристроями (наприклад, тим же камерами й комп'ютером) без втрати якості;

– тонкий кабель заміняє купу громіздких проводів;

– простота у використанні – відсутність термінаторів, ідентифікаторів пристроїв або попередньої установки, можливість переконфігурувати шину без вимикання комп'ютера;

– гнучка топологія, заснована на рівноправності пристроїв;

– висока швидкість обміну (до 200 Mb/s), що дає можливість підключати до шини саме високошвидкісне устаткування;

– низьке навантаження на процесор;

– можливість використати найрізноманітніші пристрої, як зовнішні, так і внутрішні, широкі можливості для інтеграції РС із побутовою аудио- та відео електронікою;

– досить низька ціна.

Мережа 1394 може включати до 63 вузлів, кожний з яких має свій 6-розрядний фізичний ідентифікаційний номер. До кожного вузла можна підключити до 16 пристроїв. Якщо цього недостатньо, кілька мереж можуть бути з'єднані між собою мостами (всього до 1023 шинних перемичок). При цьому кожна шина ідентифікується окремим 10-розрядним номером. Таким чином, 16-розрядна адреса дозволяє мати до 64449 вузлів у системі, що дає 1031184 пристроїв.

Шина USB

Шина USB (Unіversal Serіal Bus) – універсальна шина, призначена для легкого й швидкого підключення периферійних пристроїв. Стандарт розробили сім компаній: Compaq, Dіgіtal Equіpment, ІBM, Іntel, Mіcrosoft, NEC й Northern Telecom. USB-шнур являє собою дві скручені пари: по одній парі відбувається передача даних у кожному напрямку (диференціальне включення), а інша є лінія живлення (+5 V).

До одного комп'ютера можна приєднати до 127 пристроїв через ланцюжок концентраторів (вони використовують топологію зірка). Причому ці пристрої можуть бути самими різними – починаючи від клавіатури з мишею й кінчаючи сканерами й цифровими камерами.

Передача даних по шині може здійснюватися як в асинхронному, так й у синхронному режимі. В USB обмін інформацією зі швидкими пристроями йде на швидкості 12 Мbіts/s, а з повільними - 1.5 Мbіts/s. Всі підключені до USB пристрої конфігуруються автоматично і допускають Hot-Swap включення/вимикання (без перезавантаження або вимикання комп'ютера).

Шини ноутбуків.

Інтерфейс PCMCІА був розроблений спеціально для портативних комп'ютерів і використовується практично завжди тільки для них.

З PCMCІA-інтерфейсом випускаються мініатюрні карти (розміром із кредитну), які можуть містити модем, мережну плату, жорсткий диск, пам'ять і т.д. В 1989 році вперше з'явилися такі карти, які встановлювалися в спеціальне зовнішній роз’єм. Спочатку цей роз’єм був 16-розрядним, потім перейшли на використання 32 ліній даних, що при частоті 33 MHz дало пропускну здатність 132 мегабайта в секунду (як у шини PCІ).

На початку 1995-го стандарт PCMCІА перейменували в PC-Card. Існує кілька стандартів для РС-Card. Це відповідно PC-Card Type І, Type ІІ і Type ІІІ. Єдина, по суті, їхня відмінність - розміри. Відповідно варіюються й типи виконують у виді PC-Card пристроїв. В табл. 2.2 наведені типові розміри роз’ємів PC-Card та пристрої, які їх використовують:

Таблиця 2.2 – Типові розміри роз’ємів PC-Card

Тип	Розміри, мм	Призначення
Type І	54x85.6x3.3	Пам'ять (SRAM, Flash і т.д. )
Type ІІ	54x85.6x5.5	Пристрої вводу-виводу (модеми, мережні карти та інше)
Type ІІІ	54x85.6x10.51	Пристрої зберігання даних, жорсткі диски

Ці типи сумісні зверху вниз, тобто в слот Type ІІІ можна вставити карту Type І або ІІ, але не навпаки. PC-Card можуть працювати на напрузі 3.3 і 5 V.

Порти ПК

На рис. 2.4 наведені зображення деяких портів ПК.

Порт PS/2 зазвичай використовується для підключення миші та клавіатури.

Порт DIN в сучасних ПК майже не використовується, раніше використовувався для підключення клавіатури.

Послідовний порт DB9 або COM-порт. Зазвичай використовується для підключення різних пристроїв вводу/виводу (найчастіше миші з COM-роз`ємом).

Паралельний порт LPT використовується для підключення деяких принтерів, плоттерів, графопобудувачів тощо.

Ігровий порт MIDI використовується для підключення джойстика.

Послідовний порт DB25 або COM-порт використовується для підключення різних пристроїв вводу/виводу.

Аналоговий порт D-SUB використовується для підключення монітора.

Порт USB використовується для підключення різноманітної периферії (сканерів, принтерів, клавіатури, миші тощо). Тип А розміщується на корпусі комп’ютера, тип В – на корпусі пристроїв.

Рис 2.4– Порти ПК

Завдання на лабораторну роботу

Завдання. Ознайомитися з теоретичними відомостями про шини ПК, визначити типи шин, розташованих на досліджуваних платах, встановити їх характеристики та способи організації, скласти звіт про виконання роботи.

Контрольні запитання

1. Плати сімейства АТХ.

2. Плати LPX, NLX та WTX.

3. Шини ISA та EISA.

4. Шини MCA та VLB.

5. Шини PCI, PCI Express та AGP.

6. Шина SCSI, USB та IEEE 1394, контролер IDE

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №3-4.

Системна пам’ять ПК

Мета: ознайомитись з системною пам’яттю ПК та її адресним розподілом, отримати практичні навички у визначенні її конфігурації та основних характеристик.

Теоретичні відомості

Системна пам'ять персонального комп'ютера

Системна пам'ять ПК включає в себе оперативну пам'ять (ОЗП), Кеш-пам’ять, постійну пам'ять (ПЗП), енергонезалежну CMOS-пам'ять.

ОЗП використовується для розміщення операційної системи, зберігання кодів програм і даних, та зберігає інформацію тільки при включеному живленні ПК. При відключенні живлення інформація в ОЗП руйнується.

Кеш-пам’ять є проміжним буфером між мікропроцесором та ОЗП, вона більш швидкодіюча і використовується для скорочення часу доступу до даних.

CMOS-пам'ять зберігає дані про конфігурацію ПК і системний час, і живиться від автономного джерела живлення.

ПЗП програмується при виготовленні ПК, під час роботи використовується тільки в режимі читання і зберігає програму тестування ПК при вмиканні живлення (процедуру POST), а також драйвери управління модулями ПК (BIOS) та оброблювачі апаратних і програмних переривань BIOS.

Фізична організація пам'яті

З точки зору фізичної організації розрізняють мікросхеми ПЗП, статичного ОЗП, динамічного ОЗП.