Интерфейс представляет собой аппаратно-программную систему (совокупность технических, программных средств и правил), обеспечивающих взаимодействие различных устройств, входящих в состав персонального компьютера.

Можно сказать, что интерфейс характеризует границу раздела двух систем, подсистем, устройств или программ.

Фактически, интерфейс является своего рода диалогом между двумя любыми устройствами внутри компьютера. В психологии диалог определяется как обмен личностными смыслами двух людей. Существует и такое психологическое понятие, как внутренний диалог. Оба вида диалога позволяют вызвать эмоцию, создать новое знание.

В информатике диалог подразумевает обмен электрическими сигналами двух периферийных устройств. В результате новый сигнал не создается.

Интерфейсы принято подразделять на аппаратные и программные.

Аппаратный интерфейс представляет собой совокупность линий связи, логических элементов и вспомогательных схем управления, предназначенных для преобразования сигналов и

соединения устройств.

Назначение программного интерфейса - соположение (адаптация) различных программ с разными параметрами, предоставление пользователю условий работы с программными продуктами.

Дискуссия! Синапс (synapsis; греч. «соприкосновение»,

соединение») - специализированная структура, обеспечивающая передачу нервного (т.е. электрического) импульса с нервного волокна на какую-либо клетку или мышечное волокно, а также с рецепторной клетки на нервное волокно.

Есть «логика» у синапса? В чем отличие синапса от адаптера?

Является ли синапс и программным, и аппаратным устройством?

Например, любой контроллер может быть

перепрограммируемым. При воздействии неблагоприятных

факторов могут ли быть перепрограммируемыми синапсы?

• 1. Аппаратный (устройство-устройство) – совокупность алгоритмов обмена и технических средств, обеспечивающих обмен между устройствами. Примеры: I2C, MicroLAN, Ethernet;
• 2. Программный – соглашение о связях в программной среде между программными модулями. Примеры: Win32, POSIX, API любого программного модуля (интерфейс прикладного программирования – набор функций, предоставляемый для использования в прикладных программах);
• 3. Пользовательский (ВС – пользователь) – сценарии, по которым строится общение оператора с вычислительной системой, и стиль их реализации. Примеры: «дружественный интерфейс человек-компьютер», стиль организации работы в программном комплексе Microsoft Office.

Характеристики аппаратных интерфейсов.

К основным характеристикам аппаратных интерфейсов относятся:

• 1. Скорость передачи (пропускная способность, производительность).
• 2. Протяж?нность.
• 3. Тип сопрягаемых устройств вычислительной системы (см. следующий раздел).
• 4. Топология.
• 5. Разрядность слова данных (последовательный или параллельный интерфейс).
• 6. Синхронный или асинхронный интерфейс.
• 7. Симплексный, полудуплексный, дуплексный обмен.

«Пользовательский интерфейс» - Опишите основное окно операционной системы - Рабочий стол. Диалоговое окно. Необходимость запоминать многочисленные команды отпала с появлением графических интерфейсов. Основные приёмы управления с помощью мыши. Почему современные пользовательские интерфейсы можно считать объектно-ориентированными? Наведение указателя мыши.

«Удаленное управление ПК» - EMCO Remote Desktop Professional 4.0. Из явных недостатков можно выделить отсутствие справки. DameWare NT Utilities 5.5.0.2. TightVNC for Windows 1.3.8. Утилита LanHelper имеет встроенный набор команд, которые можно выполнять на удаленных ПК. Собственно, в данном случае речь идет лишь о возможности получения доступа к рабочему столу удаленного ПК.

«Информатика и компьютер» - Сервер. Рис.1. День информатики. Этапы решения задач с помощью персональных компьютеров. Правило относительной ориентации ячейки. Типовая структура интерфейса. Мультимедийные. Классный час «Информатика». Федерация Интернет образования. Программа Paint. Портативный компьютер. 4 декабря 1948 г. - день рождения российской информатики.

«Современные компьютеры» - Примечание. Масштабируемость. В 1642 году Блез Паскаль сконструировал восьми зарядный суммирующий механизм. Развития. 2.5.Мейнфреймы. 2.1.Персональные компьютеры. Факультет Автоматики и Вычислительной Техники. Ведь без ввода и вывода информации ничего не будет. Компьютеры IBM Основаны в основном на процессорах INTEL.

«Управление компьютером» - Системное ПО отвечает за управление аппаратными ресурсами, а так же осуществляет непосредственный диалог с пользователем. Управление компьютером осуществляется благодаря программному обеспечению(ОП). Програмное управление компьютером. Использование файловой структуры позволяет осуществлять: Характерные особенности интерфейса:

«Apple» - Their was a demo shown as a concept in 1992. Innovation Management (U09084). Apple Case Study notes (1). Apple SWOT. Paul Trott [email protected]. 5. Seminar 7 Apple – Key Points Peter Bartlett [email protected] Prof. 2. Apple Case Study notes. We saw that they had designed a touchscreen phone back in 1994.

Всего в теме 27 презентаций

Интерфе́йс по́льзователя , он же по́льзовательский интерфейс (UI - англ. user interface) - разновидность интерфейсов, в котором одна сторона представлена человеком (пользователем), другая - машиной/устройством. Представляет собой совокупность средств и методов, при помощи которых пользователь взаимодействует с различными, чаще всего сложными, машинами, устройствами и аппаратурой.

Программный интерфейс - функциональность, которую некоторый программный компонент предоставляет другим программным компонентам.

Можно различать два вида такой функциональности:

та, что используется при создании прикладных программ - интерфейсом программирования приложений (API);

та, что используется при создании системных компонентов и может называться интерфейсом программирования компонентов операционной системы или интерфейсом системного программирования (SPI, англ. system programming interface).

Аппаратно-программный интерфейс - это функции программы, управляющие вводом/выводом информации на внешние устройства.

3. Система счисления. Позиционные и непозиционные системы счисления. Основание. Разряд.

Система счисле́ния - символический метод записи чисел, представление чисел с помощью письменных знаков.

Система счисления:

даёт представления множества чисел (целых и/или вещественных);

даёт каждому числу уникальное представление (или, по крайней мере, стандартное представление);

отражает алгебраическую и арифметическую структуру чисел.

В позиционных системах счисления один и тот же числовой знак (цифра) в записи числа имеет различные значения в зависимости от того места (разряда), где он расположен. Изобретение позиционной нумерации, основанной на поместном значении цифр, приписывается шумерам и вавилонянам; развита была такая нумерация индусами и имела неоценимые последствия в истории человеческой цивилизации. К числу таких систем относится современная десятичная система счисления, возникновение которой связано со счётом на пальцах.

В непозиционных системах счисления величина, которую обозначает цифра, не зависит от положения в числе. При этом система может накладывать ограничения на положение цифр, например, чтобы они были расположены в порядке убывания.

Разряд (позиция, место) - это структурный элемент представления чисел в позиционных системах счисления. Разряд является «рабочим местом» цифры в числе. Порядковому номеру разряда соответствует его вес - множитель, на который надо умножить значение разряда в данной системе счисления.

Основанием системы счисления называется количество цифр и символов, применяющихся для изображения числа. Например р=10.

Определить основание очень легко, нужно только пересчитать количество значащих цифр в системе. Если проще, то это число, с которого начинается второй разряд у числа. Мы, например, используем цифры 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9. Их ровно 10, поэтому основание нашей системы счисления тоже 10, и система счисления называется “десятичная”. В вышеприведенном примере используются цифры 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 (вспомогательные 10, 100, 1000, 10000 и т. д. не в счет). Основных цифр здесь тоже 10, и система счисления – десятичная.

Интерфейс (взаимодействие) – это взаимосвязь между компонентами и участниками микропроцессорной системы.

В входят: аппаратное обеспечение, программное обеспечение и человек . Поэтому выделяют следующие виды интерфейсов:

аппаратный интерфейс;

программный интерфейс;

интерфейс пользователя.

Программный интерфейс обеспечивается операционной системой (если таковая имеется). Наиболее распространенными интерфейсами пользователя являются графический интерфейс (например, рабочий стол PC с иконками или кнопки команд в редакторе Microsoft Office Word) и интерфейс «джойстика», когда мы выбираем необходимую нам команду, перемещаясь по меню (например, мобильные телефоны, программируемые контроллеры), что также является видом графического интерфейса.

Аппаратный интерфейс представляет собой систему шин, разъемов, согласующих устройств, алгоритмов и протоколов, обеспечивающих связь всех частей микропроцессорной системы между собой. От характеристик интерфейса зависит быстродействие и надежность системы.

В развернутых микропроцессорных системах для разгрузки процессора аппаратный интерфейс обеспечивается контроллерами. Контроллер – это специализированная микросхема, предназначенная для выполнения функций контроля и управления. Контроллер осуществляет управление работой устройства, например, жестким диском, оперативной памятью, клавиатурой и обеспечивает взаимосвязь этого устройства с другими участниками МС.

Управление шинами осуществляют мосты . В сложных МС, например, таких как персональный компьютер, центральное место занимает «чипсет» (ChipSet) – набор мостов и контроллеров. Чипсет включает две главные микросхемы, которые традиционно называют южный мост и северный мост (рисунок 1). Северный мост обслуживает системную шину, шину памяти, AGP (ускоренный графический порт) и является главным контроллером компьютера. Южный мост обслуживает работу с внешними устройствами (шина PCI - шина ввода/вывода для подключения периферийных устройств).

Рисунок 1 - Организации обмена данными в персональных компьютерах (РС)

Наиболее сложна организация взаимодействия процессора и внешних устройств, что связано с большим их разнообразием.

Параллельные интерфейсы характеризуются тем, что в них для передачи бит используются отдельные сигнальные линии, и биты передаются одновременно. Классическим параллельным интерфейсом является LPT-порт .

Последовательный интерфейс для передачи данных использует одну сигнальную линию, по которой информационные биты передаются друг за другом последовательно.

Простейшим последовательным интерфейсом, получившим распространение как в PC, так и в промышленных системах, является стандарт RS-232 , реализуемый СОМ - портами . В промышленной автоматике широко применяется RS-485 .

(Universal Serial Bus - универсальная последовательная шина) обеспечивает подключение к компьютеру большое количество разнообразных периферийных устройств, в том числе мобильные телефоны и бытовую электронику.

Первая спецификация интерфейса имела название USB 1.0, в настоящее время используется спецификация USB 2.0, современные устройства интерфейсом спецификации USB 3.0.

Стандарт USB 2.0 содержит в себе четыре линии: приём и передача данных, питание +5 В и корпус. В дополнение к ним USB 3.0 добавляет еще четыре линии связи (2 на прием и две на передачу) и корпус.

Шина USB имеет высокую пропускную способность (USB 2.0 обеспечивает максимальную скорость передачи информации до 480 Мбит/с, USB 3.0 - до 5,0 Гбит/с) и обеспечивает не только передачу данных, но и питание маломощных внешних устройств (максимальная сила тока, потребляемого устройством по линиям питания шины USB, не должна превышать 500 мА для USB 2.0 и 900 мА для USB 3.0), что позволяет не использовать внешних источников питания.

Беспроводные (wireless) интерфейсы позволяют уйти от кабелей связи, что особенно актуально для малогабаритных устройств, по размеру и весу соизмеримых с кабелями. В беспроводных интерфейсах используются инфракрасного (IrDA) и радиочастотного (Bluetooth, USB wireless) диапазонов.

Инфракрасный интерфейс IrDA позволяет осуществлять беспроводную связь между двумя устройствами на расстоянии до 1 метра. Инфракрасная связь - IR (Infra Red) Connection - безопасна для здоровья, не создает помех в радиочастотном диапазоне и обеспечивает конфиденциальность передачи. ИК-лучи не проходят через стены, поэтому зона приема ограничивается небольшим, легко контролируемым пространством.

Bluetooth (синий зуб) - радиоинтерфейс с низким энергопотреблением (мощность передатчика всего порядка 1 мВт) для организации персональных сетей, обеспечивающий передачу данных в режиме реального времени на небольшие расстояния. Каждое устройство Bluetooth имеет радиопередатчик и приемник, работающие в диа¬пазоне частот 2,4 ГГц. Дальность действия радиоинтерфейса составляется около 100 м - для покрытия стандартного дома.

Беспроводной USB (USB wireless) – радиоинтерфейс малой дальности с высокой пропускной способностью: 480 Мбит/с на расстоянии до 3 метров и 110 Мбит/с на расстоянии до 10 метров. Работает в диапазоне частот 3,1 - 10,6 ГГц.

Интерфейс RS-232 (RS - recommended standard - рекомендованный стандарт) соединяет два устройства - компьютер и устройство передачи данных. Скорость передачи - 115 Кбит/с (максимум), расстояние передачи - 15 м (максимум), схема соединения - от точки к точке.

Сигналы этого интерфейса передаются перепадами напряжения величиной (3…15) В, поэтому длина линии связи RS-232, как правило, ограничена расстоянием в несколько метров из-за низкой помехоустойчивости. Чаще всего используется в промышленном оборудовании, в персональном компьютере использовался для подключения манипулятора типа «мышь», модема. Интерфейс RS-232 принципиально не позволяет создавать сети, так как соединяет только 2 устройства.

Рисунок 2 - Разъем RS-232 типа DB9

Интерфейс RS-485 - широко распространенный высокоскоростной и помехоустойчивый промышленный последовательный интерфейс двунаправленной передачи данных. Практически все современные компьютеры в промышленном исполнении, большинство датчиков и исполнительных устройств содержат в своем составе ту или иную реализацию интерфейса RS-485.

Для передачи и приема данных достаточно одной скрученной пары проводников (витая пара). Передача данных осуществляется с помощью дифференциальных сигналов (по одному проводу идет оригинальный сигнал, а по другому - его инверсная копия.). Разница напряжений одной полярности между проводниками означает логическую единицу, разница другой полярности - ноль.

При наличии внешних помех, наводки в соседних проводах одинаковы, и так как сигналом является разность потенциалов в проводниках, уровень сигнала остаётся неизменным. Это обеспечивает высокую помехоустойчивость и общую длину линии связи до 1 км (и более с использованием специальных устройств – повторителей).

Интерфейс RS-485 обеспечивает обмен данными между несколькими устройствами по одной двухпроводной линии связи в полудуплексном режиме (Прием и передача идут по одной паре проводов с разделением по времени). Широко используется в промышленности при создании АСУ ТП.

Ethernet (ether - эфир) - технология передачи данных, используемая в большинстве локальных компьютерных сетей. Этот интерфейс базируется на стандарте IEE 802.3. Если интерфейс RS-485 можно рассматривать по принципу «один ко многим», то Ethernet работает по принципу «многие ко многим».

В зависимости от скорости передачи данных и передающей среды существует несколько вариантов:

Ethernet - 10 Мбит/с

Быстрый (Fast) Ethernet - 100 Мбит/с

Гигабитный (Gigabit) Ethernet - 1 Гбит/с

10-гигабитный Ethernet

В качестве передающей среды используется коаксиальный кабель, витая пара (невысокая стоимость, высокая помехоустойчивость) и оптоволоконный кабель (создание более длинных линий и высокоскоростных каналов связи).

(twisted pair) - вид кабеля связи, представляет собой одну или несколько пар изолированных проводников, скрученных между собой и покрытых пластиковой оболочкой.

Например, кабель FTP (foiled twisted pair - витая пара с общим экраном из фольги и медным проводником для отвода наведенных токов), 4 пары (solid), категория 5e (рисунок 3). Кабель предназначен для стационарной прокладки внутри зданий, сооружений и эксплуатации в структурированных кабельных системах. Разработан для приложений, работающих в частотном диапазоне с верхней границей 100 МГц.

Рисунок 3 - Витая пара: 1 - Внешняя оболочка, 2 - Экран-фольга, 3 - Дренажный провод, 4 - Защитная пленка, 5 - Витая пара

На физическом уровне протокол Ethernet реализован в виде сетевых карт, встраиваемых в микропроцессорные системы, и концентраторов, соединяющих системы друг с другом.

На основе Ethernet строят промышленные сети (Profinet, EtherNet/IP, EtherCAT, Ethernet Powerlink), которые успешно конкурируют с ранее разработанными сетями Profibus, DeviceNet, CANopen и др.