Классификация аппаратных интерфейсов

Общая характеристика интерфейсов информационных систем

Термин «интерфейс» (Interface) означает сопряжение, взаимодействие.

Применительно к информационным системам он означает средства взаимодействия между компонентами системы, к которым относятся аппаратные устройства компьютера, вычислительные сети, внешние приборы и датчики, программные модули, пользователи и др.

В понятие «средства взаимодействия» включаются:

· Правила, как совокупность соглашений о формах, способах организации взаимодействия; они фиксируются в стандартах, протоколах;

· Технические и программные средства, обеспечивающие взаимодействие.

Основное назначение интерфейсов – обеспечение совместимости отдельных компонент системы. Для взаимодействия технических устройств должна быть обеспечена электрическая (сигнальная), конструктивная и информационная совместимость. Для взаимодействия программ совместимость означает возможность обмена данными и передачи управления. Для взаимодействия информационной системы с пользователем под совместимостью понимают возможность активного участия пользователя в процессе работы системы.

Таким образом, интерфейсы информационных систем – это совокупность правил и средств (технических, программных) для реализации взаимодействия между компонентами системы, обеспечивающими их совместимость.

Все виды интерфейсов ИС можно разделить на две основные группы:

1. Аппаратные интерфейсы – средства сопряжения аппаратных (технических средств) устройств, поддерживаемые системным программным обеспечением.

К этой группе относятся следующие виды интерфейсов:

· Системные интерфейсы компьютеров, которые служат для объединения составных блоков и устройств компьютера в единую систему (# PCI, PCI Express, DVI);

· Интерфейсы периферийного оборудования, которые служат для подключения к компьютеру, как оборудования общего назначения, так и специализированного (датчиков, измерительных приборов, исполнительных устройств);

RS-232, IEEE 1288, USB, IEEE1391 (Fire Ware), ATA, SATA, eSATA, SCSI, SAS, Bluetooth, IEEE 802.11 a/b/g/n, CAN, HART.

· Интерфейсы, которые служат для подключения специализированного оборудования ( RS-422, RS-485, IEEE802.15.4 (Zig Bee));

· Интерфейсы сетей передачи данных (Ethernet, TCP/IP, HDMI).

2. Высокоуровневые интерфейсы – средства организации взаимодействия компонент информационной системы на уровне прикладного программного обеспеченья.

К этой группе относятся:

· Пользовательские интерфейсы – комплексы средств, обеспечивающие интерактивное взаимодействие человека-пользователя с системой;

· Межпрограммные и межмодульные интерфейсы, обеспечивающие взаимодействие программ, а также взаимодействие программных модулей (# DOM, DDE).

DOM (Document Object Model) – независимый от платформы и языка интерфейс, который обеспечивает программам и скриптам динамический доступ и изменение содержания, структуры и стиля документов.

На рис.1 представлена схема, показывающая место различных интерфейсов.

Рис.1.Различные виды интерфейсов

Стандартизация интерфейсов

В настоящее время основным принципом создания и развития интерфейсов является их стандартизация, обеспечивающая электрическую (сигнальную), информационную и конструктивную совместимость элементов интерфейсной системы.

Электрическая (сигнальная) совместимость – согласованность статических и динамических параметров сигналов (электрических, электромагнитных, световых) в системе шин с учётом ограничений на пространственное размещение устройств интерфейса и техническую реализацию приёмо-передающих элементов.

Информационная совместимость – согласованность взаимодействия элементов интерфейса (абонентов) в соответствии с совокупностью логических условий. Логические условия определяют: структуру и состав унифицированного набора шин; набор процедур по реализации взаимодействия и последовательности их выполнения; способ кодирования и формат команд, данных, адресной информации и информации состояния; временные соотношения между управляющими сигналами, ограничения на их форму и взаимодействие.

Конструктивная совместимость – согласованность конструктивных элементов интерфейса, предназначенных для обеспеченья механического контакта соединений и механической замены схемных элементов, блоков, устройств. Условия конструктивной совместимости определяют: типы соединительных элементов (разъёмов), конструкцию платы, каркаса стойки, конструкцию кабельного соединения.

В настоящее время стандартизация интерфейсов осуществляется:

· международными организациями: ISO (International organization for Standardization), CCITT (International Telegraph and Telephone Consultative Committee), IEC (International Electrotechnical Commission)$

· национальными организациями и институтами по стандартизации: ANSI (США), AFNOR (Франция), BSI (Великобритания) и т.д.

· организациями профессиональных интересов: IEEE, IEA (США), комитет ESONE, группа EDICG.

Классификация аппаратных интерфейсов

В настоящее время не существует достаточно полной объективной классификации интерфейсов. Имеющиеся классификации основываются, как правило, на одном классификационном признаке или же строятся для одного класса интерфейсов. Определённым обобщением этих классификаций является стандарт на классификационные признаки интерфейсов (ГОСТ 26.016-81), включающий четыре признака классификации:

· способ соединения компонентов системы (магистральный, радиальный, цепочечный, смешанный);

· способ передачи данных (параллельный, последовательный, параллельно-последовательный);

· принцип обмена данными (асинхронный, синхронный);

· режим передачи данных (двусторонняя одновременная передача данных – дуплекс, двусторонняя поочерёдная передача – полудуплекс, односторонняя передача – симплекс).

Указанные признаки позволяют характеризовать только определённые аспекты организации интерфейсов. Более полная характеристика и систематизация интерфейсов могут быть выполнены при условии классификации по нескольким совокупностям признаков: области распространения (функциональному назначению); логической и функциональной организации; физической реализации (рис. 2).

Рис.2.Классификация аппаратных интерфейсов ИС

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: