К периферии относятся все  внешние дополнительные устройства, подключаемые к системному блоку  компьютера через специальные  стандартные разъемы.

    Это компьютерное оборудование, физически отделенное от системного  блока вычислительной системы,  имеет собственное управление  и действует как по командам  ее центрального процессора, так  и оснащается собственным процессором  и даже операционной системой. Предназначено для внешней подготовки  и модификации данных, ввода, хранения, защиты, вывода, управления и передачи  данных по каналам связи.  

 Периферийные  устройства компьютера делятся по назначению:

• вывод данных
• ввод данных
• хранение данных
• обмен данными

 

 Периферийные  устройства вывода данных:

     1.Монитор

 Оборудование  для визуального отображения  текстовой и графической информации, преобразует цифровую и (или) аналоговую информацию в видеоизображение.

        2.Принтер

 Оборудование  для печати разных масштабов и  областей применения.

       3.Колонки/наушники  (гарнитура)

 Оборудование  для воспроизведения (вывода) звука.

        4.Плоттер (графопостроитель)

 Применяется для автоматического вычерчивания с большой точностью рисунков, схем, сложных чертежей, карт и другой графической информации на бумаге размером до A0 или кальке. Графопостроители рисуют изображения с помощью пера (пишущего блока). Назначение графопостроителей - высококачественное документирование чертежно-графической информации. 

 Периферийные  устройства ввода данных:

         1.Сканер

 Предназначается для анализа и оцифровки различных  объектов (обычно изображение, текст), создаёт цифровую копию изображения  объекта. 
 

    2.Клавиатура  

 Клавиатура  относится к стандартным средствам  персонального компьютера для ввода  данных с помощью клавиш. Служит для ввода алфавитно-цифровых (знаковых) данных, а также команд управления.

     3.Мышь

 Манипуляторы  типа "мышь". Перемещение мыши по плоской поверхности синхронизировано с перемещением графического объекта (указателя мыши) на экране монитора. Бывают проводные и радио, оптические и лазерные.

        4. Графический планшет (дигитайзер)

 Предназначены для ввода художественной графической  информации. Такие устройства удобны для художников и иллюстраторов, поскольку позволяют им создавать экранные изображения привычными приемами, наработанными для традиционных инструментов (карандаш, перо, кисть). 

 Периферийные  устройства хранения данных:

1. Flash – накопители / внешние HDD

 

 Запоминающие  устройства, использующие в качестве носителя или флэш-память или внешний  жесткий диск, подключаемые к компьютеру или иному считывающему устройству по интерфейсу USB (eSATA). Основное назначение внешних накопителей — хранение, перенос и обмен данными, резервное копирование, загрузка операционных систем и другое.

 2.Zip-накопители, HiFD-накопители, JAZ-накопители

 По  своим характеристикам похожи на жесткие диски небольшого объема, но в отличие от них является сменными. Технология не получила большого распространения, по экономическим причинам (стоимость в расчете на 1Мб данных). 

 Периферийные  устройства обмена данными:

 1.Модемы

 Предназначены для обмена информацией между  удаленными компьютерами по каналам  связи, принято называть модемом (модулятор + демодулятор). Наибольшее распространение  в настоящее время получили ADSL-модемы, позводялющие передавать данные по кабельным сетям низких категорий (телефонные линии) на большие расстояния с большой скоростью. 
 

1.2.История возникновения

   Весной 1991 года компания Intel завершает разработку первой макетной версии шины PCI. Перед инженерами была поставлена задача разработать недорогое и производительное решение, которое позволило бы реализовать возможности процессоров 486, Pentium и Pentium Pro. Кроме того, было необходимо учесть ошибки допущенные VESA при проектировании шины VLB (электрическая нагрузка не позволяла подключать более 3 плат расширения), а также реализовать автоконфигурирование устройств по примеру протокола Autoconfig для компьютеров Amiga.

 

     В 1992 году появляется первая версия шины PCI, Intel объявляет, что стандарт шины будет открытым и создаёт PCI Special Interest Group. Благодаря этому, любой заинтересованный разработчик получает возможность создавать устройства для шины PCI без необходимости приобретения лицензии. Первая версия шины имела тактовую частоту 33 МГц, могла быть 32 или 64 битной, а устройства могли работать с сигналами в 5 В или 3,3 В. Теоретически, пропускная способность шины 133 Мбайт/с, однако в реальности пропускная способность составляла около 80 Мбайт/с.

    В середине 1993 года компания Intel выходит из ассоциации VESA и начинает предпринимать активные шаги по продвижению шины PCI на рынке. Ответом на критику со стороны специалистов из конференций Usenet и конкурирующих компаний (характеристики шины были во многом аналогичны, например Zorro III, публиковались статьи об ошибочном дизайне шины) стала PCI 2.0.

   В 1995 году появляется версия PCI 2.1 (ещё одно название — «параллельная шина PCI», которая обеспечила передачу данных по шине с частотой 66 МГц и максимальную скорость передачи в 533 Мбайт/с (для 64-битного варианта с частотой 66 МГц). Кроме того, эта шина уже была поддержана на уровне ОС Windows 95 (технология Plug and Play), что позволило пользователям IBM PC больше не чувствовать себя ущемлёнными по отношению к другим платформам. Версия шины PCI 2.1 оказалась настолько популярной, что вскоре уже она была перенесена на платформы с процессорами Alpha, MIPS, PowerPC, SPARC и др.

   В 1997 году, в связи с развитием компьютерной графики и разработкой шины AGP, шина PCI перестала удовлетворять новым, повышенным требованием к видеокартам и перестала использоваться для установки видеокарт.

   В июле 2002 года официально появилась первая базовая спецификация PCI Express. Разработка стандарта PCI Express была начата  фирмой Intel после отказа от шины InfiniBand. 

  15 января 2007 года Группа PCI-SIG выпустила  спецификацию PCI Express 2.0.

  7 февраля 2007 года PCI-SIG выпустила спецификацию  внешней кабельной системы PCIE. Новая спецификация позволяли использовать кабели длиной до 10 метров, работающие с пропускной способностью 2,5 Гбит/с.

  В ноябре 2010 года были утверждены спецификации версии PCI Express 3.0.

 PCI Special Interest Group (PCI SIG) заявила, что PCI Express 4.0 может быть стандартизирован  до 2015 года. 
 
 
 
 
 
 

Глава 2. Сравнительная характеристика PCI Express и  PCI

2.1. Основные характеристики  PCI Express  и PCI.

 
 

• PCI Express — шина последовательная, а не параллельная. Основные преимущества — снижение стоимости, миниатюризация, лучшее масштабирование, более выгодные электрические и частотные параметры (нет необходимости синхронизировать все сигнальные линии);
• Спецификация разделена на стек протоколов, каждый уровень которого может быть усовершенствован, упрощен или заменен, не сказываясь на остальных;
• В спецификации заложены возможности горячей замены карт;
• В спецификации заложены возможности создания виртуальных каналов, гарантирования пропускной полосы и времени отклика, сбора статистики QoS (Quality of Service);
• В спецификации заложены возможности контроля целостности передаваемых данных (CRC);
• В спецификации заложены возможности управления питанием.

 

Последовательная  шина PCI Express, разработанная Intel и ее партнерами, призвана заменить параллельную шину PCI и ее расширенный и специализированный вариант AGP.

 

 Несмотря  на похожие наименования, шины PCI и PCI Express имеют мало общего. Протокол параллельной передачи данных, используемый в PCI, накладывает  ограничения на ширину полосы пропускания  и частоту работы шины; последовательная передача данных, примененная в PCI Express, обеспечивает возможность масштабирования (в спецификациях описываются  реализации PCI Express 1x, 2x, 4x, 8x, 16x и 32x). 

   Шина PCI работает на частоте 33 или 66 МГц и обеспечивает пропускную  способность 133 или 266 Мб/сек, но  эта пропускная способность делится  между всеми устройствами PCI. Частота,  на которой работает шина PCI Express - 2.5 ГГц, что дает пропускную  способность 2500 МГц / 10 * 8 = 250 * 8 Мбит/сек = 250 Мб/сек (из-за избыточного кодирования для передачи 8 бит данных реально передается 10 бит информации) для каждого устройства PCI Express x1 в одном направлении. При наличии нескольких линий для вычисления пропускной способности величину 250 Мб/сек надо умножить на число линий и на 2. 

 PCI Express является двунаправленной шиной  

       

Периферийные  устройства PCI

    Первоначально 32 проводника адрес/данные на частоте 33 МГц. Позже появились версии с 64 проводниками (используется дополнительная колодка разъема) и частотой 66 МГц.

    Шина  децентрализована, нет главного устройства, любое устройство может стать  инициатором транзакции. Для выбора инициатора используется арбитраж с  отдельно стоящей логикой арбитра. Арбитраж «скрытый», не отбирает времени — выбор нового инициатора происходит во время транзакции, исполняемой предыдущим инициатором.

    Транзакция  состоит из 1 или 2 циклов адреса (2 цикла  адреса используются для передачи 64-битных адресов, поддерживаются не всеми устройствами, дают поддержку DMA на памяти более 4 Гб) и одного или многих циклов данных. Транзакция со многими циклами данных называется «взрывной» (burst), понимается как чтение/запись подряд идущих адресов и даёт более высокую скорость — один цикл адреса на несколько, а не на каждый цикл данных, и отсутствие простоев (на «успокоение» проводников) между транзакциями.

    Специальные типы транзакций используются для обращений  к конфигурационному пространству устройства.

    «Взрывная»  транзакция может быть временно приостановлена обеими устройствами из-за отсутствия данных в буфере или его переполнения.

    Поддерживаются  «расщеплённые» транзакции, когда целевое  устройство отвечает состоянием «в процессе»  и инициатор должен освободить шину для других устройств, захватить  её снова через арбитраж и повторить  транзакцию. Это делается, пока целевое  устройство не ответит «сделано». Используется для сопряжения шин с разными  скоростями (сама PCI и frontside процессора) и для предотвращения тупиковых ситуаций в сценарии с многими межшинными мостами.