Анализ характеристик внешних интерфейсов компьютерных классов ОУ. Определение возможностей конфигурации периферийных устройств

Целью практической части работы стало исследование внешних интерфейсов USB и IEEE 1394 (FireWire) в кабинете информатики Боровичского Педагогического Колледжа, а именно: узнать марки и разъёмы внешних интерфейсов, найти наилучшую альтернативу по модернизации компьютеров в плане внешних интерфейсов и обеспечить высокоскоростную передачу данных не забивающую производительность компьютера.

В процессе исследования компьютеров в кабинете информатики мне удалось узнать, какие внешние интерфейсы установлены на данных компьютерах.

Внешние интерфейсы типа USB установлены на всех персональных компьютерах в компьютерном классе, в отличие от высокоскоростной шины IEEE 1394, которой мне не удалось обнаружить. Поэтому при сравнении интерфейсов мной будут представлены шины USB из кабинета информатики и обычная шина FireWire, а также стандартная шина USB 3.0, которую можно поставить на замену шине USB 2.0.

Для сравнение я выяснил технические характеристики шины USB 2.0 и нашел в сети Интернет характеристики шин FireWire и USB 3.0. Результаты представлены в таблице ниже.

Технические характеристики
Интерфейс	USB 2.0	USB 3.0	IEEE 1394
Макс. пропускная способность	480 Мбит/с	до 5 Гбит/с	400-800 Мбит/с
Макс. длина кабеля, м.		до 20	4.5 (до 100 в зависимости от кабеля и версии)
Число устройств на порту
Макс. мощность питания по шине, Вт	2.5	2.5	18-45
Горячая замена	да	да	да

USB 2.0 сейчас является самым распространённым стандартом, благодаря всецелой поддержке производителей системных чипсетов и материнских плат. На сегодняшний день производительности интерфейса USB 2.0 вполне хватает для перекачки данных между носителями. Не так уж и сложно подождать лишние 20-30 минут, пока будет происходить перезапись данных. А работать с видео или звуком, ровно как и вообще работать с носителя с интерфейсом USB 2.0 неудобно и затруднительно. К тому же малая электрическая мощность, передаваемая по шине, не даёт достаточно питания для работы жёсткого диска. Плюс USB 2.0 - его распространённость. Минусы - низкая скорость и малая мощность, передаваемая по шине.

IEEE 1394 и по сегодняшним меркам является оптимальным интерфейсом по многим параметрам. Высокая производительность, достаточная для работы жёсткого диска электрическая мощность, передающаяся по шине, благодаря чему в продаже встречаются накопители, питающиеся от порта FireWire. Проблем с подключением и работой FireWire устройств не возникает, а возможность устанавливать постоянную скорость потока позволяет делать записи видео и аудио без щелчков и задержек на FireWire накопители. Всё профессиональное внешнее оборудование для работы с аудио и видео работает с интерфейсами IEEE 1394a. И эта часть плавно расширяется на сегмент более дешёвых решений.

Поддержка скоростного интерфейса USB 3.0 мало-помалу становится общепринятым стандартом среди производителей системных плат. По крайней мере, это справедливо для устройств не ниже среднего ценового диапазона. Учитывая нынешнюю распространенность данного интерфейса, а также наличие обратной совместимости с USB предыдущего поколения, этого вполне достаточно для среднестатистического пользователя. При сохранении мощности питания по шине в сравнении с USB 2.0, а также значительно увеличенной пропускной способностью, интерфейс 3.0 становится очень производительной шиной.

Компьютеры в кабинете информатики, по-моему мнению, не столь устаревшие, поэтому установка новых интерфейсов не повредит производительности.

Учитывая то, что шины FireWire используются для работы с профессиональным оборудованием, которого в колледже нет, то установка данных шин на компьютеры не имеет особой важности. С другой стороны их установка может дать пользу в работе. В этом случае на «главные» компьютеры, на которых собственно работают преподаватели, может быть установлен данный интерфейс.

Большая пропускная способность интерфейса USB 2.0 отнюдь не гарантирует ему победы над диском с FireWire-интерфейсом. Но, т.к. данный интерфейс присутствует на всех компьютерах в компьютерном классе, то его замена не скажется как ни в работе преподавателей, так и в работе студентов.

Что касается USB 3.0, то изучив возможности нового высокоскоростного интерфейса можно говорить о том, что увеличение пропускной способности, не только положительно сказывается на скорости чтения с внешних носителей, но и значительно расширит области применения USB в тех типах устройств, где до сих пор использование этого интерфейса было невозможным.

Таким образом, исходя из проведённого анализа, удалось выяснить какие внешние интерфейсы установлены в кабинете информатики и на сколько они соответствуют требованиям по работоспособности и производительности. Исходя из моего исследования, они показывают отличный уровень работы. Для повышения работоспособности можно использовать и интерфейс USB 3.0, но т.к. интерфейс 2.0 является сильно распространенным и устраивает почти любого пользователя, то, чисто теоритически, в замене он не особо нуждается.

Заключение

Несмотря на то, что интерфейсы изначально проектировались для разных целей (USB для подключения периферии к ПК, а FireWire для передачи массивных потоков аудио/видеоданных между устройствами), их распространенные сегодня инкарнации имеют более-менее похожие характеристики. Перед конечным пользователем (а, следовательно, и перед производителем оборудования) встает дилемма: какой интерфейс выбрать? Дать однозначный ответ для всех случаев невозможно даже сейчас, когда Hi-Speed USB получил массовое распространение. В какой-то мере отсутствие тотальной гегемонии одного стандарта даже хорошо — есть возможность использовать уникальные свойства каждого из них (стоит заметить, что два главных плюса USB 2.0 — это совместимость с USB 1.Х и низкая цена).

Теоретически, максимальная пропускная способность Hi-Speed USB — 480 Мбит/с — на 20% выше, чем у распространенного сегодня 1394a. С продвижением Hi-Speed USB на рынке стали появляться устройства (например, внешние жесткие диски) со сдвоенным интерфейсом или одни и те же модели с разными интерфейсами. Казалось бы, работать по USB они должны быстрее, но на практике не всё так просто: при прочих равных условиях, подключая устройство через FireWire, вы получаете лучшую производительность (и гораздо меньше проблем с горячей заменой), чем при подключении через USB 2.0. Причины этого, думается, в сырости технологии и драйверов: тут, как с первым поколением USB, нужно дождаться версии X.1 — она будет работать стабильней, полноценней и наконец-то сравняется по производительности с шиной 1394a (которая уже начинает несколько устаревать).

FireWire позволяет соединять устройства в произвольных ветвлениях, оборудование можно подключать (не требуется устанавливать никаких драйверов) или отключать в любое время (даже когда идет интенсивный обмен данными), при этом шина тут же автоматически перестраивается. Ей не нужно управление (работает по схеме peer-to-peer): узлы равноправны и обращаются друг к другу напрямую. Поэтому можно, например, подключить DV-камеру к приводу DVD-RAM без компьютера вообще. А если он и подсоединен к шине, информация с камеры все равно будет идти непосредственно на DVD-RAM без посредничества PC (но он может контролировать траффик, если это необходимо). Через FireWire можно соединить «как попало» (для удобства прикупив два-три хаба) несколько компьютеров, камер, принтеров, внешних CD-R и любое другое оборудование. Всё это без проблем станет функционировать с момента подключения, есть только три ограничения:

- не больше 63 устройств на одной шине (но с использованием мостов можно соединять до 1023 шин);

- между двумя устройствами не должно быть больше 16 сегментов;

- в результате соединения не должны образовываться петли (это ограничение снято в 1394b).

Шина USB эффективна для компьютерной периферии — низкоскоростной и со средними требованиями к пропускной способности, — она дешева и достаточно производительна для большинства задач. FireWire гораздо более гибка в использовании и прекрасно подходит для работы с мультиметиа (DV-камеры, DVD, аудио, игровые приставки, цифровые телевизоры — всё это легко при наличии портов FireWire соединить между собой, причем, не обязательно вокруг компьютера). Еще одно применение FireWire — создание совершенно полноценных (домашних или студийный) компьютерных сетей с возможностью передачи видео в реальном времени и совместного использования оборудования. Подающая большие надежды спецификация 1384b сколько-нибудь широкого распространения получить пока не успела, но можно не сомневаться, что Apple будет продвигать её до тех пор, пока она не станет общепринятым стандартом (по крайней мере, для передачи аудио/видеоданных). Ведь в случае захвата USB 2.0 традиционной ниши FireWire Mac’и окажутся изолированными от всего и вся «вещами в себе» со скудным набором совместимых устройств, а так просто отказаться от FireWire 800 в пользу слабого Hi-Speed USB Apple не может себе позволить.

Оба стандарта, как USB, так и IEEE 1394 (FireWire) были и будут присутствовать на рынке, серьезно конкурируя (цена против возможностей) только в сфере скоростной и мобильной компьютерной периферии.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Эфраим Шварц USB теснит IEEE 1394 - http://www.osp.ru/cw/1999/35/37190/

2. Евгений Рудометов IEEE1394, USB 1.1 и видео - http://www.rudometov.com/multimedia/2003/ieee-1394/ieee-1394.html

3. Сайт - wiki.mvtom.ru IEEE 1394 - http://wiki.mvtom.ru/index.php/IEEE_1394

4. Ванцев Д.В. Введение в USB - http://mcu.ucoz.ru/publ/interfejsy/usb/vvedenie_v_usb/13-1-0-7

5. Сайт - usb20.com.ua Спецификация USB - http://usb20.com.ua/specyfikaciya_usb.php

6. Сайт - vvy.me Принцип работы шины USB - http://vvy.me/gosi/interfeysi/17.html

7. Сайт - flash-market.com Стандарт USB - http://www.flash-market.com.ua/article/usb-standard/

8. Сайт - akademout.ru Применение шины USB - http://www.akademout.ru/referates/34/13.php

9. Сайт - book.itep.ru Интерфейсная шина FireWire (IEEE1394) - http://book.itep.ru/3/ieee1394.htm

10. Михаил Гук Последовательные шины USB и FireWire - http://genphys1.phys.spbu.ru/with_php/www/ctsae/interfaces/glava4/glava4.htm#part424

11. Скотт Мюллер Последовательный, параллельный и другие интерфейсы ввода/вывода — USB «Модернизация и ремонт ПК». Москва «Вильямс», 2007 г. – НТИ. – с. 1016-1026.

12. Сайт – ru.wikipedia.org USB - http://ru.wikipedia.org/wiki/USB#.D0.92.D0.B5.D1.80.D1.81.D0.B8.D0.B8_.D1.81.D0.BF.D0.B5.D1.86.D0.B8.D1.84.D0.B8.D0.BA.D0.B0.D1.86.D0.B8.D0.B8

13. Сайт - ru.wikipedia.org - http://ru.wikipedia.org/wiki/IEEE_1394#.D0.9E.D1.80.D0.B3.D0.B0.D0.BD.D0.B8.D0.B7.D0.B0.D1.86.D0.B8.D1.8F_.D1.83.D1.81.D1.82.D1.80.D0.BE.D0.B9.D1.81.D1.82.D0.B2_IEEE_1394

14. Дмитриев Александр Scenic полезен для здоровья// Мир ПК. 2003.6. С.40.

15. Ахметов А.Н., Борзенко А. В. Современный персональный компьютер. – М.: Компьютер Пресс, 2003.-317 с.