Počítačové porty

Počítačové porty jsou technickými prostředky pro připojení periferií.Porty tvoří rozhraní počítače. Protože má každé periferní zařízení určité požadavky na způsob připojení, musí počítač vyjít vstříc těmto požadavkům. Mezi počítačem a rozhraním musí existovat shoda, kterým směrem, v jakém tvaru, jak rychle se budou data předávat.Nezbytná je také technická shoda použitých konektorů.

Sériový port
Označuje se jako COM,nebo RS 232(z označení standartu). Data běží na jednom vodiči za sebou, přenos je pomalý, ale spolehlivý. Jedná se o asynchronní zařízení. Každý znak, poslaný přes sériové rozhraní, je definován standardním signálem počátku a konce: znakem počátku je tzv. start hit, mající hodnotu 0, a znakem konce je jeden či dva stop bity. Po každém start bitu tedy následuje dalších 8 bitů (1 bajt), tvořících vlastní přenášená data. Přijímající zařízení pak jednotlivé znaky rozpoznává právě podle signálů počátku a konce. Asi 20% přenosu je používáno pro identifikaci začátků a konce.
Sériové porty se používají k připojení modemů, tiskáren, dalších počítačů, plotterů atd.

Paralelní port
Používá se název LPT. Souběžný přenos dat, probíhá na 8 vodičích zároveň, takže se naráz přenáší celý bajt. Rychlejší nežli sériový.Většinou se používá pro připojení tiskáren nebo propojení dvou počítačů. Druhy paralelních portů: Standardní paralelní porty, obousměrné paralelní porty,paralelní porty typu EPP,typu ECP.

USB a FireWire
V poslední dob2 byly vyvinuty specifikace dvou sériových sb2rnic. Tyto standardy se nazývají USB (universal serial bus) a IEEE-1394 ( FireWire). Jedná se o sběrnice s přenosovou rychlostí značně převyšující přenosovou rychlost klasického sériového či paralelního portu. K těmto sběrnicím lze připojovat všechny typy externích zařízení.
Oba standardy jsou založeny na sériové architektuře, protože je technicky jednodušší zvýšit frekvenci sériové sběrnice, nedochází zde ke zpoždění a kmitání signálů vyskytujících se v paralelní technologii, k sériové komunikaci je zapotřebí jeden vodič (max.2), což znamená nižší cenu sériových kabelů a možnost přenosu na větší vzdálenosti.
USB
První verze standardu USB by zveřejněna v lednu 1996. Sběrnice USB 1.1 podporuje přenosovou rychlost až 12 Mb/s (1,5 MB/s), přičemž data jsou přenášena po jednoduchém kabelu, tvořeném čtyřmi vodici. Sběrnice umožňuje připojení až 127 zařízení a je založena na topologii stupňovaných hvězdic (tiered-star). Základem této topologie jsou rozbočovače, které mohou být umístněny v samotném počítači, v jakémkoliv jiném zařízení připojeném ke sběrnici, či mohou být tvořeny samostatnými zařízeními. Je nutné zdůraznit, že ačkoliv sběrnice umožňuje připojení 127 zařízení, všechna připojená zařízení sdílejí jedno přenosové pásmo o šířce 1,5 MB/s. To znamená, že každé přidané zařízení muže vést ke zpomalení sběrnice. Lze však očekávat, že v praxi počet připojených zařízení nepřekročí 8. Pro připojení pomalejších zařízení, jakými jsou např. myši, klávesnice apod., má sběrnice USB vyhrazený subkanál o přenosové rychlosti 1,5 Mb/s.

Data přenášená po sběrnici USB jsou kódována metodou NRZI (Non return zero invert). Tato Metoda je založena na tom, že jednotlivé bity jsou reprezentovány opačnými a střídajícími se vysokými a nízkými úrovněmi napětí. Mezi jednotlivými bity nenásleduje návrat k nulovému napětí U kódování NRZI je 1 přenášena bez jakékoliv změny napětí a 0 je představována změnou Napětí.. Jedná se efektivní způsob přenosu dat, protože eliminuje potřebu přenášení dodatečného časovacího signálu.

Počáteční porty v počítači jsou počátkem celé sběrnice, a proto jsou nazývány kořenovým rozbočovačem . Na většině moderních základních desek naleznete 2 či 4 porty USB, z nichž každý muže být připojen ke koncovému zařízení či dalšímu rozbočovači
Každý připojovací bod rozbočovače se nazývá portem. Běžný počet portu je 4 nebo 8, avšak existují i rozbočovače s více porty. Rozbočovač řídí jak připojení jednotlivých zařízení, tak také přívod napájení k těmto zařízením. Rozbočovač je schopen rozpoznat připojení dalšího zařízení a zajistit příkon alespoň 0,5 W pro inicializované Zařízení.. Rozbočovače mohou být kaskádovány až do 5 úrovní.Podporují přenosovou rychlost 12Mb/s a 1,5Mb pro pomalá zařízení.

Pro USB byly navrženy dva typy konektoru, označované rada A a rada B. Konektor rady A je určen pro ta zařízení, která zůstávají ke sběrnici permanentně připojena – např. tedy pro rozbočovače, klávesnice či myši. Tentýž typ konektoru bývá používán i na základních deskách počítačů. Naopak konektory rady B jsou určeny především pro zařízení, která se často odpojují (tiskárny, skenery, modemy či reproduktory).
Z hlediska operačních systému platí, že plná podpora sběrnice USB je zajištěna u systému Windows 95C, Windows 98/Me či Windows 2000. Systémy Windows NT 4.0 ani první verze Windows 95A tuto sběrnici nepodporují.

Další výhodou sběrnice USB je snadná instalace zařízení, neboť žádné z připojovaných zařízení není nutné konfigurovat a celá sběrnice využívá pouze jediné přerušení. Jednotlivá zařízení mohou být také odpojována či připojována během chodu počítače.
O něco později byla vyvinuta sběrnice USB 2.0, nabízející až 40násobné zvýšení přenosové rychlosti. Přitom sběrnice využívá stejné kabely a konektory, jen rozbočovače musí být pro verzi 2.0.
FireWire
Standard IEEE-1394 (FireWire) je poměrně nový a definuje vysokorychlostní sériovou Sběrnici.. Přenosová rychlost tohoto rozhraní je 400 Mb/s, přičemž je možné vyvinout ještě rychlejší varianty. Název i-Link začala pro toto zařízení používat firma Sony, zatímco FireWire je termín, který si nechala patentovat firma Apple

V současné době se definuje standard IEEE-1394 tri varianty sběrnice, odlišující se přenosovou rychlostí: 100 Mb/s, 200 Mb/s a 400 Mb/s. Vývoji je i sběrnice o rychlosti 1 Gb/s. Kabely sběrnice IEEE-1394 jsou založeny na technologii kabelu herní konzole Nintendo a používají i obdobné konektory: 4 vodice slouží pro přenos dat, zatímco další dva vodice zajišťují napájení.
Podobně jako sběrnice USB i IEEE-1394 plně odpovídá standardům technologie Hot Plugin a Plug-and-Play, tj. jednotlivá zařízení lze připojovat za chodu počítače a není nutné je nijak konfigurovat systém se sám pokusí nainstalovat příslušné ovladače. Jednotlivá připojená zařízení si mohou ze sběrnice odebírat proud až 1,5 A.

K jediné kartě s rozhraním IEEE-1394 lze připojit až 63 uzlu sběrnice (zařízení), a to v jednom řetězci nebo větvením. Přitom ke každému uzlu lze připojit maximálně 16 Zařízení.. Pokud ani toto není dostatečné množství, standard IEEE-1394 definuje možnost propojení až 1 023 sběrnic pomocí mostu, což znamená, že maximální počet připojených uzlu (zařízení) stoupne na 64 000! Podobně jako sběrnice SCSI i sběrnice IEEE-1394 umožňuje připojení zařízení o různé přenosové rychlosti. Většina soudobých adaptéru s rozhraním IEEE-1394 má tri uzly.
Firma Microsoft vyvinula ovladače sběrnice IEEE-1394 pro operační systému Windows 95/98/Me a Windows NT/2000. Nejčastěji se tato sběrnice používá pro připojení digitálních videokamer, ale je možné příslušným rozhraním vybavit jakékoliv jiné Zařízení..
Na závěr
Lze očekávat, že všechny počítače budou vybaveny sběrnicí USB 2.0, ale nemůžeme předpokládat, že by se standardní součástí počítačů stala sběrnice IEEE-1394, protože se firma Intel se podílela na vývoji USB a od počátku ji ve svých čipových sadách a základních deskách podporuje. Zatím se nezdá, že by tato firma chtěla obdobným způsobem podporovat i IEEE-1394. Podpora této sběrnice tedy bude znamenat instalaci speciálního adaptéru.
Nevýhodou USB je to, že hostitelem sběrnice musí být počítač. Z toho vyplývá, že u takových zařízení, jakými jsou digitální videokamery apod., bude naopak převažovat sběrnice IEEE-1394.