Rozbudowa i naprawa komputerów PC. Wydanie XVIIIpdf.helion.pl/rona18/rona18-15.pdf · • Rodzaje...

Rozbudowa i naprawa komputerów PC. Wydanie XVIIIAutor: Scott MuellerT³umaczenie: Przemys³aw SzeremiotaISBN: 978-83-246-1511-7Tytu³ orygina³u: Upgrading and Repairing PCs (18th Edition) (Upgrading & Repairing)Format: 172x245, stron: 1568Oprawa: twarda

Poznaj Twojego peceta od podszewki!

• Jak dobraæ w³aœciwe ustawienia w BIOS-ie?• Jak z³o¿yæ lub rozbudowaæ komputer PC?• Jak przeprowadziæ overclocking?

Ró¿norodnoœæ sprzêtu dostêpnego na rynku mo¿e przyprawiæ o zawrót g³owy. Procesory, p³yty g³ówne, dyski twarde, pamiêci… to wszystko po³¹czone w ca³oœæ tworzy Twój komputer PC. Je¿eli któryœ z tych elementów zawiedzie, je¿eli zechcesz zwiêkszyæ moc Twojego sprzêtu lub poznaæ szczegó³owo sposób jego dzia³ania, ta ksi¹¿ka Ci to umo¿liwi!

Dziêki niej poznasz specyfikê ka¿dej czêœci, sk³adaj¹cej siê na Twojego peceta. Zdobêdziesz wiedzê na temat procesorów, p³yt g³ównych, pamiêci oraz dysków. Ponadto nauczysz siê zwiêkszaæ wydajnoœæ sprzêtu poprzez dobór w³aœciwych parametrów w BIOS-ie. Dowiesz siê, jak wybraæ dostosowan¹ do potrzeb kartê graficzn¹, dŸwiêkow¹ lub inny sprzêt. Z pewnoœci¹ zainteresuje Ciê rozdzia³ poœwiêcony podkrêcaniu procesorów (ang. overclocking), który zawiera równie¿ dobre rady odnoœnie ch³odzenia. „Rozbudowa i naprawa komputerów PC. Wydanie XVIII” to bezcenne kompendium dla pasjonata komputerów PC! Po przeczytaniu tej ksi¹¿ki bez problemu z³o¿ysz nowy komputer oraz naprawisz lub rozbudujesz ju¿ posiadany.

• Budowa komputera PC• Rodzaje procesorów i ich specyfika• P³yty g³ówne• Basic Input/Output System (BIOS)• Dyski twarde oraz inne pamiêci masowe• Pamiêci przenoœne• Napêdy optyczne• Karty graficzne i dŸwiêkowe• Komunikacja — pod³¹czenie do sieci lokalnej oraz Internetu• Zapewnienie zasilania odpowiedniej jakoœci• Sk³adanie komputera• Rozbudowa komputera PC• Sposoby rozwi¹zywania problemów

Wszystko, co pasjonat komputerów wiedzieæ powinien!

http://helion.pl

http://helion.pl/zamow_katalog.htm

http://helion.pl/katalog.htm

http://helion.pl/zakupy/add.cgi?id=rona18

http://helion.pl/emaile.cgi

http://helion.pl/cennik.htm

http://helion.pl/online.htm

mailto:[email protected]

http://helion.pl/ksiazki/rona18.htm

http://www.helion.pl/ksiazki/rona18.htm

Spis tre�ciO autorze ...............................................................................................................................23

Wprowadzenie .......................................................................................................................25Co nowego znalaz�o si� w 18. edycji? ...................................................................................................... 26Czemu ma s�u�y ta ksi��ka? ................................................................................................................... 26Czy ta ksi��ka jest przeznaczona dla Ciebie? ........................................................................................... 27Omówienie rozdzia�ów ............................................................................................................................ 27Komentarz autora ..................................................................................................................................... 29

Rozdzia� 1. Historia powstania komputera osobistego .............................................................31Historia maszyn cyfrowych przed powstaniem komputera osobistego .................................................... 31

Chronologia ....................................................................................................................................... 31Kalkulatory mechaniczne ................................................................................................................... 36Pierwszy kalkulator mechaniczny ...................................................................................................... 36Maszyny elektroniczne ...................................................................................................................... 38

Nowoczesne komputery ........................................................................................................................... 39Od lamp do tranzystorów ................................................................................................................... 39Uk�ady scalone ................................................................................................................................... 40Pierwszy mikroprocesor ..................................................................................................................... 41

Historia komputera osobistego ................................................................................................................. 44Narodziny komputera osobistego ....................................................................................................... 44Komputer osobisty firmy IBM ........................................................................................................... 46Przemys� komputerowy ponad 25 lat pó�niej .................................................................................... 47

Rozdzia� 2. Komponenty, funkcje i typy komputerów ...............................................................49Czym jest komputer osobisty? ................................................................................................................. 49

Kto dominuje na rynku oprogramowania komputerów PC? .............................................................. 50Kto obecnie ma najwi�kszy wp�yw na rozwój sprz�tu komputerowego? .......................................... 53Przewodnik po typach systemów PC ................................................................................................. 56

Typy komputerów .................................................................................................................................... 58Komponenty komputera ........................................................................................................................... 61

Rozdzia� 3. Typy i parametry mikroprocesorów ........................................................................63Historia mikroprocesora przed pojawieniem si� komputerów osobistych ................................................ 63Procesory produkowane po roku 1971 ..................................................................................................... 64Parametry procesorów .............................................................................................................................. 67

Magistrala danych wej�cia-wyj�cia (I/O) ........................................................................................... 68Magistrala adresowa .......................................................................................................................... 69Rejestry wewn�trzne (wewn�trzna magistrala danych) ..................................................................... 69Tryby pracy procesora ....................................................................................................................... 74Szybko� procesorów ......................................................................................................................... 80

6 Rozbudowa i naprawa komputerów PC

Pr�dko�ci i oznaczenia procesorów a pr�dko�ci p�yt g�ównych ......................................................... 90Numery modelowe procesorów Intel ................................................................................................. 91Szybko�ci procesorów Cyrix .............................................................................................................. 92Szybko�ci procesorów AMD ............................................................................................................. 92Przetaktowywanie .............................................................................................................................. 94Pami� podr�czna procesora (cache) ................................................................................................. 97Zasada dzia�ania pami�ci podr�cznej ................................................................................................. 98Pami� cache L2 procesora ................................................................................................................ 99Pami� cache L3 .............................................................................................................................. 100

Funkcje procesorów ............................................................................................................................... 104Tryb SMM (zarz�dzanie energi�) .................................................................................................... 104Przetwarzanie superskalarne ............................................................................................................ 106MMX ............................................................................................................................................... 107SSE, SSE2, SSE3 i SSSE3 ............................................................................................................... 1073DNow!, Enhanced 3DNow! i 3DNow! Professional ...................................................................... 109Dynamic Execution (Dynamiczne wykonywanie) ........................................................................... 109Architektura DIB ............................................................................................................................. 110Technologia hiperw�tkowo�ci ......................................................................................................... 111Technologia wielordzeniowa ........................................................................................................... 112

Wytwarzanie procesorów ....................................................................................................................... 114Fa�szowanie procesorów .................................................................................................................. 119Obudowa PGA ................................................................................................................................. 120Obudowy SEC i SEPP ..................................................................................................................... 121

Typy gniazd procesorów ........................................................................................................................ 123Podstawka ZIF (Zero Insertion Force) ............................................................................................. 123Gniazdo Socket 1 ............................................................................................................................. 125Gniazdo Socket 2 ............................................................................................................................. 126Gniazdo Socket 3 ............................................................................................................................. 127Gniazdo Socket 4 ............................................................................................................................. 128Gniazdo Socket 5 ............................................................................................................................. 129Gniazdo Socket 6 ............................................................................................................................. 130Gniazdo Socket 7 i Super7 ............................................................................................................... 130Gniazdo Socket 8 ............................................................................................................................. 130Gniazdo Socket 370 (PGA-370) ...................................................................................................... 131Gniazdo Socket 423 ......................................................................................................................... 133Gniazdo Socket 478 ......................................................................................................................... 134Gniazdo Socket A (Socket 462) ....................................................................................................... 134Gniazdo Socket 603 ......................................................................................................................... 135Gniazdo Socket 754 ......................................................................................................................... 136Gniazdo Socket 939 i Socket 940 .................................................................................................... 136Gniazdo LGA775 ............................................................................................................................. 138Gniazdo Socket AM2 ....................................................................................................................... 138Gniazdo Socket F (1207FX) ............................................................................................................ 139Kraw�dziowe gniazda procesorowe ................................................................................................. 139

Napi�cia zasilania procesorów ............................................................................................................... 141Ciep�o i problemy z jego odprowadzaniem ............................................................................................ 143Koprocesory (jednostki zmiennoprzecinkowe) ...................................................................................... 144B��dy procesora ...................................................................................................................................... 146Nazwy kodowe procesorów ................................................................................................................... 147P1 (086). Procesory pierwszej generacji ................................................................................................ 150

Procesory 8088 i 8086 ...................................................................................................................... 150Procesory 80186 i 80188 .................................................................................................................. 151Koprocesor 8087 .............................................................................................................................. 152

Spis tre�ci 7

P2 (286). Procesory drugiej generacji .................................................................................................... 152Procesor 286 .................................................................................................................................... 152Koprocesor 80287 ............................................................................................................................ 153

P3 (386). Procesory trzeciej generacji .................................................................................................... 153Procesory 386 .................................................................................................................................. 154Procesor 386DX ............................................................................................................................... 155Procesor 386SX ............................................................................................................................... 155Procesor 386SL ................................................................................................................................ 156Koprocesor 80387 ............................................................................................................................ 156

P4 (486). Procesory czwartej generacji .................................................................................................. 157Procesory 486 .................................................................................................................................. 157Procesor 486DX ............................................................................................................................... 158Procesor 486SL ................................................................................................................................ 160Procesor 486SX ............................................................................................................................... 161Koprocesor 487SX ........................................................................................................................... 161Procesory DX2/OverDrive i DX4 .................................................................................................... 162Procesor Pentium OverDrive przeznaczony dla systemów 486SX2 i DX2 ..................................... 164Procesor AMD 486 (5x86) ............................................................................................................... 164Procesor Cyrix/TI 486 ...................................................................................................................... 166

P5 (586). Procesory pi�tej generacji ....................................................................................................... 166Procesory Pentium ........................................................................................................................... 166Procesor Pentium pierwszej generacji .............................................................................................. 170Procesor Pentium drugiej generacji .................................................................................................. 171Procesory Pentium-MMX ................................................................................................................ 173Defekty procesora Pentium .............................................................................................................. 173Procedura sprawdzaj�ca obecno� b��du koprocesora ..................................................................... 174B��dy zwi�zane z zarz�dzaniem energi� .......................................................................................... 175Modele i wersje procesora Pentium ................................................................................................. 175Procesor AMD-K5 ........................................................................................................................... 176

Intel P6 (686). Procesory szóstej generacji ............................................................................................ 177Dynamiczne wykonywanie .............................................................................................................. 177Architektura DIB ............................................................................................................................. 178Inne ulepszenia procesorów szóstej generacji .................................................................................. 178Procesory Pentium Pro ..................................................................................................................... 179Procesory Pentium II ........................................................................................................................ 183Procesor Celeron .............................................................................................................................. 194Procesor Pentium III ........................................................................................................................ 202Procesor Pentium II lub III Xeon ..................................................................................................... 210

Inne procesory szóstej generacji ............................................................................................................. 210Procesor NexGen Nx586 ................................................................................................................. 211Procesory z serii AMD-K6 ............................................................................................................... 212Procesory AMD Athlon, Duron i Athlon XP ................................................................................... 215Procesor AMD Duron ...................................................................................................................... 216Procesor AMD Athlon XP ............................................................................................................... 217Procesor Athlon MP ......................................................................................................................... 219Procesor Sempron (Socket A) .......................................................................................................... 221Procesory Cyrix/IBM 6x86 (M1) i 6x86MX (MII) .......................................................................... 222Procesor C3 firmy VIA .................................................................................................................... 223

Procesory Intel Pentium 4 siódmej generacji ......................................................................................... 226Pentium 4 Extreme Edition .............................................................................................................. 229Zasilanie i ch�odzenie procesorów Pentium 4 .................................................................................. 229Procesory Xeon ................................................................................................................................ 236


Procesory ósmej generacji (64-bitowe rejestry) ..................................................................................... 236AMD Athlon 64 i 64 FX .................................................................................................................. 236AMD Sempron (Socket 754) ........................................................................................................... 242AMD Opteron .................................................................................................................................. 243

Procesory wielordzeniowe ..................................................................................................................... 243Intel Pentium D i Pentium Extreme Edition ..................................................................................... 243Intel Core 2 ...................................................................................................................................... 247AMD Athlon 64 X2 i 64 FX ............................................................................................................ 248

Wymiana procesora ................................................................................................................................ 249Procesory w wersji OverDrive ......................................................................................................... 254Testy porównawcze procesorów ...................................................................................................... 255

Metody identyfikacji problemów wyst�puj�cych w procesorach ........................................................... 256Rozdzia� 4. P�yty g�ówne i magistrale ....................................................................................259

Formaty p�yt g�ównych .......................................................................................................................... 259Komputery PC i XT ......................................................................................................................... 261Format Full-size AT ......................................................................................................................... 262Format Baby-AT .............................................................................................................................. 264Format LPX ..................................................................................................................................... 266Format NLX ..................................................................................................................................... 268Format ATX ..................................................................................................................................... 272Format MicroATX ........................................................................................................................... 280Format FlexATX .............................................................................................................................. 281Format DTX i Mini-DTX ................................................................................................................ 282Format ITX i Mini-ITX .................................................................................................................... 283Format BTX ..................................................................................................................................... 286Format WTX .................................................................................................................................... 289Formaty niestandardowe .................................................................................................................. 290Systemy Backplane/Blade ................................................................................................................ 291

Gniazda procesora (Socket i Slot) .......................................................................................................... 293Chipsety ................................................................................................................................................. 295

Rozwój chipsetów ............................................................................................................................ 296Chipsety firmy Intel ......................................................................................................................... 297Zintegrowana grafika firmy Intel ..................................................................................................... 299Chipsety wspó�pracuj�ce z procesorami AMD ................................................................................ 301Tradycyjna architektura mostka pó�nocnego i po�udniowego .......................................................... 301Architektura koncentratora ............................................................................................................... 303Szybkie ��cza mi�dzy mostkiem pó�nocnym i po�udniowym .......................................................... 305

Pierwsze chipsety firmy Intel dla p�yt g�ównych klasy 386/486 ............................................................ 306Chipsety pi�tej generacji (klasa P5 Pentium) ......................................................................................... 306Chipsety szóstej generacji (procesory P6 Pentium Pro/II/III) ................................................................ 308

Intel 810, 810E i 810E2 ................................................................................................................... 309Chipsety Intel 815 ............................................................................................................................ 314Intel 820 i 820E ................................................................................................................................ 317Intel 840 ........................................................................................................................................... 319Chipsety klasy P6 innych producentów ........................................................................................... 321Chipsety ALi/ULi (Acer Labs) dla procesorów klasy P6 ................................................................. 321

Chipsety dla procesorów siódmej i ósmej generacji (Pentium 4/D i Core 2) ......................................... 323Chipsety Intel 850 ............................................................................................................................ 325Chipsety Intel 845 ............................................................................................................................ 327Chipsety Intel 865 ............................................................................................................................ 329Chipset Intel 848P ............................................................................................................................ 330Chipset Intel 875P ............................................................................................................................ 331Rodzina chipsetów Intel 915 ............................................................................................................ 332Rodzina chipsetów Intel 925X ......................................................................................................... 334

Spis tre�ci 9

Rodzina chipsetów Intel 945 Express .............................................................................................. 335Chipsety Intel 955X i 975X ............................................................................................................. 336Chipsety serii Intel 96x .................................................................................................................... 336Chipsety serii Intel 3x ...................................................................................................................... 336

Chipsety innych producentów dla procesorów Intel ............................................................................... 338Chipsety firmy SiS ........................................................................................................................... 338Chipsety firmy ULi Electronics ....................................................................................................... 343Chipsety firmy ATI .......................................................................................................................... 345Chipsety firmy VIA ......................................................................................................................... 346

Chipsety dla procesorów AMD Athlon .................................................................................................. 353Chipsety firmy AMD ....................................................................................................................... 353Chipsety firmy VIA dla procesorów AMD ...................................................................................... 356ProSavage KM133 ........................................................................................................................... 359Chipsety firmy Silicon Integrated Systems zgodne z procesorami AMD Athlon i Duron ............... 362Chipset (ALiMagik1) firmy ULi dla procesorów AMD .................................................................. 368Chipsety nForce firmy NVIDIA przeznaczone dla procesorów Athlon, Duron i Athlon XP ........... 369Chipsety Radeon IGP firmy ATI ..................................................................................................... 370

Chipsety firmy Intel ............................................................................................................................... 371Chipset Intel 860 .............................................................................................................................. 371Chipset Intel E7205 .......................................................................................................................... 372Chipset Intel E7505 .......................................................................................................................... 372Chipset Intel E7525 .......................................................................................................................... 374

Chipsety dla procesorów AMD Athlon 64 ............................................................................................. 374Chipset AMD 8000 (8151) .............................................................................................................. 375ATI (obecnie AMD) ........................................................................................................................ 376Chipsety firmy ALi dla procesora Athlon 64 ................................................................................... 377Chipsety firmy VIA dla procesora Athlon 64 .................................................................................. 379Chipsety NVIDIA dla procesorów Athlon 64 .................................................................................. 381Chipsety firmy SiS ........................................................................................................................... 383

Uk�ady Super I/O ................................................................................................................................... 387Adresy uk�adu CMOS RAM ............................................................................................................ 388

Z��cza p�yty g�ównej .............................................................................................................................. 389Typy magistrali systemowych, ich funkcje i w�a�ciwo�ci ...................................................................... 396

Magistrala procesora (FSB) ............................................................................................................. 403Magistrala pami�ci ........................................................................................................................... 408Gniazda rozszerze� .......................................................................................................................... 409

Rodzaje magistral I/O ............................................................................................................................ 409Magistrala ISA ................................................................................................................................. 410Magistrala Micro Channel ............................................................................................................... 413Magistrala EISA .............................................................................................................................. 413Magistrale lokalne ............................................................................................................................ 414Magistrala VESA Local Bus ............................................................................................................ 418Magistrala PCI ................................................................................................................................. 418Magistrala PCI Express .................................................................................................................... 422Magistrala AGP (Accelerated Graphics Port) .................................................................................. 424

Zasoby systemowe ................................................................................................................................. 427Przerwania ....................................................................................................................................... 428Kana�y DMA .................................................................................................................................... 436Adresy portów I/O ........................................................................................................................... 437

Rozwi�zywanie konfliktów zasobów ..................................................................................................... 441R�czne rozwi�zywanie konfliktów zasobów .................................................................................... 442Zastosowanie szablonu konfiguracji systemu .................................................................................. 443Karty specjalne — omówienie problemów ...................................................................................... 447Systemy Plug and Play ..................................................................................................................... 452


Kryteria doboru p�yt g�ównych (je�li wiesz, czego szukasz) .................................................................. 453Dokumentacja .................................................................................................................................. 456Komponenty pracuj�ce z zawy�on� cz�stotliwo�ci� ........................................................................ 457

Rozdzia� 5. BIOS ..................................................................................................................459Podstawowe informacje o BIOS-ie ........................................................................................................ 459BIOS — urz�dzenia i oprogramowanie .................................................................................................. 462BIOS p�yty g�ównej ................................................................................................................................ 463

ROM ................................................................................................................................................ 465Cieniowanie pami�ci ROM (ROM shadowing) ............................................................................... 467Rodzaje pami�ci ROM ..................................................................................................................... 467Producenci uk�adów ROM BIOS ..................................................................................................... 471

Aktualizacja BIOS-u .............................................................................................................................. 477Gdzie szuka aktualizacji BIOS-u? .................................................................................................. 478Identyfikacja wersji BIOS-u ............................................................................................................ 478Odczytanie daty BIOS-u .................................................................................................................. 479Tworzenie kopii zapasowej BIOS-u ................................................................................................ 480Tworzenie kopii zapasowej ustawie� pami�ci CMOS ..................................................................... 481Aktualizacja pami�ci BIOS-u .......................................................................................................... 481Adresy pami�ci CMOS RAM p�yty g�ównej ................................................................................... 488Wymiana ROM ................................................................................................................................ 490BIOS i problemy zwi�zane z rokiem 2000 ...................................................................................... 491

rodowisko przeduruchomieniowe ........................................................................................................ 491Omówienie ustawie� CMOS .................................................................................................................. 493

Uruchomienie i dost�p do programu BIOS Setup ............................................................................ 493Menu programu konfiguracyjnego BIOS-u ..................................................................................... 494Menu konserwacji ............................................................................................................................ 495Menu g�ówne ................................................................................................................................... 496Menu zaawansowane ....................................................................................................................... 497Opcje zabezpiecze� .......................................................................................................................... 510Zarz�dzanie energi� ......................................................................................................................... 511Menu rozruchu systemu (kolejno� u�ycia urz�dze� inicjalizuj�cych) ............................................ 512Menu wyj�ciowe .............................................................................................................................. 515Dodatkowe opcje programu BIOS Setup ......................................................................................... 516

BIOS Plug and Play ............................................................................................................................... 517Numery identyfikacyjne urz�dze� PnP ............................................................................................ 517ACPI ................................................................................................................................................ 518Inicjalizacja urz�dzenia PnP ............................................................................................................ 519

Komunikaty b��dów BIOS-u .................................................................................................................. 519Komunikaty o b��dach rozruchu ...................................................................................................... 520Komunikaty b��dów MBR ............................................................................................................... 523B��dy translacji geometrii dysku ...................................................................................................... 524

Rozdzia� 6. Pami�� ...............................................................................................................527Podstawowe wiadomo�ci o pami�ci ....................................................................................................... 527

ROM ................................................................................................................................................ 530DRAM ............................................................................................................................................. 530Pami� podr�czna SRAM ................................................................................................................ 532Typy pami�ci RAM i ich wydajno� ................................................................................................ 535

FPM (Fast Page Mode) DRAM .............................................................................................................. 537EDO (Extended Data Out) RAM ........................................................................................................... 539SDRAM ................................................................................................................................................. 541DDR SDRAM ........................................................................................................................................ 543DDR2 SDRAM ...................................................................................................................................... 545DDR3 ..................................................................................................................................................... 547

Spis tre�ci 11

RDRAM ................................................................................................................................................. 547Modu�y pami�ci ..................................................................................................................................... 550Modu�y SIMM, DIMM i RIMM ............................................................................................................ 551Modu�y rejestrowe ................................................................................................................................. 557Rozmieszczenie ko�cówek modu�u SIMM ............................................................................................ 558Rozmieszczenie ko�cówek modu�u DIMM ........................................................................................... 560Rozmieszczenie ko�cówek modu�u DDR DIMM .................................................................................. 563Rozmieszczenie ko�cówek modu�u DDR2 DIMM ................................................................................ 565Rozmieszczenie ko�cówek modu�u DDR3 DIMM ................................................................................ 567Rozmieszczenie ko�cówek modu�u RIMM ........................................................................................... 569Okre�lanie pojemno�ci i parametrów modu�ów pami�ci ........................................................................ 572Banki pami�ci ........................................................................................................................................ 574Szybko� modu�ów pami�ci ................................................................................................................... 576

Kontrola parzysto�ci i kod korekcji b��dów ECC ............................................................................ 576Kontrola parzysto�ci ............................................................................................................................... 579Dzia�anie mechanizmu kontroli parzysto�ci ........................................................................................... 580Kod korekcji b��dów .............................................................................................................................. 583Rozszerzanie pami�ci komputera ........................................................................................................... 584

Mo�liwe strategie rozszerzania pami�ci ........................................................................................... 585Wybór i instalacja pami�ci ..................................................................................................................... 586

Zakup pami�ci .................................................................................................................................. 586Instalowanie modu�ów DIMM i RIMM ................................................................................................. 589Instalowanie modu�ów SIMM ................................................................................................................ 591Rozwi�zywanie problemów zwi�zanych z pami�ci� .............................................................................. 592Procedura identyfikuj�ca defekt pami�ci ............................................................................................... 595Organizacja logiczna pami�ci komputera ............................................................................................... 597

Rozdzia� 7. Interfejs ATA/IDE ...............................................................................................601Omówienie interfejsu IDE ..................................................................................................................... 601

Poprzednicy IDE .............................................................................................................................. 602Rodowód interfejsu IDE .................................................................................................................. 602Wersje magistrali IDE ...................................................................................................................... 603Rodowód interfejsu ATA ................................................................................................................. 604

Standardy ATA ...................................................................................................................................... 605ATA-1 .............................................................................................................................................. 606ATA-2 .............................................................................................................................................. 607ATA-3 .............................................................................................................................................. 607ATA/ATAPI-4 ................................................................................................................................. 608ATA/ATAPI-5 ................................................................................................................................. 610ATA/ATAPI-6 ................................................................................................................................. 611ATA/ATAPI-7 ................................................................................................................................. 611SATA/ATAPI-8 ............................................................................................................................... 612

Interfejs równoleg�y ATA ...................................................................................................................... 612Z��cze równoleg�e ATA ................................................................................................................... 613Kabel danych równoleg�ego interfejsu ATA .................................................................................... 616Kable wyd�u�one i „zrolowane” ...................................................................................................... 617Sygna�y równoleg�ego interfejsu ATA ............................................................................................. 618Konfiguracja z dwoma dyskami ATA .............................................................................................. 618Tryby przesy�u danych PIO równoleg�ego interfejsu ATA .............................................................. 621Tryby DMA równoleg�ego interfejsu ATA ...................................................................................... 621

Interfejs Serial ATA ............................................................................................................................... 623Z��cza i kable Serial ATA ................................................................................................................ 624Konfiguracja urz�dze� Serial ATA .................................................................................................. 626Druga generacja Serial ATA ............................................................................................................ 627


Advanced Host Controller Interface (AHCI) ................................................................................... 628Transfery danych interfejsu Serial ATA .......................................................................................... 629

Funkcje interfejsu ATA .......................................................................................................................... 630Polecenia ATA ................................................................................................................................. 630ATA Security Mode ......................................................................................................................... 631Host Protected Area ......................................................................................................................... 632Interfejs pakietowy ATA ................................................................................................................. 633

Ograniczenia pojemno�ci dysku ATA .................................................................................................... 633Prefiksy dla wielokrotno�ci dziesi�tnych i binarnych ...................................................................... 634Ograniczenia BIOS-u ....................................................................................................................... 635CHS kontra LBA .............................................................................................................................. 636Konwersje CHS-LBA i LBA-CHS .................................................................................................. 637Polecenia BIOS a polecenia ATA .................................................................................................... 637Ograniczenia CHS (bariera 528 MB) ............................................................................................... 638Translacja CHS (�amanie bariery 528 MB) ...................................................................................... 640Bariery 2,1 GB oraz 4,2 GB ............................................................................................................. 642Translacja korzystaj�ca z LBA ........................................................................................................ 643Bariera 8,4 GB ................................................................................................................................. 646Bariera 137 GB i powy�ej ................................................................................................................ 647Ograniczenia zwi�zane z systemami operacyjnymi i innym oprogramowaniem ............................. 648

PATA/SATA i macierze RAID .............................................................................................................. 649Rozdzia� 8. �wiat urz�dze� o zapisie magnetycznym ..............................................................653

Zapis magnetyczny ................................................................................................................................. 653Historia zapisu magnetycznego .............................................................................................................. 654Wykorzystanie pól magnetycznych do przechowywania danych ........................................................... 654Rodzaje g�owic odczytuj�co-zapisuj�cych ............................................................................................. 658

G�owice ferrytowe ........................................................................................................................... 658G�owice Metal-In-Gap ..................................................................................................................... 659G�owice cienkowarstwowe .............................................................................................................. 659G�owice magnetorezystywne ........................................................................................................... 659G�owice magnetorezystywne drugiej generacji (GMR) ................................................................... 661

lizgacze g�owic .................................................................................................................................... 662Schematy kodowania danych ................................................................................................................. 664

Kodowanie FM ................................................................................................................................ 665Kodowanie MFM ............................................................................................................................. 665Kodowanie RLL .............................................................................................................................. 666Porównanie schematów kodowania ................................................................................................. 667Dekodery Partial-Response, Maximum-Likehood ........................................................................... 668

Mierzenie pojemno�ci ............................................................................................................................ 669G�sto� powierzchniowa ........................................................................................................................ 669

Zwi�kszanie g�sto�ci powierzchniowej za pomoc� „czarodziejskiego py�u” .................................. 672Technologia zapisu prostopad�ego ................................................................................................... 673

Rozdzia� 9. Dyski twarde ......................................................................................................677Definicja dysku twardego ....................................................................................................................... 677Rozwój dysków twardych ...................................................................................................................... 678Rozmiary dysków ................................................................................................................................... 679

Dyski 5,25 cala ................................................................................................................................ 680Dyski 3,5 cala .................................................................................................................................. 681Dyski 2,5 cala .................................................................................................................................. 681Dyski 1,8 cala .................................................................................................................................. 681Dyski 1-calowe ................................................................................................................................ 682

Spis tre�ci 13

Dzia�anie dysku twardego ...................................................................................................................... 682Analogia obrazuj�ca technologi� dysków twardych ........................................................................ 684cie�ki i sektory ............................................................................................................................... 685Formatowanie dysku ........................................................................................................................ 688

Podstawowe cz��ci dysku twardego ....................................................................................................... 692Talerze dysku twardego (dyski) ....................................................................................................... 692No�niki zapisu .................................................................................................................................. 693G�owice odczytuj�co-zapisuj�ce ...................................................................................................... 695Mechanizm pozycjonera g�owicy ..................................................................................................... 696Filtry powietrzne .............................................................................................................................. 703Aklimatyzacja termiczna dysków .................................................................................................... 704Silniki ............................................................................................................................................... 705P�ytka z uk�adami logicznymi .......................................................................................................... 706Kable i z��cza ................................................................................................................................... 706Elementy konfiguracyjne ................................................................................................................. 707

W�asno�ci dysku twardego ..................................................................................................................... 707Pojemno� ........................................................................................................................................ 707Wydajno� ....................................................................................................................................... 710Niezawodno� .................................................................................................................................. 714Cena ................................................................................................................................................. 717

Rozdzia� 10. Pami�ci wymienne ............................................................................................719Rola nap�dów no�ników wymiennych ................................................................................................... 719

Dodatkowa pami� dyskowa ............................................................................................................ 719Przydatno� kopii zapasowych ........................................................................................................ 720Dodatkowe no�niki startowe ............................................................................................................ 720Przenoszenie danych pomi�dzy komputerami ................................................................................. 721Dyskietkowe sterowniki dla nap�dów no�ników wymiennych ........................................................ 721

Porównanie technologii zapisu danych na dyskach, ta�mach i w pami�ci Flash .................................... 722Dyski magnetyczne .......................................................................................................................... 722Ta�ma magnetyczna ......................................................................................................................... 723Pami�ci Flash ................................................................................................................................... 723

Interfejsy dla nap�dów no�ników wymiennych ..................................................................................... 723Stacje dyskietek — kiedy� i dzi� ............................................................................................................ 725

Alternatywy wobec stacji dyskietek ................................................................................................. 725Nap�dy 1,44 MB 3,5 cala ................................................................................................................. 726Interfejsy nap�du dyskietek .............................................................................................................. 727Elementy nap�du .............................................................................................................................. 727Sposób wykorzystania dyskietki przez system operacyjny .............................................................. 734Sygna� Disk Change ......................................................................................................................... 736

Budowa dyskietki 3,5 cala ..................................................................................................................... 737Specyfikacja typów no�ników dyskietek ......................................................................................... 738rodki ostro�no�ci przy obs�udze dyskietek i nap�dów dyskietek ................................................... 739Procedury instalacji nap�dów .......................................................................................................... 741

Nap�dy pojemnych pami�ci magnetycznych ......................................................................................... 741Iomega Zip ....................................................................................................................................... 742Iomega REV .................................................................................................................................... 743

Nap�dy magnetooptyczne ...................................................................................................................... 743Technologia magnetooptyczna ......................................................................................................... 743

Urz�dzenia z kartami pami�ci Flash ....................................................................................................... 744Typy pami�ci Flash .......................................................................................................................... 745Kryteria wyboru urz�dze� pami�ci Flash ......................................................................................... 748Przenoszenie danych z pami�ci Flash do komputera ....................................................................... 749Kluczowe kryteria wyboru nap�du wymiennych no�ników ............................................................. 752


Technologia Microdrive ......................................................................................................................... 754Alternatywne do nap�dów ta�m urz�dzenia korzystaj�ce z dysku twardego .......................................... 755Nap�dy ta�m ........................................................................................................................................... 756

Wady nap�dów ta�m ........................................................................................................................ 756Zalety nap�dów ta�m ....................................................................................................................... 757

Rozdzia� 11. Pami�ci optyczne .............................................................................................759Technologie optyczne ............................................................................................................................ 759Dyski optyczne CD ................................................................................................................................ 760

Krótka historia dysku CD ................................................................................................................ 760Technologia i budowa dysku CD-ROM ........................................................................................... 761Zasady obchodzenia si� z no�nikami optycznymi ............................................................................ 772

DVD ....................................................................................................................................................... 773Historia DVD ................................................................................................................................... 774Technologia i budowa dysku DVD .................................................................................................. 775cie�ki i sektory DVD ..................................................................................................................... 776Obs�uga b��dów odczytu DVD ........................................................................................................ 779Pojemno� DVD (strony i warstwy) ................................................................................................ 780Kodowanie danych na dysku ........................................................................................................... 783

Dyski Blu-ray (BD) ................................................................................................................................ 784HD-DVD ................................................................................................................................................ 785Formaty dysków optycznych .................................................................................................................. 786

Formaty nap�dów i p�yt CD ............................................................................................................. 786Systemy plików CD-ROM ............................................................................................................... 798Standardy i formaty DVD ................................................................................................................ 803Zabezpieczenia przed kopiowaniem ................................................................................................ 806

Nap�dy CD i DVD — specyfikacje ....................................................................................................... 809Specyfikacja wydajno�ci .................................................................................................................. 809Interfejsy .......................................................................................................................................... 816Mechanizm �aduj�cy ........................................................................................................................ 818Inne w�asno�ci nap�dów .................................................................................................................. 820

Zapisywalne dyski CD ........................................................................................................................... 821CD-R ................................................................................................................................................ 822CD-RW ............................................................................................................................................ 826Specyfikacja MultiRead ................................................................................................................... 828Jak niezawodnie zapisywa dyski CD? ............................................................................................ 830Programy do zapisu CD ................................................................................................................... 832Cyfrowy odczyt d�wi�ku (DAE) ...................................................................................................... 833Dyski CD-R i CD-RW „tylko do zapisu muzyki” ............................................................................ 835Zabezpieczenie przed kopiowaniem CD .......................................................................................... 835

Mechanizmy restrykcji (DRM) .............................................................................................................. 836Afera z rootkitem w tle .................................................................................................................... 836

Standardy zapisywalnych dysków DVD ................................................................................................ 837DVD-RAM ...................................................................................................................................... 837DVD-R ............................................................................................................................................. 840DVD-R DL ...................................................................................................................................... 841DVD-RW ......................................................................................................................................... 841DVD+RW i DVD+R ........................................................................................................................ 842DVD+R DL ..................................................................................................................................... 844Wieloformatowe nap�dy wielokrotnego zapisu ............................................................................... 844

Instalacja i obs�uga nap�dów CD i DVD oraz wspó�pracuj�cego z nimi oprogramowania .................... 844�adowanie systemu z dyskietki z obs�ug� nap�du CD/DVD ................................................................. 845

Nap�dy rozruchowe CD i DVD — El Torito ................................................................................... 847Tworzenie ratunkowego dysku CD .................................................................................................. 847

Spis tre�ci 15

Tworzenie startowego ratunkowego dysku CD/DVD ...................................................................... 848LightScribe i inne technologie nadruku etykiet ................................................................................ 848

Wykrywanie usterek w nap�dach optycznych ........................................................................................ 849Aktualizowanie oprogramowania sprz�towego nap�du CD-RW lub DVD

z mo�liwo�ci� wielokrotnego zapisu ............................................................................................. 853Rozdzia� 12. Instalowanie i konfigurowanie nap�dów dysków ................................................857

Ró�ne typy nap�dów dysków ................................................................................................................. 857Procedura instalowania dysku twardego ................................................................................................ 857

Konfigurowanie dysku ..................................................................................................................... 858Konfigurowanie kontrolera dysku .................................................................................................... 858Fizyczna instalacja dysku ................................................................................................................. 860Konfigurowanie komputera do wspó�pracy z dyskiem .................................................................... 864

Formatowanie dysku .............................................................................................................................. 866Zak�adanie partycji na dysku ........................................................................................................... 867Formatowanie wysokiego poziomu ................................................................................................. 875Ograniczenia programów FDISK i FORMAT ................................................................................. 876

Wymiana dysku twardego ...................................................................................................................... 877Migracja w �rodowisku MS-DOS .................................................................................................... 877Migracja w �rodowisku 9x/Me ......................................................................................................... 877Kopiowanie dysków dla u�ytkowników Windows 2000/XP/Vista .................................................. 878

Rozwi�zywanie problemów z dyskiem twardym ................................................................................... 879Testowanie dysku ............................................................................................................................. 879Formatowanie niskopoziomowe (inicjalizacja) dysku ..................................................................... 880

Instalowanie nap�du dysków optycznych .............................................................................................. 882Konfigurowanie nap�dów dysków optycznych ................................................................................ 882Przy��czanie stacji wewn�trznej ....................................................................................................... 884Konfiguracja systemu ...................................................................................................................... 885

Instalowanie stacji dyskietek .................................................................................................................. 886Rozdzia� 13. Podsystem graficzny .........................................................................................887

Sposoby wy�wietlania obrazu ................................................................................................................ 887Panele LCD ...................................................................................................................................... 888Zasada dzia�ania monitorów kineskopowych ................................................................................... 899Wy�wietlacze plazmowe .................................................................................................................. 903Kryteria wyboru monitora ................................................................................................................ 903Wielko� piksela (monitory kineskopowe) ...................................................................................... 907Jasno� i kontrast obrazu (panele LCD) ........................................................................................... 909Przeplot ............................................................................................................................................ 909Zarz�dzanie energi� i normy bezpiecze�stwa .................................................................................. 910Cz�stotliwo�ci .................................................................................................................................. 912Regulacja obrazu .............................................................................................................................. 915Testowanie monitora ........................................................................................................................ 917Projektory LCD i DLP ..................................................................................................................... 918Kryteria wyboru projektora .............................................................................................................. 920

Konserwacja monitora ............................................................................................................................ 922Karty graficzne ....................................................................................................................................... 923

Standard VGA (Video Graphics Array) ........................................................................................... 924Super VGA ...................................................................................................................................... 926Standardy SVGA wyznaczone przez VESA .................................................................................... 926Typy kart graficznych ...................................................................................................................... 926Karta zintegrowana i chipset p�yty g�ównej ..................................................................................... 927Elementy karty graficznej ................................................................................................................ 931Identyfikacja chipsetów graficznych i p�yty g�ównej ....................................................................... 933Pami� RAM karty graficznej .......................................................................................................... 934


Konwerter cyfrowo-analogowy (RAMDAC) ................................................................................... 939Magistrala rozszerze� ...................................................................................................................... 939Program obs�ugi karty graficznej ..................................................................................................... 941Obs�uga wielu monitorów ................................................................................................................ 944

Akceleratory grafiki 3D ......................................................................................................................... 947Jak dzia�aj� akceleratory 3D? ........................................................................................................... 948Interfejsy programowania aplikacji .................................................................................................. 954Sprz�ganie kart graficznych ............................................................................................................. 956Chipsety 3D ..................................................................................................................................... 958

Rozbudowa i wymiana karty graficznej ................................................................................................. 958Tuner TV i urz�dzenie przechwytywania wideo .............................................................................. 959Gwarancja i serwis ........................................................................................................................... 959Porównywanie kart graficznych o tym samym chipsecie ................................................................. 970Wyj�cie wideo .................................................................................................................................. 970Urz�dzenia do przechwytywania wideo ........................................................................................... 973Karty wideo ...................................................................................................................................... 974

Problemy z kart� graficzn� lub monitorem ............................................................................................ 977Rozwi�zywanie problemów z monitorami ....................................................................................... 980Rozwi�zywanie problemów z kartami graficznymi i ich sterownikami ........................................... 980

Rozdzia� 14. Podsystem dwi�ku ..........................................................................................983Wczesne karty d�wi�kowe ..................................................................................................................... 983

Zgodno� z Sound Blaster Pro ......................................................................................................... 984Karty d�wi�kowe a DirectX ............................................................................................................. 984Obs�uga d�wi�ku przez wirtualizacj� ............................................................................................... 984

PC i multimedia — przegl�d historyczny ............................................................................................... 985Cechy karty d�wi�kowej ........................................................................................................................ 986

Z��cza podstawowe .......................................................................................................................... 986Z��cza dodatkowe ............................................................................................................................ 989Regulacja g�o�no�ci ......................................................................................................................... 990Obs�uga standardu MIDI .................................................................................................................. 992Kompresja danych ........................................................................................................................... 993Uniwersalne cyfrowe procesory sygna�owe ..................................................................................... 993Programy obs�ugi ............................................................................................................................. 994Karty d�wi�kowe a tworzenie zapisu d�wi�kowego ........................................................................ 994

Poj�cia i terminy .................................................................................................................................... 995Struktura d�wi�ku ............................................................................................................................ 995Okre�lanie jako�ci karty d�wi�kowej ............................................................................................... 996Próbkowanie .................................................................................................................................... 996

Przegl�d producentów ............................................................................................................................ 997Producenci chipsetów sprzedaj�cy w�asne karty .............................................................................. 997Producenci chipsetów ...................................................................................................................... 999Chipsety p�yt g�ównych ze zintegrowanymi uk�adami d�wi�kowymi ............................................. 999Uk�ady d�wi�kowe na lampach ..................................................................................................... 1002

D�wi�k 3D ........................................................................................................................................... 1002D�wi�k pozycyjny ......................................................................................................................... 1002Przetwarzanie d�wi�ku 3D ............................................................................................................. 1004Zgodno� z DirectX ....................................................................................................................... 1004Problemy z d�wi�kiem w systemie Windows Vista z DirectX 10 ................................................. 1005

Instalowanie karty d�wi�kowej ............................................................................................................ 1005Przy��czenie g�o�ników i ko�czenie instalacji ............................................................................... 1007Zestaw stereo zamiast g�o�ników ................................................................................................... 1007

Problemy z kart� d�wi�kow� ............................................................................................................... 1008Konflikty zasobów ......................................................................................................................... 1009Inne problemy z kart� lub zintegrowanym uk�adem d�wi�kowym ................................................ 1009

Spis tre�ci 17

G�o�niki ................................................................................................................................................ 1013D�wi�k kinowy i d�wi�k otoczenia („surround”) .......................................................................... 1015

Mikrofony ............................................................................................................................................ 1016Rozdzia� 15. Porty wej�cia-wyj�cia — od szeregowego i równoleg�ego do IEEE 1394 i USB .... 1019

Wprowadzenie ..................................................................................................................................... 1019Dlaczego szeregowe? ..................................................................................................................... 1019Porównanie IEEE 1394 i USB 1.1/2.0 ........................................................................................... 1020Wydajno� — mity i fakty ............................................................................................................. 1022

Universal Serial Bus (USB) ................................................................................................................. 1025Zasady funkcjonowania magistrali USB ........................................................................................ 1026W��czanie obs�ugi USB ................................................................................................................. 1031USB 2.0/Hi-Speed USB ................................................................................................................. 1032USB On-The-Go ............................................................................................................................ 1033Wireless USB ................................................................................................................................. 1033Adaptery USB ................................................................................................................................ 1034

IEEE 1394 ............................................................................................................................................ 1035Odmiany magistrali 1394 ............................................................................................................... 1035Zasady funkcjonowania magistrali 1394a ...................................................................................... 1035Zasady funkcjonowania magistrali 1394b ...................................................................................... 1036

Porty szeregowe ................................................................................................................................... 1038Typowe lokalizacje portów szeregowych ...................................................................................... 1038Uk�ady UART ................................................................................................................................ 1039Karty portów szeregowych o du�ej szybko�ci ............................................................................... 1042Konfiguracja portu szeregowego ................................................................................................... 1042Testowanie portów szeregowych ................................................................................................... 1043

Porty równoleg�e .................................................................................................................................. 1045Standard portu równoleg�ego IEEE 1284 ....................................................................................... 1045Konfiguracja portu równoleg�ego .................................................................................................. 1047Testowanie portów równoleg�ych .................................................................................................. 1048

Rozdzia� 16. Urz�dzenia wej�ciowe .....................................................................................1049Klawiatury ............................................................................................................................................ 1049

Klawiatura rozszerzona (101 lub 102 klawisze) ............................................................................ 1049Klawiatura Windows (104 klawisze) ............................................................................................. 1050Opcja Num Lock ............................................................................................................................ 1052

Konstrukcja klawiatur .......................................................................................................................... 1052Prze��czniki .................................................................................................................................... 1052Interfejs klawiatury ........................................................................................................................ 1057Automatyczne powtarzanie wci�ni� ............................................................................................. 1058Numery i odpowiedniki kodowe klawiszy ..................................................................................... 1059Uk�ad klawiatury mi�dzynarodowej .............................................................................................. 1060Z��cza klawiatury i myszy ............................................................................................................. 1061Klawiatury USB ............................................................................................................................. 1062Klawiatury specjalne ...................................................................................................................... 1063

Naprawianie i rozwi�zywanie problemów zwi�zanych z klawiatur� ................................................... 1065Rozmontowywanie klawiatury ....................................................................................................... 1066Czyszczenie klawiatury .................................................................................................................. 1066

Wybór klawiatury ................................................................................................................................ 1067Urz�dzenia wskazuj�ce ........................................................................................................................ 1068

Mysz kulkowa ................................................................................................................................ 1069Mysz optyczna ............................................................................................................................... 1069Interfejsy urz�dze� wskazuj�cych .................................................................................................. 1072Problemy z mysz� .......................................................................................................................... 1074Pokr�t�a .......................................................................................................................................... 1076


TrackPoint II/III/IV ........................................................................................................................ 1077Alternatywy dla myszy i TrackPointa ............................................................................................ 1079

Urz�dzenia wej�ciowe gier ................................................................................................................... 1081Joysticki analogowe i port gier ...................................................................................................... 1081Port USB jako port gier .................................................................................................................. 1082Zgodno� ........................................................................................................................................ 1082

Bezprzewodowe urz�dzenia wej�ciowe ............................................................................................... 1082Dzia�anie bezprzewodowych urz�dze� wej�ciowych ..................................................................... 1083Problemy z urz�dzeniami bezprzewodowymi ................................................................................ 1086

Rozdzia� 17. Internet ..........................................................................................................1087Sie internet a sie LAN ....................................................................................................................... 1087

Dost�p szerokopasmowy a dost�p modemowy .............................................................................. 1088Dost�p szerokopasmowy — typy po��cze� .................................................................................... 1089Wi�ksza szybko� = mniej wolno�ci .............................................................................................. 1089

Po��czenia kablowe .............................................................................................................................. 1090Modem kablowy ............................................................................................................................ 1090Sie telewizji kablowej .................................................................................................................. 1090Pasmo przenoszenia telewizji kablowej ......................................................................................... 1092Wydajno� sieci kablowych ........................................................................................................... 1093Zabezpieczenia po��cze� CATV .................................................................................................... 1094

Digital Subscriber Line (DSL) ............................................................................................................. 1094Zasada dzia�ania DSL .................................................................................................................... 1095Kto mo�e u�ywa DSL? ................................................................................................................ 1095Podstawowe odmiany DSL ............................................................................................................ 1096Ceny DSL ...................................................................................................................................... 1098Zabezpieczenia komunikacji DSL ................................................................................................. 1098Problemy techniczne ...................................................................................................................... 1099

Stacjonarne po��czenia bezprzewodowe .............................................................................................. 1099Po��czenia satelitarne ........................................................................................................................... 1100

Rzeczywista wydajno� po��czenia satelitarnego .......................................................................... 1101Integrated Services Digital Network (ISDN) ....................................................................................... 1102

Jak dzia�a ISDN? ........................................................................................................................... 1102Zakup us�ugi ISDN ........................................................................................................................ 1103Wyposa�enie do komunikacji ISDN .............................................................................................. 1104

Porównywanie wysoko wydajnych us�ug internetowych ..................................................................... 1104Opcja awaryjna .............................................................................................................................. 1105

��cza dzier�awione .............................................................................................................................. 1106T1 i T3 ........................................................................................................................................... 1106Porównywanie konwencjonalnych us�ug komunikacyjnych .......................................................... 1107

Zabezpieczanie po��czenia internetowego ........................................................................................... 1107Modemy asynchroniczne ...................................................................................................................... 1108Standardy modemowe .......................................................................................................................... 1109

Szybko� w bitach i w bodach ....................................................................................................... 1110Standardy modulacji ...................................................................................................................... 1111Protoko�y korekcji b��dów ............................................................................................................. 1112Standardy kompresji danych .......................................................................................................... 1113Standardy firmowe ......................................................................................................................... 1114Modemy 56K ................................................................................................................................. 1114Ograniczenia po��cze� 56K ........................................................................................................... 1115Standardy 56K ............................................................................................................................... 1115Standardy faksmodemów ............................................................................................................... 1117Wybór modemu ............................................................................................................................. 1118

Spis tre�ci 19

Udost�pnianie po��czenia internetowego ............................................................................................. 1121Brama, serwer proxy, router� ....................................................................................................... 1122Udost�pnianie po��czenia przy u�yciu routera ............................................................................... 1122

Problemy z po��czeniami internetowymi ............................................................................................. 1123Diagnozowanie problemów z po��czeniem udost�pnianym ........................................................... 1123Korzystanie z diod sygnalizacyjnych ............................................................................................. 1125Modem nie wybiera numeru .......................................................................................................... 1125Komputer „zawiesza si�” po zainstalowaniu lub w trakcie u�ywania wewn�trznego modemu,

adaptera ISDN lub karty sieciowej .............................................................................................. 1126Komputer nie wykrywa modemu zewn�trznego ............................................................................ 1126D�wi�k z g�o�nika modemu ........................................................................................................... 1127

Rozdzia� 18. Sie� lokalna (LAN) ..........................................................................................1129Zagadnienia .......................................................................................................................................... 1129Wprowadzenie ..................................................................................................................................... 1129

Typy sieci ....................................................................................................................................... 1130Podstawowe wymagania ................................................................................................................ 1131Sieci bezprzewodowe ..................................................................................................................... 1131

Sieci klient-serwer a sieci równorz�dne ............................................................................................... 1131Sieci klient-serwer ......................................................................................................................... 1132Sieci komputerów równorz�dnych ................................................................................................. 1132Porównanie sieci typu klient-serwer i sieci równorz�dnych .......................................................... 1133

Przegl�d architektur sieciowych ........................................................................................................... 1133Przewodowe sieci Ethernet ............................................................................................................ 1135Bezprzewodowe sieci Ethernet ...................................................................................................... 1137Który ze standardów sieci bezprzewodowych jest najlepszy? ....................................................... 1142Bluetooth ........................................................................................................................................ 1143

Wyposa�enie sprz�towe sieci ............................................................................................................... 1144Karty sieciowe dla przewodowych sieci Ethernet .......................................................................... 1144Okablowanie sieci Ethernet ............................................................................................................ 1147Topologie sieci przewodowych ...................................................................................................... 1155Prze��czniki i koncentratory sieci Ethernet .................................................................................... 1158Bezprzewodowe urz�dzenia sieciowe ............................................................................................ 1162Logiczne topologie sieci bezprzewodowych .................................................................................. 1164

Protoko�y sieciowe ............................................................................................................................... 1167IP i TCP/IP ..................................................................................................................................... 1168IPX ................................................................................................................................................. 1169NetBEUI ........................................................................................................................................ 1169

Inne systemy sieci domowych .............................................................................................................. 1170HomePNA ...................................................................................................................................... 1170Sieci korzystaj�ce z instalacji elektrycznej .................................................................................... 1171

Instalowanie sieci ................................................................................................................................. 1172Karta sieciowa ................................................................................................................................ 1172Kable sieciowe i po��czenia mi�dzy komputerami ........................................................................ 1174Koncentrator, prze��cznik, punkt dost�powy ................................................................................. 1174Bramy w sieciach nieethernetowych .............................................................................................. 1175Rejestrowanie informacji o sieci .................................................................................................... 1175Instalowanie oprogramowania sieciowego .................................................................................... 1175

Wskazówki praktyczne ........................................................................................................................ 1178Instalowanie ................................................................................................................................... 1178Udost�pnianie zasobów .................................................................................................................. 1178Konfigurowanie zabezpiecze� ....................................................................................................... 1179Udost�pnianie po��czenia internetowego ....................................................................................... 1179


Bezpo�rednie po��czenie kablowe ........................................................................................................ 1179Rozwi�zywanie problemów z sieci� .................................................................................................... 1180

Konfiguracja oprogramowania sieciowego .................................................................................... 1180Awaria sieci ................................................................................................................................... 1180TCP/IP ........................................................................................................................................... 1181

Rozdzia� 19. Zasilacze .......................................................................................................1183Jakie znaczenie ma zasilacz? ................................................................................................................ 1183Zasada dzia�ania i funkcje zasilacza ..................................................................................................... 1184

Napi�cia dodatnie ........................................................................................................................... 1184Napi�cia ujemne ............................................................................................................................ 1185Sygna� Power_Good ...................................................................................................................... 1186

Format (rozmiar) zasilacza ................................................................................................................... 1187Przestarza�e formaty zasilaczy ....................................................................................................... 1189Wspó�czesne formaty zasilaczy ..................................................................................................... 1193ATX/ATX12V ............................................................................................................................... 1193

Wy��czniki zasilania ............................................................................................................................ 1204Wy��czniki w zasilaczach ATX (i nowszych) ................................................................................ 1205Wy��czniki w zasilaczach PC/XT/AT i LPX ................................................................................. 1205

Z��cza zasilania p�yty g�ównej ............................................................................................................. 1207Z��cza zasilania p�yty g�ównej w AT/LPX .................................................................................... 1207Z��cza zasilania p�yty g�ównej w ATX i ATX12V ........................................................................ 1208Zgodno� wstecz i w przód ............................................................................................................ 1220Architektura ATX firmy Dell ......................................................................................................... 1222

Dodatkowe z��cza zasilania .................................................................................................................. 1224Z��cza zasilania urz�dze� peryferyjnych ....................................................................................... 1224Z��cza zasilania stacji dyskietek .................................................................................................... 1225Z��cza zasilania Serial ATA ........................................................................................................... 1226Z��cza zasilania kart grafiki PCI Express x16 ................................................................................ 1227

Parametry techniczne zasilaczy ............................................................................................................ 1229Obci��enie zasilacza ...................................................................................................................... 1229Parametry zasilacza ........................................................................................................................ 1230Inne parametry zasilaczy ................................................................................................................ 1232Korekcja wspó�czynnika mocy ...................................................................................................... 1233Certyfikaty bezpiecze�stwa zasilaczy ............................................................................................ 1235

Obliczanie poboru mocy ...................................................................................................................... 1235W��czanie i wy��czanie zasilania ......................................................................................................... 1237Zarz�dzanie zasilaniem ........................................................................................................................ 1240

Komputery Energy Star ................................................................................................................. 1241Advanced Power Management (APM) .......................................................................................... 1241Advanced Configuration and Power Interface (ACPI) ................................................................... 1242

Problemy z zasilaczem ......................................................................................................................... 1245Przeci��enie zasilacza .................................................................................................................... 1246Niewystarczaj�ce ch�odzenie ......................................................................................................... 1246Cyfrowy miernik uniwersalny ........................................................................................................ 1247Specjalistyczne wyposa�enie diagnostyczne .................................................................................. 1250

Naprawianie zasilacza .......................................................................................................................... 1251Kupowanie zasilacza ............................................................................................................................ 1252

Wybieranie w�a�ciwego modelu .................................................................................................... 1252Wybór producenta zasilacza .......................................................................................................... 1252

Systemy zabezpieczania zasilania ........................................................................................................ 1253Eliminatory skoków napi�cia (filtry przeciwprzepi�ciowe) ........................................................... 1255Eliminatory skoków napi�cia linii telefonicznej ............................................................................ 1255Stabilizatory napi�cia ..................................................................................................................... 1256Podtrzymywanie zasilania .............................................................................................................. 1256

Spis tre�ci 21

Baterie RTC/NVRAM (CMOS RAM) ................................................................................................. 1259Nowoczesne baterie CMOS ........................................................................................................... 1259Przestarza�e i nietypowe baterie CMOS ......................................................................................... 1261Problemy z bateryjnym podtrzymywaniem pami�ci CMOS .......................................................... 1261

Rozdzia� 20. Monta i modernizacja komputera ...................................................................1263Podzespo�y ........................................................................................................................................... 1263

Obudowa i zasilacz ........................................................................................................................ 1265Procesor ......................................................................................................................................... 1267P�yta g�ówna .................................................................................................................................. 1268Dyski twarde .................................................................................................................................. 1272No�niki wymienne ......................................................................................................................... 1273Urz�dzenia wej�ciowe .................................................................................................................... 1273Karta graficzna i monitor ............................................................................................................... 1274Karta d�wi�kowa i g�o�niki ............................................................................................................ 1275Akcesoria ....................................................................................................................................... 1275

Zasoby sprz�towe komputera i oprogramowanie ................................................................................. 1277Monta� i demonta� podzespo�ów komputera ....................................................................................... 1278

Przygotowanie ............................................................................................................................... 1278Instalowanie p�yty g�ównej .................................................................................................................. 1281

Instalowanie procesora i uk�adu ch�odzenia ................................................................................... 1281Instalowanie modu�ów pami�ci ...................................................................................................... 1283Montowanie p�yty g�ównej w obudowie ........................................................................................ 1284Pod��czanie zasilacza ..................................................................................................................... 1287Pod��czanie portów i urz�dze� ....................................................................................................... 1289Instalowanie nap�dów i dysków .................................................................................................... 1291Instalowanie karty graficznej i sterowników .................................................................................. 1293Instalowanie innych kart rozszerze� .............................................................................................. 1293Zak�adanie obudowy i pod��czanie kabli zewn�trznych ................................................................ 1294Uruchamianie programu konfiguracyjnego BIOS-u p�yty g�ównej ................................................ 1294

Problemy z uruchomieniem komputera ................................................................................................ 1295Instalowanie systemu operacyjnego ..................................................................................................... 1296

Zak�adanie partycji dysku w przypadku systemów DOS i Windows 9x/Me .................................. 1297Formatowanie dysku w przypadku systemów DOS i Windows 9x/Me ......................................... 1297Przygotowanie dysku w przypadku systemu Windows 2000/XP/Vista ......................................... 1297Instalacja wa�nych sterowników .................................................................................................... 1297

Dalsza rozbudowa komputera .............................................................................................................. 1298Rozdzia� 21. Przeróbki: przetaktowywanie i ch�odzenie ........................................................1299

Przetaktowywanie ................................................................................................................................ 1300Kwarc ............................................................................................................................................. 1300Historia przetaktowywania ............................................................................................................ 1302Zegary w nowoczesnych komputerach PC .................................................................................... 1303Przetaktowywanie w praktyce ........................................................................................................ 1305Pr�dko�ci magistrali oraz mno�niki ............................................................................................... 1306

Ch�odzenie ........................................................................................................................................... 1306Uk�ady ch�odzenia ......................................................................................................................... 1306Ch�odzenie ciecz� .......................................................................................................................... 1315Obudowy zoptymalizowane termicznie ......................................................................................... 1320

Rozdzia� 22. Diagnostyka, testowanie i konserwacja komputera PC ....................................1327Diagnostyka komputera PC .................................................................................................................. 1327Oprogramowanie diagnostyczne .......................................................................................................... 1327

Test startowy komputera (POST) ................................................................................................... 1328Programy diagnostyczne urz�dze� ................................................................................................. 1340


Uniwersalne programy diagnostyczne ........................................................................................... 1341Narz�dzia diagnostyczne systemu operacyjnego ........................................................................... 1342

Proces uruchamiania komputera .......................................................................................................... 1342Proces uruchamiania komputera — zdarzenia niezale�ne od systemu operacyjnego .................... 1343Proces uruchamiania systemu DOS ............................................................................................... 1347Proces uruchamiania systemu Windows 9x/Me ............................................................................. 1348Proces uruchamiania systemu Windows NT/2000/XP ................................................................... 1350Uruchamianie systemu Windows Vista ......................................................................................... 1351

Narz�dzia s�u��ce do serwisowania komputerów PC ........................................................................... 1352Narz�dzia podr�czne ...................................................................................................................... 1352Bezpiecze�stwo ............................................................................................................................. 1357S�owo o narz�dziach i osprz�cie .................................................................................................... 1358Urz�dzenia testowe ........................................................................................................................ 1359Narz�dzia dla entuzjastów ............................................................................................................. 1365

Konserwacja i dzia�ania profilaktyczne ................................................................................................ 1367Aktywne procedury profilaktyczne ................................................................................................ 1367Pasywne procedury profilaktyczne ................................................................................................ 1378

Podstawy rozwi�zywania problemów .................................................................................................. 1384Nowoczesne komputery PC — bardziej skomplikowane, ale i bardziej niezawodne .................... 1385Standardowe cz��ci zamienne ........................................................................................................ 1385Naprawia czy wymienia? ............................................................................................................ 1386Rozwi�zywanie problemów przez wymian� elementów ................................................................ 1386Rozwi�zywanie problemów za pomoc� procedury uruchomieniowej ........................................... 1387Problemy pojawiaj�ce si� w trakcie przeprowadzania procedury POST ....................................... 1388Problemy sprz�towe wyst�puj�ce po uruchomieniu systemu ......................................................... 1389Problemy z uruchamianiem programów ........................................................................................ 1389Problemy zwi�zane z kartami rozszerze� ...................................................................................... 1389Najcz��ciej spotykane problemy .................................................................................................... 1390

Dodatek A S�ownik ............................................................................................................1403

Skorowidz ..........................................................................................................................1495

Rozdzia� 15.

Porty wej�cia-wyj�cia— od szeregowegoi równoleg�egodo IEEE 1394 i USB

WprowadzenieNiniejszy rozdzia� po�wi�cimy podstawowym zewn�trznym interfejsom wej�cia-wyj�cia nowoczesnegokomputera PC. Przedstawione omówienie obejmie zarówno tradycyjne porty szeregowe oraz równoleg�e, obecnew komputerach PC „od zawsze”, jak i nowocze�niejsz� uniwersaln� magistral� szeregow� USB (ang. universalserial bus) wypieraj�c� klasyczne porty szeregowe i równoleg�e, a tak�e z��cze IEEE 1394 (FireWire/i.LINK;IEEE to skrót od Institute of Electrical and Electronic Engineers). Do zewn�trznych interfejsów wej�cia--wyj�cia zalicza si� równie� eSATA, ale jako pochodn� wewn�trznego interfejsu SATA pominiemy j� w tymzestawieniu (interfejs SATA jest omawiany szerzej w rozdziale 7., zatytu�owanym „Interfejs ATA/IDE”).Kolejnym interfejsem, który mo�na by zaliczy do zewn�trznych, jest uniwersalny interfejs SCSI; jednakw dzisiejszych komputerach PC stosuje si� go dos�ownie sporadycznie. Architektura magistrali SCSI jest dok�ad-nie omawiana w ksi��ce Rozbudowa i naprawa serwerów.

Obecnie dwoma najpopularniejszymi wysoko wydajnymi architekturami magistrali szeregowej dla stacjonarnychi przeno�nych komputerów PC s� USB i IEEE 1394 (okre�lana te� jako i.Link lub FireWire). Dla ka�dego typuinterfejsu dost�pne s� dwie wersje — USB 1.1 i USB 2.0 oraz IEEE 1394a (FireWire 400) i IEEE 1394b (FireWire800). Porty USB i IEEE 1394 nale�� do rodziny portów komunikacyjnych o du�ej szybko�ci, których mo�liwo�ciznacznie przewy�szaj� te, które dost�pne s� w starszych standardowych portach szeregowych i równoleg�ych.Mog� wr�cz s�u�y jako alternatywa dla cenionego po��czenia SCSI, zw�aszcza gdy rozwa�amy pod��czanieurz�dze� zewn�trznych. Poza wydajno�ci�, istotn� cech� tych rozwi�za� jest uniwersalno� urz�dze� wej�cia--wyj�cia — z jednego rodzaju portu mog� korzysta wszystkie rodzaje urz�dze� peryferyjnych.

Dlaczego szeregowe?By�a ju� mowa o tym, �e technologia stoj�ca za magistralami USB i IEEE 1394 ma charakter magistrali szere-gowej. Obecn� tendencj� wysoko wydajnych rozwi�za� komunikacyjnych jest rozwój architektury szeregowej,której wyró�nikiem jest przesy�anie pojedynczych bitów danych. Poniewa� architektura równoleg�a korzystaz 8, 16 lub wi�kszej liczby po��cze� (umo�liwia przesy�anie 8, 16 lub wi�kszej liczby bitów jednocze�nie),


jest zasadniczo rozwi�zaniem wydajniejszym, umo�liwiaj�cym uzyskanie wi�kszej szybko�ci przesy�ania danychprzy tej samej szybko�ci zegara taktuj�cego. Okazuje si�, �e magistrala szeregowa wci�� wykazuje przewag�nad magistral� równoleg��, zw�aszcza dlatego, �e zwi�kszenie szybko�ci zegara ��cza szeregowego jest znacznieprostsze ni� zwi�kszenie szybko�ci zegara ��cza równoleg�ego, wi�c strata na zrównolegleniu transmisji bitówjest rekompensowana wi�kszymi szybko�ciami magistral szeregowych.

Ogólnie rzecz bior�c, po��czenia równoleg�e sprawiaj� kilka istotnych problemów, z których podstawowe toprzesuni�cie i dr�enie sygna�u. Jest to podstawowa przyczyna, która sprawia, �e wysoko wydajne magistralerównoleg�e, takie jak SCSI, nie mog� obs�ugiwa po��cze� d�u�szych ni� 3 m. Mimo �e 8 czy 16 bitów danychzostaje wys�anych w tym samym czasie, opó�nienia transmisji sygna�u sprawiaj�, �e cz�� z nich dociera doodbiornika pó�niej ni� pozosta�e. Im d�u�szy kabel, tym wi�kszy jest ró�nica w czasie pomi�dzy przybyciempierwszego bitu a ostatniego. Ró�nica taka jest okre�lana jako przesuni�cie sygna�u (ang. signal skew). Unie-mo�liwia ona uzyskanie wy�szych szybko�ci przesy�ania danych i stosowanie d�u�szych po��cze�. Dr�enie(ang. jitter) to z kolei tendencja do fluktuacji napi�cia sygna�u, bezpo�rednio po osi�gni�ciu przeze� oczekiwanegopotencja�u.

W przypadku magistrali szeregowej kolejne bity danych s� wysy�ane pojedynczo. Poniewa� nie ma tu koniecz-no�ci obs�ugi równoleg�ego odbioru wielu bitów równocze�nie i zwi�zanych z ni� problemów, szybko� zegarataktuj�cego mo�e by wielokrotnie wy�sza. Skutkiem tego, kiedy szybko� transmisji danych przez portrównoleg�y EPP/ECP mo�e wynosi 2,77 MB/s, szybki port szeregowy IEEE 1394a pozwala osi�gn� 400 Mb/s(50 MB/s) — co oznacza 25-krotnie wy�sz� wydajno�. Port USB 2.0 pozwala korzysta z szybko�ci 480 Mb/s(60 MB/s), 30-krotnie wy�szej ni� port równoleg�y. Nowsze porty IEEE 1394b (FireWire800) oferuj� szybko�transmisji wynosz�c� 800 Mb/s (100 MB/s), co oznacza, �e s� oko�o 50 razy szybsze od portów równoleg�ych!

Przy wy�szych szybko�ciach zegara taktuj�cego sygna�y przesy�ane równoleg�e ulegaj� zjawisku interferencji.W przypadku po��czenia szeregowego, gdy stosowany jest tylko jeden lub dwa przewody, interferencja czy prze-s�uch s� znikome.

Produkcja okablowania równoleg�ego jest dro�sza. Poza konieczno�ci� u�ycia wi�kszej ilo�ci przewodów,ich konstrukcja musi zapobiega przes�uchowi i interferencji pomi�dzy s�siaduj�cymi kana�ami danych. St�dwysoka cena okablowania SCSI. Przeciwie�stwem tego jest okablowanie szeregowe. Poczynaj�c od mniejszejilo�ci przewodów, nawet przy du�ej szybko�ci przesy�ania danych nie jest wymagane stosowanie wyrafinowanychtechnologii ekranowania. Znacznie u�atwia to transmisj� danych na du�e odleg�o�ci. Dopuszczalne d�ugo�ci po��-cze� równoleg�ych s� znacznie ni�sze.

Wymienione tu cechy charakterystyczne obu typów po��cze� — w po��czeniu z rosn�cym zapotrzebowaniem nainterfejsy automatycznie konfigurowanych urz�dze� zewn�trznych i ograniczenie ilo�ci z��czy komputerówprzeno�nych — doprowadzi�y do opracowania nowych technologii wysoko wydajnych magistral komunikacjiszeregowej. USB jest ju� standardem, którego obs�ug� zapewnia praktycznie ka�dy komputer. Jest to uniwersalny,szybki interfejs urz�dze� zewn�trznych. Nie sprawia problemów zwi�zanych ze zgodno�ci� urz�dze� i jest po-wszechnie dost�pny. Coraz popularniejszy staje si� równie� interfejs IEEE 1394 (bardziej znany jako FireWire).Mimo �e zakres jego zastosowa� jest jeszcze do� w�ski — jak przy��czanie cyfrowych kamer wideo — jestcoraz cz��ciej stosowany na tych nowych obszarach, gdzie wymagana jest najwy�sza wydajno�, jak komunika-cja ze skanerami wysokiej rozdzielczo�ci, zewn�trznymi dyskami twardymi czy sieci�.

Porównanie IEEE 1394 i USB 1.1/2.0Pe�ne omówienie magistral USB i IEEE 1394 znajduje si� nieco dalej, dobrze b�dzie jednak zacz� od porów-nania obu interfejsów. Podobie�stwo implementacji oraz funkcji portów USB i 1394 powoduje nieco zamiesza-nia dotycz�cego ró�nic wyst�puj�cych pomi�dzy nimi. W tabeli 15.1 przedstawione jest podsumowanie ró�nicmi�dzy tymi technologiami.

Obecnie USB jest najpopularniejszym z nowoczesnych interfejsów urz�dze� peryferyjnych. Pod tym wzgl�demnie mo�na go porówna z �adnym innym. Zadba�a o to firma Intel, która zaprojektowa�a interfejs i wprowa-dzi�a jego obs�ug� we wszystkich uk�adach p�yt g�ównych ju� w 1996 roku, a wkrótce podobn� drog� poszli inniznacz�cy producenci podzespo�ów dla komputerów PC. Nieliczne p�yty g�ówne z interfejsami 1394a i 1394b s�trudne do kupienia — na rynku masowym praktycznie nie istniej�. Koszt dodatkowego obwodu (i wymaganej

Rozdzia� 15. � Porty wej�cia-wyj�cia — od szeregowego i równoleg�ego do IEEE 1394 i USB 1021

Tabela 15.1. Porównanie IEEE 1394 i USB

IEEE 1394a/i.Link/FireWire 400

IEEE 1394b/FireWire 800

USB 1.1 USB 2.0

Wymagana stacjag�ówna — komputer PC

Nie Nie Tak Tak/Nie1

Najwi�ksza liczbaurz�dze�

63 63 127 127

Hot-swap (pod��czanie„na gor�co”)

Tak Tak Tak Tak

Najwi�ksza d�ugo�kabla ��cz�cegourz�dzenia

4,5 metra 4,5 metra (9-stykowykabel miedziany),100 metrów (kabel�wiat�owodowy)2

5 metrów 5 metrów

Szybko� przesy�aniadanych

400 Mb/s (50 MB/s) 800 Mb/s (100 MB/s) 12 Mb/s (1,5 MB/s) 480 Mb/s (60 MB/s)

Szybko�ci proponowanedla przysz�ych modeli

Brak 1600 Mb/s (400 MB/s),3200 Mb/s (800 MB/s)

Brak Brak

Typowe urz�dzenia Kamery DV, aparatycyfrowe wysokiejrozdzielczo�ci,HDTV, przystawkido telewizorów,wydajne stacje dysków,skanery wysokiejrozdzielczo�ci,elektroniczneinstrumenty muzyczne

Wszystkie urz�dzeniazgodne ze standardem1394a

Klawiatury, myszy,joysticki, aparatycyfrowe niskiejrozdzielczo�ci,stacje dyskówo niskiej szybko�citransmisji, modemy,drukarki, skaneryniskiej rozdzielczo�ci

Wszystkieurz�dzenia USB 1.1,kamery DV, aparatycyfrowe wysokiejrozdzielczo�ci,HDTV, przystawkido telewizorów,wydajne stacjedysków, skanerywysokiejrozdzielczo�ci

1 Zgodno�� z USB On-The-Go oznacza mo�liwo�� pracy bez komputera PC.2 W przypadku szybko�ci 100 Mb/s (maksymalnie 100 m) mo�na zastosowa� kabel UTP CAT 5, natomiast przy szybko�ciach

100 i 200 Mb/s (maksymalnie 50 m) �wiat�owód o profilu skokowym, wykonany z tworzywa sztucznego.

przez firm� Apple op�aty licencyjnej wynosz�cej za ka�dy system 0,25 dolara, czyli jakie� 80 groszy), w po��-czeniu z faktem, �e we wszystkich p�ytach jest ju� dost�pny interfejs USB, znacznie ogranicza popularno�magistrali 1394 (FireWire).

Interfejs 1394 ma jedn� przewag� nad interfejsami USB 1.1 i USB 2.0: nie wymaga obecno�ci tak zwanego hostamagistrali, czyli urz�dzenia zarz�dzaj�cego magistral�, którym najcz��ciej jest komputer PC. Urz�dzeniazgodne z USB 1.1 i USB 2.0 mog� si� komunikowa ze sob� wy��cznie za po�rednictwem komputera PC alboinnego urz�dzenia implementuj�cego funkcje zarz�dzania magistral�. Dla porównania: interfejs 1394 przewi-duje ��czenie par urz�dze� bezpo�rednio ze sob� i ka�de z tych urz�dze� mo�e pe�ni rol� kontrolera magi-strali i zarz�dza transferami. Ma to pewien wp�yw na wydajno� interfejsu, poniewa� przepustowo� transferupomi�dzy urz�dzeniami komunikuj�cymi si� przez magistral� USB jest �ci�le zale�na od wydajno�ci komputerapo�rednicz�cego w transferze — w przypadku interfejsu FireWIre transfer jest niezale�ny od po�rednicz�cegokontrolera i jest ograniczony jedynie wydajno�ci� po��czonych ze sob� urz�dze�. Na przyk�ad interfejs 1394mo�na wykorzysta do bezpo�redniego po��czenia kamery DV z magnetowidem DV-VCR. Podobn� mo�liwo�,czyli po��czenie bez po�rednictwa kontrolera zarz�dzaj�cego magistral� dla urz�dze� USB, wprowadzi� suple-ment standardu USB 2.0, tzw. USB-On-The-Go, opracowany w 2001 roku. Ale standard USB-On-The-Go nieby� projektowany jako konkurencja dla FireWire. USB-On-The-Go mia� raczej na celu u�atwienie ��czenia zesob� coraz wi�kszej ilo�ci urz�dze� elektronicznych, jakie wykorzystujemy w codziennym �yciu i pracy —cyfrowych aparatów fotograficznych, telefonów komórkowych i cyfrowych odtwarzaczy d�wi�ku i wideo;dzi�ki temu urz�dzenia te mog� wymienia informacje bezpo�rednio ze sob�, mog� by te� np. pod��czane bez-po�rednio do drukarek: w ten sposób mo�na wydrukowa zdj�cia wprost z aparatu fotograficznego, bez koniecz-no�ci w��czania komputera PC.


Ostatni standard z rodziny USB to USB bezprzewodowe — Certified Wireless USB, wprowadzone w 2005 roku;do dzi� jednak nie uda�o si� spopularyzowa tego standardu i zapewne nast�pi to dopiero w najbli�szej przy-sz�o�ci.

Poniewa� zarówno USB, jak i 1394 (FireWire) zapewniaj� zbli�one lub identyczne mo�liwo�ci i wydajno�,kryterium wyboru powinien by rodzaj pod��czanych urz�dze�. Je�eli cyfrowa kamera wideo dysponuje wy��cz-nie z��czem 1394 (i.Link/FireWire), niezb�dne b�dzie zainstalowanie w komputerze karty 1394 FireWire (o ilenie dysponujemy z��czem na p�ycie g�ównej). Wi�kszo� urz�dze� pami�ci masowej, wej�cia-wyj�cia i innych,przeznaczonych przede wszystkim do wspó�pracy z komputerem PC, to urz�dzenia USB. Urz�dzenia nale��cedo grupy sprz�tu wyposa�one s� zazwyczaj w z��cze 1394. Mimo to wiele urz�dze� jest obecnie wyposa�onychzarówno w interfejs USB 2.0, jak i 1394, co umo�liwia zastosowanie ich w jak najwi�kszej liczbie komputerów.

Wydajno�� — mity i faktyJaki� czas temu otrzyma�em list od pewnego dociekliwego ucznia, który na klasówce z informatyki mia� odpo-wiedzie na nast�puj�ce pytanie: „Co jest szybsze: USB 2.0 czy FireWire 400 (1394a)?”. Jako prawid�ow�odpowied� poda� USB 2.0, poniewa� standard USB 2.0 przewiduje nominalnie przepustowo� magistrali rz�du480 Mb/s (60 MB/s), a FireWire 400 to nominalnie 400 Mb/s (50 MB/s). Có�, kiedy przysz�o do og�oszeniaocen, ów ucze� by� zaszokowany punktacj� za to pytanie. W klasie dosz�o do dyskusji, nauczyciel potwierdzi�specyfikacje standardów, ale argumentowa�, �e szybko� transferu zale�y równie� od wewn�trznych narzutówprotoko�ów i magistral — i �e w praktyce z��cze FireWire okazuje si� szybsze ni� USB, mimo �e papierowawydajno� przemawia wyra�nie na rzecz USB. Zosta�em wi�c zapytany o brzmienie prawid�owej odpowiedzi natak postawione pytanie.

Waha�em si� — testy nie powinny zawiera takich pyta�, poniewa� tak sformu�owane nie s� jednoznacznei w zasadzie mo�na by si� upiera przy obu odpowiedziach. Na przyk�ad nie by�o doprecyzowane znaczenies�owa „szybsze” — nie wiadomo, czy mia�o si� odnosi do nominalnych transferów jednej i drugiej magistrali,czy mo�e do wydajno�ci obserwowanej w praktyce, np. przy wymianie plików pomi�dzy urz�dzeniami. A je�lichodzi�o o wydajno� rzeczywist�, to w jakich okoliczno�ciach mia�aby by mierzona? W konfrontacji z tegorodzaju pytaniami trzeba wybra jedn� z odpowiedzi i najlepiej nie g�ówkowa przy tym zbyt wiele. Ale je�liwzi� pod uwag�, �e pomiary wydajno�ci w warunkach rzeczywistych s� obarczone niepewno�ci� wieluzmiennych, najlepiej trzyma si� transferów nominalnych, okre�lonych w standardach — taka odpowied� b�dzienajprostsza i najbli�sza prawdy. W tym przypadku wybór w�a�ciwej odpowiedzi by�by wi�c prosty: USB 2.0oferuje transfer z szybko�ci� 480 Mb/s (60 MB/s), a 1394a osi�ga transfer rz�du 400 Mb/s (50 MB/s), wi�c USBjest szybsze.

Zdaj� sobie spraw�, �e niejeden z Czytelników nie zgodzi si� z tym stanowiskiem (a na pewno nie zgodzi si�z nim ów nauczyciel, który egzaminowa� uczniów z wy�szo�ci USB nad FireWire i odwrotnie). Wiele osóbuwa�a (wykazuj� to zreszt� równie� liczne testy), �e podczas gdy USB jest szybsze nominalnie, w praktycewydajniejszy jest jednak interfejs FireWire. Nie chcia�bym rzuca niepopartych niczym stwierdze�, ale napewno mo�na powiedzie tyle, �e na wydajno� ka�dego interfejsu czy magistrali w komputerze PC wp�ywawiele rozmaitych czynników, których nie da si� wywnioskowa z go�ej specyfikacji. Ale je�li nawet wielu ludziobserwuje praktyczn� wy�szo� FireWire nad USB, trzeba pami�ta o tym, �e architektury USB i FireWire s�znacz�co od siebie ró�ne i niekoniecznie da si� je wprost porówna, a ju� na pewno nie w ka�dych warunkachjeden interfejs b�dzie szybszy od drugiego — nie mo�na tego zak�ada, nie znaj�c szczegó�owych warunkówtransferu.

�eby nie by go�os�ownym, przeprowadzi�em na w�asn� r�k� kilka testów i zapisa�em ich wyniki. Wykorzysta�emw nich dysk firmy Maxtor, o pojemno�ci 250 MB i pr�dko�ci obrotowej 7200 obr./min w obudowie zewn�trznejobs�uguj�cej zarówno interfejs FireWire 400 (1394a), jak i interfejs USB 2.0. Dysk by� sformatowany tak, �ezawiera� pojedyncz� partycj� FAT32 i by� mniej wi�cej w po�owie wype�niony danymi. Utworzy�em na nimfolder tymczasowy, skopiowa�em do niego 300-megabajtowy plik wideo i nazwa�em go TEMP1.AVI. Celowowybra�em du�y plik, �eby nie zmie�ci� si� we wszelkich buforach i pami�ciach podr�cznych, czy to systemu,do którego pod��cza�em dysk, czy te� samego dysku.


W testach wykorzysta�em dwa ró�ne komputery; oba posiada�y z��cza FireWire 400 i USB 2.0. By�y to:� komputer nr 1: komputer osobisty z procesorem Pentium 4 3,6 GHz i 1 GB pami�ci RAM (z systemem

Windows XP);� komputer nr 2: laptop z procesorem Pentium M 1,7 GHz i 1 GB pami�ci RAM (z systemem Windows XP).

Test przepustowo�ci interfejsu polega� na skopiowaniu pliku TEMP1.AVI do pliku TEMP2.AVI (w tym samymfolderze tymczasowym) i pomiarze czasu wykonania operacji (w sekundach). Takie kopiowanie oznacza najpierwodczytanie ca�ego pliku, a potem zapis tego pliku z powrotem na dysku zewn�trznym (pod inn� nazw�), a wi�cobejmuje dwukierunkowy transfer danych o znacznej obj�to�ci. Do testu wykorzysta�em dwa ró�ne polecenia(COPY i XCOPY); ka�de z nich uruchamia�em czterokrotnie, odrzucaj�c wynik pierwszego pomiaru i zapisuj�c trzykolejne. Oto kompletne polecenia inicjuj�ce kopiowanie plików:

COPY /Y TEMP1.AVI TEMP2.AVIXCOPY /Y TEMP1.AVI TEMP2.AVI

Prze��cznik /Y w poleceniach kopiuj�cych wymusza nadpisanie pliku docelowego bez pytania o zezwo-lenie, dzi�ki czemu mo�na by�o powtarza� polecenie wielokrotnie bez konieczno�ci potwierdzaniakopiowania i tym samym bez opó�niania wykonania polecenia.

Do zmierzenia czasu wykonania poszczególnych operacji kopiowania wykorzystane zosta�o narz�dzieTimeIt — jest to narz�dzie uruchamiane z poziomu wiersza polece, s�u��ce w�a�nie do pomiaruczasu wykonania. Program TimeIt.exe znajduje si� w zestawie narz�dzi dodatkowych dla systemuWindows Server 2003 (Resource Kit Tools); mo�na je te� pobra� ze strony firmy Microsoft, spodadresu http://go.microsoft.com/fwlink/?LinkId=4544.

Czasy (w sekundach) wykonania poszczególnych operacji kopiowania w poszczególnych przebiegach na szyb-szym komputerze osobistym podaje tabela 15.2.

Tabela 15.2. Zestawienie czasów kopiowania 300-megabajtowego pliku pomi�dzy dyskiem zewn�trznyma komputerem osobistym (3,6 GHz)

Komputer osobisty (procesor Pentium 4 3,6 GHz) USB 2.0 [s] FireWire 400 [s]

pierwsze wykonanie 20,65 23,23

drugie wykonanie 20,60 23,45

trzecie wykonanie 20,76 23,28

COPY (plik 300 MB):

�rednio: 20,67 23,32

USB kontra FireWire 12,82% –11,36%




XCOPY (plik 300 MB):

�rednio: 12,52 15,62

USB kontra FireWire 24,73% –19,83%

XCOPY kontra COPY 65,05% 49,30%

Jak wida, na szybkim komputerze kopiowanie plików by�o od 13% (przy u�yciu polecenia COPY) do 25% (przyu�yciu polecenia XCOPY) szybsze w przypadku interfejsu USB ni� w przypadku interfejsu FireWire. Przy okazjiwarto odnotowa, �e niezale�nie od interfejsu polecenie XCOPY by�o szybsze od polecenia COPY (od 49% do 65%).

Czasy wykonania testowych polece� dla wolniejszego komputera — laptopa z procesorem 1,7 GHz — wymie-nia tabela 15.3.

Tutaj z kolei wida, �e kiedy transfer dotyczy wolniejszego komputera — laptopa — kopiowanie pliku pomagistrali USB okazuje si� od 21% (za pomoc� polecenia COPY) do 18% (za pomoc� polecenia XCOPY) wol-niejsze, ni� w przypadku magistrali FireWire. Przy okazji wida, �e w takiej konfiguracji polecenie XCOPY jestod 52% do 57% szybsze ni� COPY — wy�szo� XCOPY jest wyra�na niezale�nie od interfejsu.


Tabela 15.3. Zestawienie czasów kopiowania 300-megabajtowego pliku pomi�dzy dyskiem zewn�trznyma komputerem osobistym (1,7 GHz)

Laptop (procesor Pentium M 1,7 GHz) USB 2.0 [s] FireWire 400 [s]




COPY (plik 300 MB):

�rednio: 30,50 24,13

USB kontra FireWire –20,87% 26,37%




XCOPY (plik 300 MB):

�rednio: 19,37 15,83

USB kontra FireWire –18,26% 22,34%

XCOPY kontra COPY 57,44% 52,42%

Który z interfejsów okazuje si� wi�c szybszy „w praktyce”? W naszym eksperymencie przy kopiowaniu plikuz szybkiego komputera PC i na ten komputer przewag� wykazywa�a magistrala USB 2.0; z kolei na wolniejszymkomputerze szybsze by�o z��cze FireWire. Ale to nie wszystko — zauwa�y�em te� inny interesuj�cy szczegó�:wzgl�dna wydajno� komputera mia�a znaczny wp�yw na efektywno� transferu w przypadku USB 2.0, a prak-tycznie wcale nie wp�ywa�a na pr�dko� kopiowania za pomoc� z��cza FireWire. Wida to dobrze w tabeli 15.4.

Tabela 15.4. Porównanie czasu kopiowania 300-megabajtowego pliku na stacjonarnym komputerzePentium 4 3,6 GHz i na laptopie Pentium M 1,7 GHz

Operacja USB 2.0 FireWire 400

COPY (plik 300 MB) 47,54% szybciej 3,49% szybciej

XCOPY (plik 300 MB) 54,67% szybciej 1,37% szybciej

Komputer z szybszym procesorem (i ogólnie wydajniejszy, jako stacjonarny) wykazywa� wyra�ne przyspiesze-nie kopiowania pliku po magistrali USB 2.0 (w porównaniu z wolniejszym laptopem o 48% i 55%); z koleizale�no� wydajno�ci z��cza FireWire od wydajno�ci komputera wynosi�a zaledwie od 1% do 3%. Innymis�owy, czasy transferów po z��czu FireWire by�y praktycznie identyczne na komputerze stacjonarnym i na lapto-pie, mimo �e oba systemy mocno ró�ni� si� wydajno�ci� ogóln�. To jednak zrozumia�e, skoro magistrala FireWireoperuje po��czeniami bezpo�rednimi, bez konieczno�ci zarz�dzania transferem przez komputer (w roli kontro-lera magistrali). Innymi s�owy, ró�nice w konstrukcji obu magistral powoduj�, �e w przypadku magistrali USBna wydajno� transferu du�y wp�yw ma ogólna wydajno� komputera, a w przypadku FireWire wydajno�jest niezale�na od wydajno�ci komputera.

Kolejna ciekawa obserwacja: metoda kopiowania pliku w ramach testu (raz poleceniem COPY, raz poleceniemXCOPY) mia�a wi�ksze znaczenie dla szybko�ci kopiowania, ni� zastosowany interfejs i ogólna wydajno� kom-putera. Prowokuje to do kolejnych pyta�: czy pojawi�yby si� jeszcze jakie� ró�nice, gdyby testowa kopio-wanie na ró�ne formaty partycji (np. NTFS i FAT32)? Czy robi�oby ró�nic� kopiowanie wielu mniejszychplików zamiast jednego du�ego? I jeszcze, czy wyniki by�yby inne, gdyby w obu komputerach zamontowane by�yidentyczne chipsety obs�uguj�ce USB i FireWire (wymaga�oby to pewnie przeprowadzenia testu na dwóch kom-puterach stacjonarnych, z zamontowanymi identycznymi kartami rozszerze� ze z��czami USB 2.0 i FireWire)?

Wi�c jaka jest w�a�ciwa odpowied� na pytanie z klasówki? Je�li pytanie brzmia�o dos�ownie: „Co jest szybsze,USB 2.0 czy FireWire 400 (1394a)?”, odpowiedzia�bym USB, opieraj�c si� wy��cznie na danych technicznych(480 Mb/s kontra 400 Mb/s). Gdyby za� pytanie brzmia�o: „Co jest szybsze przy kopiowaniu 300-megabajtowegopliku na dysku z partycj� FAT32 w systemie Windows XP: USB 2.0 czy FireWire 400 (1394a)?”, odpowie-dzia�bym, �e zale�nie od u�ytego sprz�tu i metody kopiowania plików ka�de z nich mo�e by szybsze. Jedyn�


wad� klasówki, od której zacz��y si� wszystkie te dywagacje, by� brak �wiadomo�ci nauczyciela, �e wszelkietesty i pomiary wymagaj� uwzgl�dnienia znacznej liczby zmiennych i okoliczno�ci — nie ma prostych odpo-wiedzi na niejednoznaczne pytania!

Universal Serial Bus (USB)Universal Serial Bus (USB, uniwersalna magistrala szeregowa) to magistrala urz�dze� peryferyjnych, zaprojek-towana pod k�tem zapewnienia mo�liwo�ci korzystania z mechanizmów Plug and Play urz�dzeniom zewn�trz-nym. Magistrala USB pozwala unikn� korzystania z portów specjalizowanych, ogranicza potrzeb� korzystaniaz dodatkowych kart wej�cia-wyj�cia (dzi�ki czemu do��czenie nowego urz�dzenia nie wymaga rekonfigu-rowania komputera) i zasobów sprz�towych komputera, takich jak linie ��dania przerwania (IRQ). Niezale�nieod liczby przy��czonych do portów USB urz�dze� wykorzystywana jest tylko jedna linia IRQ. Urz�dzeniaUSB s� automatycznie wykrywane i konfigurowane w momencie ich fizycznego przy��czenia do komputera,bez konieczno�ci ponownego uruchamiania systemu czy uruchamiania specjalnych programów. Pojedynczamagistrala USB umo�liwia pod��czenie do 127 urz�dze�. Urz�dzenia takie jak klawiatura czy monitor mog�pe�ni funkcj� „rozdzielaczy” — tzw. koncentratorów. Kable, z��cza, koncentratory i urz�dzenia USB oznaczanes� jednolitymi piktogramami, przedstawionymi na rysunku 15.1. Zwrómy uwag� na znak plusa, obecny najednym z piktogramów. Sygnalizuje on zgodno� ze specyfikacj� USB 2.0 (Hi-Speed USB). Podzespo�y zgodnez t� specyfikacj� mog� równie� wspó�pracowa ze starszymi, zgodnymi z USB 1.x. Praktycznie wszystkiekomputery wyprodukowane w ci�gu kilku ostatnich lat posiadaj� porty w obu standardach, wi�c „plusik” przylogo USB 2.0 bywa ju� cz�sto pomijany.

Rysunek 15.1.Piktogramy opisuj�ce kable,z��cza, koncentratoryi urz�dzenia peryferyjne USB

Podstaw� popularno�ci USB by�o zainteresowanie si� nim przez firm� Intel. W��czy�a ona obs�ug� USB do wszyst-kich swoich chipsetów, poczynaj�c od uk�adu mostka po�udniowego PIIX3 (wprowadzonego w 1996 roku).Pozostali producenci chipsetów szybko dopasowali swoje uk�ady. Wynikiem tego jest powszechno� wyst�po-wania magistrali USB w komputerach stacjonarnych i przeno�nych, dorównuj�ca powszechno�ci tradycyjnychportów szeregowych i równoleg�ych.

Poza firm� Intel w pracach nad specyfikacj� nowej magistrali bra�y udzia� firmy Compaq, Digital, IBM, Microsoft,NEC i Northern Telecom. Za�o�y�y one organizacj� o nazwie USB Implementers Forum (USB-IF, forum wytwór-ców USB), której zadaniem by�o opracowanie, rozwijanie i promocja architektury USB.

Zajrzyj do podrozdzia�u „Chipsety” znajduj�cego si� na stronie 295.

Organizacja USB-IF og�osi�a specyfikacj� USB 1.0 w styczniu 1996 roku, USB 1.1 we wrze�niu 1998 roku,a USB 2.0 w kwietniu 2000 roku. Wersja 1.1 by�a jedynie uzupe�nieniem, maj�cym na celu wyja�nienie niejasno-�ci zwi�zanych z implementacj� koncentratorów i kilkoma innymi elementami specyfikacji. Zgodno� z USB 1.1zapewnia powinna wi�kszo� urz�dze�, nawet je�eli powsta�y jeszcze przed og�oszeniem tej wersji standardu.W wersji 2.0 wprowadzono ju� powa�ne zmiany, umo�liwiaj�c korzystanie z 40-krotnie wy�szej przepustowo�cibez utraty zgodno�ci z urz�dzeniami zaprojektowanymi wcze�niej. Porty USB mo�na instalowa w starszychkomputerach, przy u�yciu kart rozszerze� (w przypadku komputerów stacjonarnych) lub kart PC (w kompute-rach przeno�nych z obs�ug� Cardbus). W podobny sposób mo�na zapewni obs�ug� USB 2.0 w komputerzewyposa�onym standardowo w z��cza USB 1.1. W po�owie 2002 roku obs�uga czterech lub wi�kszej liczby portówUSB 2.0 sta�a si� standardem architektury p�yt g�ównych. W przypadku komputerów przeno�nych trzeba by�otroch� wi�cej czasu. Dopiero z pocz�tkiem 2003 r. wi�kszo� notebooków i laptopów by�a standardowo wypo-sa�ona w porty USB 2.0.


Zasady funkcjonowania magistrali USBUSB 1.1 umo�liwia transmisj� z szybko�ci� 12 Mb/s (1,5 MB/s) przy u�yciu prostego, 4-�y�owego kabla. Dog�ównego koncentratora magistrali przy��czy mo�na 127 urz�dze� (zarówno urz�dze� funkcyjnych, jak i kon-centratorów). Topologia po��cze� ma charakter warstwowo-gwiazdowy. Wykorzystywane s� w niej koncen-tratory, które mog� znajdowa si� wewn�trz komputera lub dowolnego z urz�dze�, mog� te� by elementamisamodzielnymi.

Warto zwróci uwag�, �e przy teoretycznej mo�liwo�ci przy��czenia 127 urz�dze� wszystkie korzystaj� z tegosamego, 12-megabajtowego, pasma przepustowo�ci. Oznacza to, �e ka�de nowe, aktywne urz�dzenie zmniejszawydajno� komunikacji pozosta�ych. W praktyce rzadko stosowane s� konfiguracje z�o�one z wi�kszej liczbyurz�dze� ni� 8.

Dla urz�dze� niewymagaj�cych du�ej szybko�ci komunikacji, takich jak urz�dzenia wskazuj�ce (mysz) i kla-wiatury, architektura magistrali przewiduje wolniejszy kana� komunikacyjny, o wydajno�ci 1,5 Mb/s.

Przy przesy�aniu danych wykorzystywane jest kodowanie o nazwie Non Return to Zero Invert (NRZI, kodo-wanie odwrotne bez powrotu do zera). Jest to metoda kodowania danych szeregowych, w której jedynki i zeras� reprezentowane przy u�yciu zmian poziomu napi�cia, bez powrotu do poziomu odniesienia pomi�dzy kolej-nymi kodowanymi bitami. Binarne zero reprezentuje zmiana poziomu sygna�u, przy przesy�aniu jedynki napi�cienie zmienia si�. Ci�g zer powoduje wi�c seri� zmian poziomu sygna�u NRZI, a ci�g jedynek — d�ugi okres nie-zmiennego stanu napi�cia. Efektywno� takiego rozwi�zania polega na unikni�ciu wprowadzania dodatkowychimpulsów zegara, które wymaga�yby wi�kszej szeroko�ci pasma i dodatkowego czasu.

Urz�dzenia USB to albo koncentratory (ang. hub), albo urz�dzenia funkcyjne (ang. function). Urz�dzeniafunkcyjne to w�a�ciwe urz�dzenia peryferyjne: klawiatura, mysz, kamera, drukarka, telefony itd. Koncentratorwprowadza dodatkowe punkty przy��czeniowe, umo�liwiaj�ce do��czenie do magistrali dalszych urz�dze�funkcyjnych lub koncentratorów. Port komputera PC to koncentrator g�ówny (ang. root hub). Wyznacza onpunkt pocz�tkowy magistrali. Wi�kszo� p�yt g�ównych ma dwa, trzy lub cztery porty USB. Ka�dy z nichmo�na ��czy z urz�dzeniami funkcyjnymi lub dodatkowymi koncentratorami. Zasadniczo na ka�dy kon-centrator g�ówny przypadaj� po dwa porty USB.

W niektórych komputerach jeden lub dwa porty USB umieszcza si� na przedniej �cianie obudowy, co u�atwiapod��czanie urz�dze�, które nie s� sta�ym elementem systemu — jak kamery cyfrowe lub czytniki kart pami�ci.Zewn�trzne koncentratory (nazywane te� koncentratorami rodzajowymi) to przede wszystkim rozdzielaczepo��cze�. Mo�na do nich przy��cza kolejne urz�dzenia, tworz�c uk�ad gwiazdowy. Ka�dy punkt przy��-czeniowy koncentratora okre�la si� jako port (ang. port). Wi�kszo� koncentratorów ma cztery lub osiemportów, dopuszczalna jest jednak wi�ksza ich liczba. Je�eli wymagana jest wi�ksza ilo� po��cze�, do portówkoncentratora mo�na przy��cza dalsze koncentratory. Koncentrator odpowiada zarówno za komunikacj�, jaki dostarczanie zasilania do przy��czanych do niego urz�dze�.

Koncentrator to jednak nie tylko dodatkowe gniazda. Koncentrator mo�e równie� zapewnia zasilanie urz�dze�peryferyjnych. Po automatycznym wykryciu pod��czenia nowego urz�dzenia, koncentrator dostarcza 0,5 W mocy,co ma umo�liwi inicjalizacj� urz�dzenia. Oprogramowanie zainstalowane na komputerze mo�e pó�niej pod-wy�szy ilo� dostarczanej energii do wielko�ci niezb�dnej do pracy urz�dzenia. Górn� granic� jest 2,5 W.

Ró�ne urz�dzenia USB wymagaj� zasilania ró�n� moc�, mierzon� w miliamperach (mA). Urz�dzenia USBzasilane wy��cznie z magistrali (nieposiadaj�ce w�asnego zasilania sieciowego ani bateryjnego) mog� wymaganawet 500 mA (to maksymalna moc dost�pna za po�rednictwem portu USB) albo zaledwie 100 mA (i mniej).Urz�dzenia z w�asnym zasilaniem równie� pobieraj� pewn� moc z portu USB, ale zazwyczaj s� to warto�ci rz�du2 mA i mniej.

Wcielenie do USB cech technologii PnP pozwala systemowi odpytywa pod��czone urz�dzenia o ich wyma-gania co do zasilania i wystosowywa ostrze�enia w przypadku, kiedy dopuszczalne poziomy mocy zostaj�przekroczone. Jest to szczególnie istotne w przypadku USB w systemach przeno�nych (laptopy itd.), poniewa�pozwala na ograniczanie energii alokowanej dla urz�dze� zewn�trznych pod��czonych przez USB.


Koncentratory g�ówne i koncentratory z w�asnym zasilaniem (bateryjnym albo sieciowym) udost�pniaj� naka�dym porcie pe�ne 500 mA mocy. Jednak koncentratory zasilane z magistrali (czyli pozbawione w�asnego zasila-nia bateryjnego czy sieciowego) pozwalaj� rozprowadzi na porty ju� zaledwie po 100 mA, bo same korzystaj�z mocy udost�pnianej na porcie USB i rozdzielaj� t� moc na wszystkie pozosta�e. Pod��czenie do takiego kon-centratora urz�dzenia zasilanego z USB mo�e si� okaza nieskuteczne. W najgorszym przypadku mo�e doj�do uszkodzenia tego urz�dzenia — na przyk�ad wiele tzw. kluczy USB (pami�ci Flash), wymagaj�cych dopoprawnej pracy zasilania pr�dem od 200 mA do 500 mA, mo�na uszkodzi przez pod��czenie do koncentratorazasilanego z magistrali USB (który oferuje po 100 mA na port). Niektórzy producenci zabezpieczaj� swoje urz�-dzenia przed skutkami takich pod��cze�, ale osobi�cie nigdy nie pod��czam pami�ci Flash USB ani czytnika kartna USB do koncentratora nieposiadaj�cego w�asnego zasilania.

Aby okre�li wymagania pr�dowe danego urz�dzenia USB przed zakupem, nale�a�oby zapozna si� ze specy-fikacj� urz�dzenia albo skontaktowa si� z jego producentem. Aby okre�li moc dost�pn� na poszczególnychportach, a tak�e bie��ce zu�ycie pr�du przez urz�dzenia pod��czone do poszczególnych portów, wystarczyw systemie Windows otworzy Panel sterowania i poszuka w Mened�erze urz�dze� kart w�a�ciwo�ci dla ka�-dego z koncentratorów g�ównych; na kartach tych znajduj� si� zak�adki Zasilanie. Jest tam podany typ kon-centratora (zasilany z magistrali albo z zasilaniem w�asnym) oraz ilo� energii przydzielanej na port. W sekcjido��czonych urz�dze� wida wszystkie urz�dzenia pod��czone do koncentratora, wraz z wymagan� przez niemoc� (jak na rysunku 15.2).

Rysunek 15.2.Przyk�adymonitorowaniaparametrówzasilaniakoncentratorai urz�dze�pod��czonychdo portów USBw systemachWindows Vista(po lewej)i Windows XP(po prawej)

Z racji du�ej rozpi�to�ci wymaga� rozmaitych urz�dze� USB co do zasilania, a tak�e ze wzgl�du na ryzykouszkodzenia w przypadku pod��czenia do niew�a�ciwego koncentratora osobi�cie zaleca�bym stosowanie wy��cz-nie koncentratorów posiadaj�cych w�asne zasilanie, nigdy za� koncentratorów zasilanych z magistrali. Wartopami�ta, �e niektóre koncentratory USB dost�pne w sklepach nie posiadaj� swojego zasilacza sieciowego; mo�nate� jeszcze natkn� si� na koncentratory obs�uguj�ce USB 1.1. Taki koncentrator b�dzie obs�ugiwa� pod��czonedo niego urz�dzenia klasy USB 2.0 z pr�dko�ci� typow� dla USB 1.1.

Urz�dzenia pobieraj�ce moc wi�ksz� ni� 100 mA (na przyk�ad kamery internetowe czy urz�dzenie pami�cimasowej pokazane na rysunku 15.2) musz� by pod��czane do koncentratorów g�ównych albo do koncentratorówposiadaj�cych w�asne zasilanie — �wietnie nadaj� si� do tego koncentratory montowane na przyk�ad w niektó-rych klawiaturach i w monitorach.

Je�li urz�dzenie pod��czone do koncentratora z w�asnym zasilaniem przestanie dzia�a�, nale�y spraw-dzi�, czy koncentrator faktycznie jest pod��czony do zasilania — mo�e poluzowa�a si� wtyczka, a mo�ezasilacz koncentratora uleg� uszkodzeniu. W takich przypadkach koncentrator zmienia si� z zasilanegozasilaniem w�asnym na koncentrator zasilany z magistrali i mo�e udost�pnia� na portach jedyniepo 100 mA zamiast po 500 mA.


Nowy koncentrator otrzymuje jednoznaczny adres. Koncentratory mo�na ��czy kaskadowo, tworz�c w tensposób do pi�ciu poziomów magistrali (patrz rysunek 15.3). Koncentrator pracuje jako dwukierunkowy wtórnik(wzmacniak), w zale�no�ci od potrzeb powielaj�c sygna�y USB zarówno „w gór�” (do komputera), jak i „w dó�”(do urz�dze�). Przekazywane sygna�y s� monitorowane — koncentrator wykrywa sygna�y kierowane do niegoi wykonuje polecenia steruj�ce. Wszystkie pozosta�e transakcje s� przekazywane urz�dzeniom. Na rysunku 15.3kontrolerem magistrali jest komputer PC. Koncentratorami s� komputery PC, samodzielne koncentratory USB(z w�asnym zasilaniem) oraz urz�dzenia zawieraj�ce wbudowany koncentrator USB. Urz�dzeniami funkcyj-nymi s� za� urz�dzenia USB pod��czane do koncentratorów USB (g�ównych i zewn�trznych).

Rysunek 15.3.Typowy komputer PCmo�e wspó�pracowa�z wielomaurz�dzeniami USBprzy��czanymido wielu ró�nychkoncentratoróww konfiguracjidostosowanejdo wymaga��rodowiska pracy

Koncentratory USB 1.1 obs�uguj� transfery z pr�dko�ciami 12 Mb/s (tryb full-speed) oraz 1,5 Mb/s(tryb ow-speed). Koncentrator USB 2.0 obs�uguje oba tryby typowe dla standardu USB 1.1 (12 Mb/si 1,5 Mb/s) oraz macierzysty tryb urz�dze USB 2.0 o pr�dko�ci transferu do 480 Mb/s (tzw. trybhigh-speed).

Najwi�ksza dopuszczalna d�ugo� kabla ��cz�cego dwa urz�dzenia, lub urz�dzenie i koncentrator, korzystaj�cez tak zwanego trybu high-speed (USB 2.0 — 480 Mb/s) albo z trybu pe�nej szybko�ci przesy�ania danych(USB 2.0 i 1.1 — 12 Mb/s) to 5 metrów. Wymagany jest wówczas kabel ekranowany, oznaczony cyfr� 20. Naj-wi�ksza dopuszczalna d�ugo� kabla dla urz�dze� o niskiej szybko�ci komunikacji (1,5 Mb/s) to 3 metry. Sto-sowany jest wówczas kabel nieekranowany. Je�eli po��czenie jest krótsze, mo�na stosowa inne rodzaje kabli(patrz tabela 15.5).

Tabela 15.5. Najwi�ksza dopuszczalna d�ugo�� dla ró�nych typów kabli

Oznaczenie kabla Oporno�� Dopuszczalna d�ugo��

28 0,232 �/m 0,81 m

26 0,145 �/m 1,31 m

24 0,091 �/m 2,08 m

22 0,057 �/m 3,33 m

20 0,036 �/m 5,00 m

Mimo �e USB 1.1 nie zapewnia równie du�ej wydajno�ci jak po��czenia FireWire lub SCSI, pozostaje magistral�wi�cej ni� wystarczaj�c� dla urz�dze�, pod k�tem których zosta�a zaprojektowana. Przepustowo� wersji 2.0 jest40-krotnie wi�ksza i pozwala przesy�a dane z szybko�ci� 480 Mb/s, czyli 60 MB/s, dzi�ki czemu nie�le nadajesi� do pod��czania zewn�trznych dysków twardych, kart pami�ci Flash, drukarek fotograficznych i skanerów.Z nielicznymi wyj�tkami praktycznie wszystkie wspó�czesne p�yty g�ówne oraz karty rozszerze� USB obs�u-guj� szybszy tryb USB 2.0 (Hi-Speed USB). Wi�kszo� koncentratorów magistrali USB dost�pnych na rynku


równie� cechuje si� zgodno�ci� z USB 2.0, cho do dzi� kilku producentów sprzedaje równie� koncentratoryUSB 1.1. Dodatkow� zalet� tej specyfikacji jest wprowadzenie mo�liwo�ci wspó�bie�nego przesy�ania danych,co pozwoli nawet urz�dzeniom USB 1.1 przesy�a równocze�nie dane, bez blokowania magistrali.

�� Wi�cej informacji o USB 2.0 mo�na znale�� w podrozdziale „USB 2.0/Hi-Speed USB” na stronie 1032.

Rodzina specyfikacji USB (USB 1.1, USB 2.0 i USB On-the-Go) obejmowa�a rozmaite rodzaje wtyczek i gniazd,wprowadzane na przestrzeni lat rozwoju standardu. Pierwotnie zdefiniowano cztery g�ówne rodzaje z��czy:serii A, serii B, Mini-A i Mini-B. Z��cza serii A s�u�� do ��czenia urz�dzenia ze stacj� g�ówn� lub koncentratorem.W ten typ wyposa�one s� niemal wszystkie koncentratory i porty USB p�yt g�ównych. Z��cza serii B zapro-jektowane zosta�y dla urz�dze� i umo�liwiaj� cz�ste ich od��czanie. Z��cza „mini” s� mniejsze od zwyczajnychi jako takie zosta�y przewidziane g�ównie do stosowania w mniejszych urz�dzeniach, jak aparaty cyfrowe, kom-puterki PDA czy odtwarzacze muzyczne. Dla urz�dze� USB On-the-Go opracowano z��cze Mini-AB, pozwala-j�ce urz�dzeniu wyst�powa zarówno jako urz�dzenie nadrz�dne, jak i jako urz�dzenie (wzgl�dem drugiegopod��czonego urz�dzenia) podrz�dne magistrali.

W kwietniu 2006 roku do grona oficjalnych z��czy do��czy�y z��cza Micro-B i Micro-A, a w maju nast�pnegoroku z listy zatwierdzonych z��czy standardu USB usuni�to z��cza Mini-A i Mini-A. Dlatego urz�dzenia, którepojawi�y si� po pierwszej po�owie 2007 roku powinny wykorzystywa wy��cznie nowy oficjalny zestaw z��czy:A, B, Mini-B, Micro-B i Micro-AB (Micro-AB tylko w produktach OTG).

Wszystkie typy wtyków USB s� stosunkowo ma�e. W przeciwie�stwie do typowych wtyków tradycyjnychportów szeregowych i równoleg�ych, mocowanie w gnie�dzie USB nie jest wzmacniane �rubami czy zaciskami.Nie ma te� wystaj�cych cienkich nó�ek, które mog� si� zgi� czy u�ama. Cechy te zapewniaj� u�ytkownikowidu�� wygod�. Na rysunku 15.4 wida gniazda USB poszczególnych rodzajów, wraz z pasuj�cymi do nichwtyczkami USB.

Gniazdo Mini-AB umo�liwia korzystanie z wtyków Mini-A i Mini-B. Analogicznie gniazdo Micro-AB jest gniaz-dem uniwersalnym, do którego pasuj� wtyczki Micro-A i Micro-B (nie istnieje samodzielne gniazdo Micro-A).Nowsze wtyki i gniazda Mini i Micro maj� wewn�trz elementy plastykowe, które — zgodnie ze specyfikacj� —winny by oznaczone kolorami (patrz tabela 15.6).

W tabelach 15.7 i 15.8 przedstawiony jest rozk�ad styków i kolory poszczególnych �y� kabli USB. Wi�kszo�komputerów ze z��czami USB ma z ty�u jedn� lub dwie pary gniazd serii A. W niektórych jedna lub dwiepary z��czy s� dost�pne na przedniej �cianie obudowy, co u�atwia przy��czanie urz�dze� wykorzystywanychprzez krótki czas.

Magistrala USB pozostaje zgodna ze specyfikacj� Plug and Play firmy Intel, co obejmuje równie� funkcj� hotplugging, a to oznacza, �e urz�dzenia mog� by przy��czane dynamicznie, bez wy��czania zasilania czy ponow-nego uruchamiania komputera. Po w�o�eniu wtyku do gniazda, kontroler USB komputera wykrywa urz�dzenie,po czym automatycznie rozpoznaje i przypisuje mu niezb�dne zasoby i programy obs�ugi.

Systemy Windows 95B i 95C wyposa�one zosta�y w podstawowe mechanizmy obs�ugi USB 1.1. Odpowied-nich sterowników nie znajdziemy we wcze�niejszych wersjach, Windows 95 i 95A. Instalacja Windows 95Bwymaga samodzielnego zainstalowania sterownika do��czonego na dysku instalacyjnym. Jest on w pe�ni w��czonyjedynie do ostatniej odmiany, Windows 95C. Wiele urz�dze� USB nie b�dzie pracowa z jak�kolwiek odmian�Windows 95, nawet po zainstalowaniu sterowników USB.

W Windows 98 i nowszych obs�uga USB 1.1 jest standardem. Dodatkowych sterowników wymaga natomiastobs�uga USB 2.0. W wi�kszo�ci przypadków mo�na je pobra z witryny firmy Microsoft przy u�yciu funkcjiWindows Update. Oczywi�cie system Windows Vista obs�uguje standard USB 2.0.

Aby korzysta z klawiatury lub myszy USB (i urz�dze� pokrewnych) niezb�dna jest obs�uga USB przez BIOSkomputera. Zapewniaj� to wszystkie p�yty g�ówne z wbudowanymi portami USB. Dla komputerów starszychmo�na zakupi karty PCI lub PCMCIA (PC Card). Poza obs�ug� drukarek, zewn�trznych pami�ci masowych,modemów, skanerów, telefonów i kontrolerów gier umo�liwi� one równie� korzystanie z klawiatury, myszy czytrackballa USB.


Rysunek 15.4.Wtyczki i gniazda USB

Tabela 15.6. Oznaczenia miniaturowych wtyków i gniazd USB

Z��cze Kolor

Gniazdo Mini-A Bia�y

Wtyk Mini-A lub Micro-A Bia�y

Gniazdo Mini-B lub Micro-B Czarny

Wtyk Mini-B lub Micro-B Czarny

Gniazdo Mini-A/B lub Micro-AB Szary

Tabela 15.7. Rozk�ad styków dla z��czy serii A i B

Numer Nazwa Kolor przewodu Opis

1 VBUS Czerwony Zasilanie

2 – Data Bia�y Dane

3 + Data Zielony Dane

4 Ground Czarny Uziemienie

Os�ona Shield — Ekran


Tabela 15.8. Rozk�ad styków dla z��czy Mini-A i Mini-B

Numer Nazwa Kolor przewodu Opis

1 VBUS Czerwony Zasilanie

2 – Data Bia�y Dane

3 + Data Zielony Dane

4 ID — Identyfikacja A/B*

4 Ground Czarny Uziemienie

Os�ona Shield — Ekran

* U�ywany do rozró�niania pomi�dzy z��czem Mini-A a Mini-B albo pomi�dzy z��czem Micro-A a Micro-B. We wtykuMini-A lub Micro-A styk ID jest po��czony z uziemieniem, we wtyku Mini-B lub Micro-B pozostaje nie pod��czony.

Inn� zalet� specyfikacji USB jest automatyczne przypisywanie urz�dzeniom identyfikatorów, cecha znacznieu�atwiaj�ca instalacj� — u�ytkownik nie musi wprowadza oznacze� r�cznie. Dodatkowo, urz�dzenia mo�naprzy��cza i od��cza bez wy��czania komputera ani nawet restartu systemu. Aby jednak zapobiec utracie danychprzechowywanych w urz�dzeniach masowych USB, konieczne b�dzie u�ycie funkcji Od��czanie lub wysuwanieurz�dzenia lub Bezpieczne usuwanie sprz�tu, dost�pnej z poziomu paska zada� systemu Windows. Po klikni�ciuikony urz�dzenia z menu nale�y wybra pozycj� Zatrzymaj, a nast�pnie klikn� przycisk OK i przed od��cze-niem urz�dzenia poczeka, a� system poinformuje o zatrzymaniu.

Co prawda urz�dzenia USB obs�uguj� technologi� PnP, ale niekiedy po pod��czeniu urz�dzenia dokomputera konieczne jest doinstalowanie sterowników odpowiednich dla tego urz�dzenia. Je�li doku-mentacja czy instrukcja do danego urz�dzenia zawiera nakaz uprzedniego zainstalowania oprogra-mowania, nale�y to zrobi�, poniewa� w przeciwnym razie system nie b�dzie móg� zidentyfikowa�urz�dzenia. Ale je�li nawet sterownik urz�dzenia znajduje si� na do��czonej do urz�dzenia p�ycie,zaleca�bym sprawdzenie, czy na stronie producenta udost�pniane s� zaktualizowane wersje ste-rowników.

W��czanie obs�ugi USBWiele systemów wyprodukowanych jeszcze przed wprowadzeniem systemu Windows 98 w po�owie 1998 rokumia�o porty USB, ale pozostawa�y one fabrycznie wy��czone. W wielu przypadkach, zw�aszcza w przypadkup�yt g�ównych Baby-AT, nie ma mo�liwo�ci stwierdzenia, bez zdejmowania obudowy, czy obs�uga USB zosta�aw konstrukcji p�yty uwzgl�dniona. P�yty by�y sprzedawane bez odpowiednich kabli i z��czy, wyprowadzanychna tyln� �ciank� obudowy komputera.

Je�eli obs�uga USB zosta�a wy��czona w BIOS-ie komputera, restartujemy komputer i wyszukujemy grup�ustawie� (ekran) BIOS-u, w której umieszczone zosta�y opcje zwi�zane z USB. Zmieniamy ustawienie opcji„onboard USB” na „Enable”. Je�eli dost�pna jest osobna opcja, zwi�zana z IRQ, równie� powinni�my j� w��czy.Po ponownym uruchomieniu komputera, je�eli u�ywamy systemu Windows 98 lub nowszego, „nowy” kon-centrator g�ówny powinien zosta automatycznie wykryty. Konsekwencj� b�dzie automatyczne zainstalowanieodpowiednich sterowników. W przypadku pó�niejszych odmian systemu Windows 95 sterowniki trzeba naj-cz��ciej zainstalowa samodzielnie. W pierwszym wydaniu systemu Windows XP nie zawarto sterownikówUSB 2.0 — by�y dost�pne za po�rednictwem witryny aktualizacji systemu oraz w kolejnych pakietach serwi-sowych. Posiadacze takich systemów powinni zaktualizowa system za pomoc� mechanizmów aktualizacjiWindows. Do niektórych kart USB 2.0 do��czane s� osobne sterowniki udost�pniane przez producentów kart.

Je�eli komputer zosta� wyposa�ony w z��cza USB, „nowe” porty b�dzie mo�na wykorzysta od razu po zainsta-lowaniu programów obs�ugi USB. Je�eli z��cza nie zosta�y do p�yty g�ównej do��czone, musimy wybra si�do sklepu. Warto zawczasu sprawdzi uk�ad z��cza na p�ycie g�ównej. Z��cze standardowe to dwa rz�dy popi� styków. Je�eli nie ma mo�liwo�ci zakupienia odpowiedniego elementu u producenta p�yty g�ównej lubkomputera, dzwonimy do najbli�szych sklepów. Rysunek 15.5 przedstawia typowy zestaw przeznaczony do po��-czenia z p�yt� g�ówn� i monta�u na tylnej �cianie obudowy komputera.


Rysunek 15.5.Typowy zestawportów USBprzy��czanydo p�yty g�ównej

Jedn� z najwi�kszych zalet interfejsu USB jest to, �e w ka�dej konfiguracji wykorzystuje tylko jedn� lini�przerwania (IRQ) komputera. Oznacza to, �e �adne ze 127 urz�dze�, ile teoretycznie mo�emy przy��czy dojednej magistrali, nie b�dzie wymaga�o przydzielania dodatkowych zasobów. Nie by�oby to mo�liwe, gdybyka�de z nich korzysta�o z osobnego z��cza.

Interfejs USB mo�e te� zosta przystosowany do starszych urz�dze� peryferyjnych. Wi�cej informacji na tentemat zawarto w dalszej cz��ci rozdzia�u w podpunkcie „Adaptery USB”.

USB 2.0/Hi-Speed USBUSB 2.0 (nazywane te� Hi-Speed USB) to rozszerzenie specyfikacji USB 1.1, zapewniaj�ce pe�n� zgodno�ze starszymi urz�dzeniami. Wykorzystywane s� te same kable, z��cza i interfejs programowy. Nowa specyfi-kacja umo�liwia jednak 40-krotnie szybsz� komunikacj� ni� wersje 1.0 i 1.1. Du�a szybko� komunikacjiumo�liwia wykorzystanie tych samych, zgodnych z Plug and Play, metod instalowania urz�dze� do przy��cza-nia wysokiej rozdzielczo�ci kamer wideokonferencyjnych (WWW), skanerów i drukarek. Z punktu widzeniau�ytkownika, USB 2.0 nie ró�ni si� od USB 1.1 niczym, za wyj�tkiem mo�liwo�ci korzystania z szerszej gamyurz�dze�. Wszystkie urz�dzenia USB 1.1 mog� pracowa z magistral� USB 2.0 — dost�pne s� oba zdefi-niowane wcze�niej tryby wymiany danych. Zestaw trybów komunikacji magistrali USB 2.0 podsumowujetabela 15.9.

Tabela 15.9. Szybko�ci przesy�ania danych USB

Interfejs Szybko�� w megabitach na sekund� Szybko�� w megabajtach na sekund�

USB 1.1 ma�a szybko� 1,5 Mb/s 0,1875 MB/s

USB 1.1 pe�na szybko� 12 Mb/s 1,5 MB/s

USB 2.0 du�a szybko� 480 Mb/s 60 MB/s

Je�li p�yta g�ówna lub komputer dysponuje portami zgodnymi ze standardem USB 2.0 (Hi-Speed USB), mo�e bykonieczne w��czenie ich obs�ugi w uk�adzie BIOS i zainstalowanie odpowiedniego sterownika. W przeciwnymrazie tego typu porty zostan� rozpoznane jako zgodne ze standardem USB 1.1.

Szczegó�y mo�na znale�� w podrozdziale „Konfiguracja USB”, znajduj�cym si� na stronie 508.

Obs�uga szybkich urz�dze� standardu USB 2.0 wymaga obecno�ci w systemie koncentratora USB 2.0. Domagistrali wci�� mo�na przy��cza koncentratory USB 1.1, jednak wszystkie pod��czone do nich urz�dzeniai kolejne koncentratory nie b�d� mog�y uzyska wi�kszej szybko�ci komunikacji ni� dopuszczalna dla USB 1.1,


12 Mb/s (1,5 MB/s). Urz�dzenia przy��czone do koncentratorów USB 2.0 b�d� mog�y korzysta z pe�nej wydajno�ci480 Mb/s (60 MB/s). Wy�sze szybko�ci przesy�ania s� negocjowane z ka�dym urz�dzeniem niezale�nie. Je�elipewne urz�dzenie nie umo�liwia pracy z wy�sz� szybko�ci�, pozostaje przy wolniejszym trybie komunikacji.

Koncentrator USB 2.0, który pozwala korzysta z transakcji o du�ej szybko�ci, musi przekazywa dane do innychurz�dze� USB 2.0, jak równie� urz�dze� USB 1.1. Konieczno� takiej wspó�pracy wymusza wi�ksz� z�o�o-no� koncentratora i konieczno� buforowania odbieranych danych. Przy komunikacji mi�dzy urz�dzeniamiUSB 2.0, rola koncentratora ogranicza si� do powielania sygna�ów. Gdy podejmowane s� próby komunikacjiz urz�dzeniami USB 1.1, koncentrator musi buforowa i zarz�dza wymian� danych pomi�dzy kontrolerem g�ów-nym USB 2.0 (wewn�trz komputera), a mniej wydajnym urz�dzeniem USB 1.1 za pomoc� mechanizmu zwa-nego translatorem transakcji (TT). Funkcja ta powoduje, �e urz�dzenia USB 1.1 mog� pracowa jednocze�niez urz�dzeniami USB 2.0 bez wykorzystywania dodatkowej cz��ci pasma przepustowego. Niektórzy producencikart rozszerze� z portami USB 2.0 umieszczaj� na nich zarówno porty zewn�trzne, jak i wewn�trzne.

Je�li koncentrator posiada tylko jedno urz�dzenie TT dla wszystkich obs�ugiwanych portów, wydajno��dost�pu do urz�dze USB 1.1 b�dzie wyra�nie zmniejszona. Aby osi�gn�� najwy�sz� mo�liw� wydaj-no��, nale�y zaopatrzy� si� w taki koncentrator, który posiada osobne TT dla ka�dego portu USB.Oczywi�cie takie koncentratory s� dro�sze ni� modele z pojedynczym TT.

Jak sprawdzi, które urz�dzenia zosta�y przystosowane do obs�ugi danej wersji USB i czy uzyska�y certyfika-cj� forum implementatorów USB USB-IF (USB Implementers Forum)? Przede wszystkim nale�y poszukaznaków USB na urz�dzeniach — ich obecno� �wiadczy o przej�ciu testów zgodno�ci z USB, USB OTG alboWireless USB.

USB On-The-GoW grudniu 2001 roku forum USB-IF opublikowa�o suplement specyfikacji USB 2.0 nazwany USB On-The-Go(w skrócie USB OTG albo po prostu OTG). By� on zwi�zany z g�ówn� wad� USB: wymogiem po�rednictwakomputera PC w komunikacji mi�dzy urz�dzeniami. Innymi s�owy, nie mo�na wykorzysta z��cza USB lubHi-Speed USB do po��czenia dwóch kamer i wymiany zdj�, je�eli nie dysponujemy komputerem PC, któryb�dzie zarz�dza� taka operacj�. Urz�dzenia zgodne ze specyfikacj� USB On-The-Go maj� zachowa swojefunkcje jako urz�dzenia USB, zyskuj�c jednocze�nie mo�liwo� wymiany danych z innymi urz�dzeniami, któreobs�uguj� nowszy standard.

Mimo �e funkcja ta mo�e by wykorzystana przez urz�dzenia peryferyjne komputerów PC, zosta�a wprowa-dzona przede wszystkim z my�l� o rynku elektroniki u�ytkowej, gdzie komputer nie zawsze jest dost�pny.Korzystaj�c z USB On-The-Go cyfrowe magnetowidy mog� wymienia mi�dzy sob� filmy, a elektroniczneorganizery — listy kontaktów czy spotka�. Uzupe�nienie specyfikacji USB 2.0 znacznie poszerza zakres zasto-sowa� i mo�liwo�ci z��cza USB zarówno w �wiecie komputerów, jak elektroniki u�ytkowej.

Obecnie obowi�zuj�ca wersja USB OTG (wersja 1.3) zosta�a opublikowana w grudniu 2006 roku; uj��a onaszereg zmian w stosunku do poprzednich edycji, w tym wspomniane ju� zast�pienie z��czy typu Mini z��czamiMicro. Wybór pomniejszonych portów w specyfikacji USB OTG 1.3 pozwala na konstruowanie mniejszychi por�czniejszych urz�dze� przeno�nych ze z��czami USB.

Wireless USBW obliczu upowszechniania si� technologii magistrali szeregowej USB przy równoczesnym upowszechnianiusi� bezprzewodowych sieci komputerowych maria� technologii bezprzewodowej z szeregow� by� tylko kwesti�czasu. Powsta�y nawet dwie konkuruj�ce specyfikacje bezprzewodowego USB bazuj�ce na ró�nych techno-logiach radiowych w pa�mie UWB:� CableFree USB,� Certified Wireless USB.


Specyfikacja CableFree USB powsta�a w firmie FreeScale Semiconductor i zak�ada wykorzystywanie sygnali-zacji UWB-DS opracowanej przez UWB Forum. Technologia CableFree USB zosta�a jednak do� powszechniezignorowana przez producentów sprz�tu, a najbardziej udanym produktem anga�uj�cym t� technologi� by� bez-przewodowy koncentrator USB Belkin CableFree wprowadzony na rynek w 2006 roku.

Specyfikacja Certified Wireless USB zosta�a zaprezentowana przez komitet USB-IF w 2004 roku. W maju2005 roku zaprezentowano wersj� 1.0 specyfikacji, z licznymi uzupe�nieniami i poprawkami. Certified WirelessUSB wykorzystuje technologi� radiow� Wi-Media MB-OFDM, opracowan� przez WiMedia Alliance (www.wimedia.org), bazuj�c� na cz�stotliwo�ciach od 3,1 GHz do 10,6 GHz. Wykorzystanie cz�stotliwo�ci w pa�miepowy�ej 2,4 GHz (wykorzystywanej przez wi�kszo� sieci bezprzewodowych standardu 802.11) pozwalaunikn� interferencji z mnóstwem urz�dze� u�ywanych popularnie w domach i biurach. Dokonano te� podzia�uwykorzystywanego pasma na kana�y o szeroko�ci 528 MHz, co pozwala na dostosowanie transmisji UWB doregulacji i restrykcji telekomunikacyjnych obowi�zuj�cych w ró�nych krajach.

Certified Wireless USB oferuje transmisje z pr�dko�ciami do 480 Mb/s (podobnymi, jak w przypadku prze-wodowej wersji USB w trybie Hi-Spee) w odleg�o�ci do trzech metrów; powi�kszenie zasi�gu transmisji do10 metrów powoduje spadek pr�dko�ci transmisji do 110 Mb/s. Pierwsze produkty klasy Certified WirelessUSB zosta�y wprowadzone na rynek w 2007 roku. Co ciekawe, i w tym przypadku pionierem by�a firma Belkinze swoimi koncentratorami (dla przypomnienia, ta sama firma wprowadzi�a na rynek urz�dzenia konkurencyj-nego standardu CableFree US).

Oba standardy bezprzewodowych magistral szeregowych wymagaj� od u�ytkownika poprzedzania transmisjioperacj� kojarzenia urz�dze�, niejednokrotnie za pomoc� jednorazowego po��czenia kablowego; pozwala tona zestawienie bezpiecznego, szyfrowanego po��czenia pomi�dzy urz�dzeniami.

Adaptery USBJe�eli wci�� posiadamy ró�norodne urz�dzenia peryferyjne starszego typu, ale z pewnych wzgl�dów korzystneb�dzie pod��czenie ich do z��cza USB, mo�emy u�y ró�nego rodzaju przetworników. Dzi�ki nim port USBmo�e zast�pi:� port równoleg�y (drukarki),� port szeregowy,� adapter SCSI,� adapter sieci Ethernet,� z��cze klawiatury i myszy,� wyj�cie telewizyjne (wideo).

Wi�kszo� z wymienionych adapterów to niewiele wi�cej ni� kabel z wtykiem USB z jednej strony (umieszczanyw porcie USB) i odpowiednim interfejsem z drugiej. W niektórych przypadkach do niezale�nego adaptera.

To oczywi�cie pozory. Je�li modu� jest urz�dzeniem jednocz��ciowym, w jego wn�trzu ukryte s� aktywneelementy elektroniczne. Korzystaj� one z zasilania magistrali i zapewniaj� odpowiedni� konwersj� sygna�u.Je�li dla urz�dzenia nie jest mo�liwe zainstalowanie odpowiedniej karty, zast�pienie jej za pomoc� portu USBi adaptera jest znacznie lepsze ni� brak mo�liwo�ci u�ycia urz�dzenia. Przyk�adowo adapter zast�puj�cy kart�Ethernet, umo�liwia pod��czenie komputera pozbawionego gniazd rozszerzaj�cych do urz�dzenia oferuj�cegoszerokopasmowy internet, takiego jak modem kablowy lub modem DSL.

Jednak rozwi�zania tego rodzaju maj� kilka wad. Adapter portu równoleg�ego wspó�pracuje wy��cznie z dru-kark�, ale ju� nie z innymi urz�dzeniami, np. skanerem, aparatem fotograficznym, zewn�trznym dyskiem itp.Zanim zakupimy jeden z tego rodzaju adapterów musimy upewni si�, �e b�dzie pracowa� z naszym urz�dzeniem.Je�eli urz�dze� starego typu jest wi�cej, mo�na rozwa�y zakup specjalnego koncentratora, wyposa�onegow zestaw ró�nych portów. Tego typu koncentratory USB czasami nazywa si� wielofunkcyjnymi, replikatoramiportów USB lub stacjami dokuj�cymi USB. B�dzie on oczywi�cie dro�szy ni� zwyk�y koncentrator USB, mo�ejednak okaza si� rozs�dnym rozwi�zaniem, gdy porównamy wydatek z kosztem koncentratora i dwóch lubwi�kszej liczby adapterów.


Innym typem adaptera jest kabel do bezpo�redniego ��czenia komputerów, umo�liwiaj�cy utworzenie prostej,dwukomputerowej sieci. Rozwi�zanie to znajduje zastosowanie przy przesy�aniu plików. Po��czenie USBb�dzie co najmniej tak dobre jak po��czenie równoleg�e. Dost�pne s� równie� prze��czniki USB, umo�liwia-j�ce przy��czenie jednego urz�dzenia do dwóch komputerów. Warto zwróci uwag�, �e specyfikacja USB nieprzewiduje ani po��czenia bezpo�redniego mi�dzy komputerami, ani przy��czania jednego urz�dzenia do dwóchmagistral USB.

IEEE 1394Rada ds. Standardów Instytutu In�ynierów Elektroniki i Elektrotechniki (ang. Institute of Electrical and ElectronicEngineers) og�osi�a specyfikacj� IEEE 1394 (lub, krócej, 1394) pod koniec 1995 roku. By�a to 1394. specyfikacjaog�oszona przez t� organizacj�. Mia�a ona by odpowiedzi� na wysokie wymagania w zakresie transmisji danychstawiane przez wspó�czesne urz�dzenia multimedialne. Podstawow� zalet� magistrali 1394 jest niezwyk�aszybko�, umo�liwiaj�ca przesy�anie du�ych ilo�ci danych. Po��czenia IEEE 1394 zapewniaj� przepustowo�si�gaj�c� 400 Mb/s.

Odmiany magistrali 1394Bie��ca wersja standardu 1394 to formalnie 1394a lub 1394a-2000, od roku, w którym zosta�a wprowadzona.Wersja 1394a rozwi�za ma w�a�ciwe pierwotnej specyfikacji problemy ze wspó�dzia�aniem urz�dze� i zgodno-�ci�. Nie uleg�a zmianie konstrukcja z��czy i wydajno�.

Urz�dzenia zgodne z rodzin� specyfikacji 1394 (obejmuj�c� równie� standard 1394b) pojawi�y si� na rynkuz pocz�tkiem 2003 r. Pocz�tkowo standard ten oferowa� szybko� transmisji danych rz�du 800 Mb/s, ale w kolej-nych wersjach mo�e ona osi�gn� 3200 Mb/s. 1394b osi�ga pr�dko�ci du�o wy�sze ni� obecne mo�liwo�cistandardów 1394/1394a i b�dzie wykorzystywa� równie� technologie sieciowe, takie jak szklane i plastykowekable �wiat�owodowe i UTP kategorii 5. Zastosowanie tych ostatnich b�dzie si� wi�za ze zwi�kszeniem dopusz-czalnej odleg�o�ci mi�dzy urz�dzeniami i poprawion� technologi� przesy�ania sygna�ów. Zapewniona jest zara-zem zgodno� z urz�dzeniami 1394a.

Do standardu 1394 odnosz� si� równie� dwie inne, popularne nazwy: i.Link i FireWire. i.Link to nazwa wpro-wadzona przez firm� Sony i jest wynikiem d��enia do nadania technologii bardziej przyjaznej nazwy. Wi�kszo�producentów sprz�tu dla PC zaakceptowa�a t� inicjatyw�. Pocz�tkowo nazwa FireWire by�a znakiem towaro-wym firmy Apple, która pó�niej zacz��a innym producentom udziela na ni� p�atnej licencji. Jednak w maju2002 r. firma Apple i organizacja 1394 Trade Association poinformowa�y o porozumieniu, które umo�liwia�otej organizacji udzielanie darmowej licencji na znak towarowy FireWire, umieszczany na tych produktachzgodnych ze standardem 1394, które pomy�lnie przesz�y testy wykonywane przez organizacj�. Firma Applew dalszym ci�gu korzysta z nazwy FireWire, spe�niaj�cej funkcj� marketingowego identyfikatora urz�dze� opar-tych na standardzie IEEE 1394. Nazwy FireWire 400 i FireWire 800 odnosz� si� odpowiednio do produktówfirmy Apple zgodnych ze standardami IEEE 1394a i 1394b.

Zasady funkcjonowania magistrali 1394aSpecyfikacja IEEE 1394a przewiduje trzy szybko�ci przesy�ania danych — 100 Mb/s, 200 Mb/s i 400 Mb/s(12,5 MB/s, 25 MB/s i 50 MB/s). Co prawda szybko�ci urz�dze� mog� by ró�ne, ale wi�kszo� kart adapterówdla komputerów PC zapewnia obs�ug� pr�dko�ci 400 Mb/s (50 MB/s). Do jednej karty adaptera mo�na przy��-czy do 63 urz�dze� ��czonych w �a�cuch, z mo�liwo�ci� tworzenia rozga��zie�. W przeciwie�stwie do USB,urz�dzenia 1394 mog� by przy��czane „jedno za drugim” bez stosowania koncentratorów. Koncentratory s�jednak zalecane dla urz�dze� do��czanych i od��czanych bez ponownego uruchamiania komputera. Wykorzysty-wane z��cza oparte s� na wykorzystywanych wcze�niej w Nintendo GameBoy. Okablowanie jest 6-�y�owe:cztery przewody przenosz� dane, dwa zapewniaj� zasilanie. Po��czenie z p�yt� g�ówn� zapewnia albo dedykowanyinterfejs IEEE 1394, albo karta adaptera PCI. Rysunek 15.6 przedstawia kabel, gniazdo i wtyk 1394/1394a.


Rysunek 15.6.Elementy magistraliIEEE 1394: gniazdo,kabel 6-�y�owyi kabel 4-�y�owy

Architektura 1394 zosta�a oparta na magistrali FireWire, która zosta�a stworzona w laboratoriach firm Applei Texas Instruments. Magistrala 1394 wykorzystuje proste okablowanie sze�cio�y�owe z dwoma ró�nicowymizegarami i liniami danych oraz dwoma �y�ami zasilania. Widoczny na rysunku 15.6 kabel cztero�y�owy wyko-rzystuj� urz�dzenia o w�asnym zasilaniu, takie jak kamery DV. Podobnie jak USB, magistrala 1394 jest w pe�nizgodna z Plug and Play, z opcj� hot plugging, czyli mo�liwo�ci� przy��czania i od��czania urz�dze� bez wy��cza-nia zasilania. W przeciwie�stwie do znacznie bardziej z�o�onej magistrali SCSI, magistrala 1394 nie wymagako�czenia �a�cucha (terminatorów), a urz�dzenia mog� pobiera z niej pr�d o nat��eniu do 1,5 A.

Topologia magistrali ma charakter �a�cucha z opcjonalnymi rozga��zieniami. Dopuszczalna liczba w�z�ów to63, do ka�dego w�z�a mo�na przy��czy �a�cuch 16 urz�dze�. Je�eli oka�e si� to niewystarczaj�ce, mo�naskorzysta z mo�liwo�ci utworzenia 1023 magistral mostkowanych, co pozwala na stworzenie uk�adu ��cz�cego64 000 w�z�ów! Dodatkowo w magistrali 1394 dost�pna jest mo�liwo� obs�ugi urz�dze� wymagaj�cych ró�nejszybko�ci przesy�ania danych, korzystaj�cych z tej samej magistrali. Wi�kszo� adapterów 1394 dysponujetrzema w�z�ami, z których ka�dy mo�e obs�u�y 16 po��czonych w �a�cuch urz�dze�. Niektóre adaptery zapew-niaj� dodatkowo obs�ug� wewn�trznych urz�dze� 1394.

Urz�dzenia przy��czane do komputera PC przy u�yciu magistrali 1394 to przede wszystkim kamery wideo,wyposa�enie do edycji wideo i wszystkie rodzaje nap�dów dysków: dyski twarde, nap�dy dysków magneto-opty-cznych, stacje dyskietek, nap�dy CD-ROM i nagrywarki DVD. Wbudowane interfejsy 1394 znajdziemy zarównow kamerach cyfrowych, jak i w stacjach ta�m, wysokiej rozdzielczo�ci skanerach i innych wymagaj�cych du�ejprzepustowo�ci urz�dzeniach. Magistrala 1394 jest instalowana w niektórych komputerach przeno�nych i stacjo-narnych jako uzupe�nienie innych wysoko wydajnych magistral o du�ej szybko�ci, takich jak USB.

Chipsety i adaptery PCI 1394 oferuje wielu producentów. Dost�pne s� równie� karty, na których znajdziemyzarówno z��cza 1394, jak i inne rodzaje portów. Firma Microsoft zapewnia sterowniki magistrali1394 dlawszystkich wersji Windows, od Windows 9x poczynaj�c. Najpopularniejsze obecnie urz�dzenia IEEE 1394 tocyfrowe kamery wideo i magnetowidy. Jednym z pionierów by�a firma Sony, stosuj�ca dla nowej technologiinazw� i.Link. Specyficzna jest nie tylko nazwa, ale i rodzaj u�ytego z��cza. Przy��czenie 4-stykowego wtykudo standardowej karty adaptera wymaga dodatkowej „przej�ciówki” (w niektórych nowszych urz�dzeniachfirmy Sony stosowane s� standardowe 6-�y�owe z��cza 139, ale wci�� pod nazw� i.Link). Inni wi�ksi producenciurz�dze� DV wykorzystuj�cych komunikacj� IEEE 1394 to Panasonic, Sharp i JVC. Poza �wiatem kompute-rów z��cze 1394 jest stosowane w urz�dzeniach konferencyjnych DV do obs�ugi strumieni danych audio i wideotelewizji satelitarnej, w syntezatorach, odtwarzaczach DVD i innych urz�dzeniach pami�ci masowych, którewymagaj� du�ej szybko�ci.

Ze wzgl�du na to, �e g�ównym zastosowaniem magistrali 1394 jest przesy�anie cyfrowego obrazu wideo, dowielu oferowanych obecnie kart FireWire do��cza si� oprogramowanie do przechwytywania i edycji wideo.W po��czeniu z kamer� DV i wyposa�eniem do nagrywania, oprogramowanie to zapewnia do� du�e mo�liwo�ciw zakresie edycji wideo i ��czenia obrazu z d�wi�kiem.

Zasady funkcjonowania magistrali 1394bIEEE 1394b jest drug� generacj� standardu 1394. Pierwsze produkty oparte na standardzie 1394b (zewn�trzne dyskitwarde o du�ej wydajno�ci) pojawi�y si� na rynku w styczniu 2003 r. W technologii tej wykorzystywany jest jedenz dwóch 9-�y�owych kabli i z��czy obs�uguj�cych szybko�ci zawieraj�ce si� w przedziale od 800 do 3200 Mb/s


(okablowanie miedziane lub �wiat�owodowe). Poza oferowaniem wi�kszych szybko�ci przesy�ania danych stan-dard proponuje inne nowe funkcje. Oto one:� Samonaprawiaj�ce si� p�tle. Je�li w celu utworzenia p�tli logicznej niepoprawnie po��czy si� ze sob�

urz�dzenia 1394b, zamiast wyst�pienia awarii — jak w przypadku standardu 1394a — interfejs 1394busunie zaistnia�y problem.

� Podwójna transmisja jednokierunkowa. Ka�da z dwóch par �y� przesy�a dane do innego urz�dzenia,dzi�ki czemu szybko� pozostaje niezmienna.

� Obs�uga sieciowego okablowania �wiat�owodowego i CAT 5, a tak�e kabla miedzianego zgodnegoze standardami 1394a i 1394b.

� Poprawiony arbitra� sygna�ów, umo�liwiaj�cy uzyskanie lepszej wydajno�ci i prowadzenie okablowaniana wi�ksze odleg�o�ci.

� Obs�uga okablowania CAT 5, nawet mimo tego, �e pary styków 1, 2, 7 i 8 s� w nim u�ywane wy��czniew celu poprawienia niezawodno�ci. Nie jest wymagane stosowanie kabli krosuj�cych.

System Windows Vista firmy Microsoft nie zawiera sterowników obs�uguj�cych standard 1394, alezostan� one do niego dodane. W niektórych przypadkach mo�na zreszt� wykorzysta� w systemieWindows Vista sterowniki przeznaczone dla systemu Windows XP 1394b.

Wczesne implementacje standardu IEEE 1394b wykorzystywa�y 9-�y�owy interfejs, zawieraj�cy dwie pary �y�sygnalizacyjnych. Aby jednak by�o mo�liwe pod��czenie do portu 1394b urz�dze� zgodnych ze standardem 1394a,powsta�y dwie ró�ne wersje portu:� Beta,� Bilingual.

Z��cza Beta obs�uguj� wy��cznie urz�dzenia 1394b, natomiast z��cza Bilingual zarówno urz�dzenia zgodneze standardem 1394b, jak i 1394a. Na rysunku 15.7 wida, �e z��cza i kable maj� jednakowe rozmieszczeniestyków, ale ró�ne wyci�cia.

Rysunek 15.7.Z��cza i kableBilingual i Beta 1394b.Ze z��czy obu typówkorzysta si� w wieluzastosowaniachopartych nastandardzie 1394b

Warto zauwa�y, �e gniazda i kable Bilingual posiadaj� w��sze wyci�cie ni� gniazda i kable Beta. Dzi�ki temunie jest mo�liwe pod��czenie kabla przeznaczonego dla urz�dze� 1394a do gniazda Beta. Na rysunku 15.8 porów-nano kabel Beta-Beta 1394b z kablami Bilingual-1394a.


Rysunek 15.8.Porównanie kablaBeta-Beta (u góry)z kablamiBilingual-z��cze4-stykowe (w �rodku)i Bilingual-z��cze6-stykowe (na dole),stosowanymiw urz�dzeniach 1394a

Porty szeregoweAsynchroniczny interfejs szeregowy zaprojektowany zosta� jako port s�u��cy do komunikacji mi�dzy kompute-rami. S�owo asynchroniczny oznacza tu brak sygna�u synchronizacji czy taktowania — kolejne znaki mog�by wysy�ane w dowolnym odst�pie czasu.

Ka�dy przesy�any przy wykorzystaniu po��czenia szeregowego znak zostaje opatrzony dodatkowymi sygna�ami,wskazuj�cymi pocz�tek i koniec transmisji. Pojedynczy bit 0, bit startowy, umieszczany jest na pocz�tku —jest to informacja, �e kolejnych osiem bitów to bajt przesy�anych danych. Zako�czenie przesy�ania znaku sygnali-zuje jeden lub dwa bity stopu. Po stronie odbiorcy znaki rozpoznawane s� w oparciu o sygna�y startowy i stopu(a nie czas odebrania). Interfejs asynchroniczny zaprojektowany zosta� pod k�tem przesy�ania znaków i 20%transmisji to informacje dodatkowe, umo�liwiaj�ce rozpoznanie poszczególnych znaków.

Szeregowy oznacza przesy�anie danych przy u�yciu pojedynczego przewodu. Kolejno przesy�ane s� pojedynczebity informacji. Ten typ komunikacji powszechnie wykorzystuje si� przy przesy�aniu danych ��czami telefo-nicznymi.

Typowe lokalizacje portów szeregowychTypowe stacjonarne komputery PC posiadaj� jeden albo dwa porty szeregowe; ich z��cza s� zazwyczaj umiesz-czone na tylnej �cianie obudowy. Z kolei w laptopach zaprzestano montowania z��cza szeregowego ju� jaki� czastemu i wi�kszo� modeli nie zawiera portów szeregowych; w niektórych starszych komputerach montowanorównie� porty szeregowe na panelu przednim, opisane jako z��cza dla zdobywaj�cych wówczas popularno�kamer cyfrowych, ale b�d�ce zwyczajnymi portami szeregowymi i dzia�aj�ce jak zwyczajne porty szeregowe.Obecnie, je�li komputer posiada w ogóle klasyczne porty szeregowe, s� one obs�ugiwane przez zintegrowaneuk�ady mostka po�udniowego p�yty g�ównej.

Je�eli pojawia si� potrzeba korzystania z wi�kszej liczby portów szeregowych, mo�na zakupi specjaln� kart�,nazywan� najcz��ciej Multi I/O, która wzbogaci komputer o jeden lub dwa dodatkowe porty szeregowe i jeden lubdwa porty równoleg�e.


Niektóre modemy w postaci kart rozszerze� równie� mog� posiada port szeregowy jako sk�adnik modemu (niedotyczy to co prawda tak zwanych Win-modemów, czyli modemów programowych, z okrojon� implementacj�sprz�tow�). Na rysunku 15.9 przedstawione jest standardowe, 9-stykowe z��cze wykorzystywane przez wi�k-szo� nowoczesnych portów szeregowych. Na rysunku 15.10 wida stosowane pierwotnie z��cze 25-stykowe.

Rysunek 15.9.Opis standardowego9-stykowego z��czaportu szeregowego (AT)

Porty szeregowe by�y swego czasu powszechnie stosowane do pod��czania najrozmaitszych urz�dze�: modemów,ploterów, drukarek, urz�dze� dokuj�cych, cyfrowych asystentów osobistych, innych komputerów, czytnikówkodu paskowego, wag i uk�adów sterowania. Wi�kszo� urz�dze� pod��czanych niegdy� przez port szeregowyobecnie wykorzystuje magistral� USB, wci�� jednak mo�na znale� urz�dzenia z klasycznym interfejsemszeregowym.

Oficjalna specyfikacja RS-232 zaleca, aby d�ugo� kabla nie przekracza�a 15 m. Czynnikiem ograniczaj�cym jestca�kowita pojemno� kabla i obwodów wej�ciowych interfejsu. Najwi�ksza dopuszczalna pojemno� to 2500 pF(pikofaradów). Specjalne kable niskopojemno�ciowe umo�liwiaj� stosowanie po��cze� d�u�szych, si�gaj�cych150 m lub wi�cej. Dost�pne s� równie� wzmacniacze (lub wtórniki), umo�liwiaj�ce dalsze zwi�kszanie odleg�o�cimi�dzy urz�dzeniami. W tabelach 15.10, 15.11, 15.12 przedstawiony jest opis po��cze� ró�nych rodzajów z��czyszeregowych.

Starsze komputery Macintosh u�ywa�y podobnego interfejsu szeregowego — RS-422 (nowsze makiz procesorami Power PC i wszystkie modele z procesorami nie posiadaj� ju� w ogóle portów szerego-wych RS-42). Wi�kszo�� szeregowych, zewn�trznych modemów telefonicznych mo�e pracowa� z obomatypami z��czy. Gdy jednak mamy jakiekolwiek w�tpliwo�ci, lepiej upewni� si�, czy dany modemjest modemem przeznaczonym dla komputerów PC.

Uk�ady UARTSercem ka�dego portu szeregowego jest uk�ad o nazwie Universal Asynchronous Receiver/Transmitter (UART,uniwersalny asynchroniczny nadajnik-odbiornik). Realizuje on ca�o� procesu zamiany oryginalnych danych,o naturze równoleg�ej, na format komunikacji szeregowej, jak równie� procesu odwrotnego.


Rysunek 15.10.Opis standardowego25-stykowego z��czaportu szeregowego

Tabela 15.10. Zestawienie styków 9-stykowego z��cze portu szeregowego (AT)

Styk Sygna� Opis Kierunek sygna�u

1 CD Wykrywanie sygna�u no�nego. Wej�cie

2 RD Dane otrzymywane. Wej�cie

3 TD Dane wysy�ane. Wyj�cie

4 DTR Urz�dzenie gotowe. Wyj�cie

5 SG Masa sygna�owa. —

6 DSR Gotowy zestaw danych. Wej�cie

7 RTS Gotowo� wysy�ania danych. Wyj�cie

8 CTS Gotowo� przyj�cia danych. Wej�cie

9 RI Sygna� dzwonienia. Wej�cie


Tabela 15.11. Zestawienie styków 25-stykowego z��cze portu szeregowego (PC, XT i PS/2)

Styk Sygna� Opis Kierunek sygna�u

1 — Masa ochronna. —

2 TD Dane wysy�ane. Wyj�cie

3 RD Dane otrzymywane. Wej�cie

4 RTS Gotowo� wysy�ania danych. Wyj�cie

5 CTS Gotowo� przyj�cia danych. Wej�cie

6 DSR Gotowy zestaw danych. Wej�cie

7 SG Masa sygna�owa (powrót). —

8 CD Wykrywanie sygna�u no�nego. Wej�cie

9 — + Transmisja (p�tla pr�dowa). Wyj�cie

11 — – Transmisja (p�tla pr�dowa). Wyj�cie

18 — + Odbiór (p�tla pr�dowa). Wej�cie

20 DTR Urz�dzenie gotowe. Wyj�cie

22 RI Sygna� dzwonienia. Wej�cie

25 — – Odbiór (p�tla pr�dowa). Wej�cie

Tabela 15.12. Po��czenia adaptera z��cza 25-stykowego dla gniazda 9-stykowego

9 styków 25 styków Sygna� Opis

1 8 CD Wykrywanie sygna�u no�nego.

2 3 RD Dane otrzymywane.

3 2 TD Dane wysy�ane.

4 20 DTR Urz�dzenie gotowe.

5 7 SG Masa sygna�owa.

6 6 DSR Gotowy zestaw danych.

7 4 RTS Gotowo� wysy�ania danych.

8 5 CTS Gotowo� przyj�cia danych.

9 22 RI Sygna� dzwonienia.

Na przestrzeni czasu podstawowy typ uk�adu UART uleg� jedynie kilku zmianom. Pierwsze komputery IBMPC i XT korzysta�y z uk�adu 8250. By� on podstaw� konstrukcji tanich kart szeregowych przez wiele lat. Wrazz wprowadzeniem systemów 16-bitowych zacz�to stosowa UART 16450. Jedyn� ró�nic� mi�dzy nimi jestpoziom dostosowania do komunikacji o du�ej szybko�ci. Dla wi�kszo�ci oprogramowania oba uk�ady pozostaj�identyczne. W komputerach IBM PS/2 wprowadzono model 16550, szybko przej�ty przez systemy 386 i pó�-niejsze. Innowacyjno� uk�adu 16550 polega�a na wprowadzeniu 16-bitowego bufora danych, powszechnie okre-�lanego nazw� FIFO (ang. First In First Out, pierwsze dane wej�ciowe — pierwsze dane wyj�ciowe). Uk�ad okaza�si� niedopracowany. B��dy poprawiono w wersji 16550A. Wersj� najnowsz� jest uk�ad 16550D, wprowadzonyw 1995 roku i produkowany przez firm� National Semiconductor.

Zajrzyj do podrozdzia�u „Uk�ady Super I/O” znajduj�cego si� na stronie 387.

Kilka firm produkowa�o odmiany uk�adu 16550, osi�gaj�cego maksymaln� pr�dko� na poziomie 115 Kb/s,z powi�kszonymi buforami:� 16650 ma bufor 32-bajtowy,� 16750 ma bufor 64-bajtowy,


� 16850 ma bufor 128-bajtowy,� 16950 ma bufor 128-bajtowy i mo�e dzia�a w trybie transmisji normalnej lub zwi�kszonej czterokrotnie.

Nie s� to uk�ady firmy National Semiconductor, jednak producenci zapewniaj� o zgodno�ci z uk�adem 16550.Wersje z rozbudowanym buforem umo�liwiaj� prac� z szybko�ciami, odpowiednio, 230 kb/s (16650), 460(16750) kb/s i 920 kb/s (16850 i 16950). Mo�na je poleci, gdy wykorzystywane jest wysoko wydajne zewn�trzne��cze komunikacyjne, jak adapter terminala ISDN lub zewn�trzny modem 56 kb/s. Karty rozszerze� z portamiszeregowymi i równoleg�ymi zawieraj�cymi omawiane uk�ady produkuj� mi�dzy innymi firmy Lava ComputerMfg. i SIIG.

Karty portów szeregowych o duej szybko�ciJe�eli u�ywamy zewn�trznych urz�dze� RS-232 zaprojektowanych do pracy z szybko�ciami wy�szymi ni�115 kb/s (najwy�sza szybko� uk�adu 16550 i równowa�nych), osi�gni�cie pe�nej wydajno�ci uwarunkowanejest zast�pieniem standardowych portów szeregowych kartami rozszerze� wyposa�onymi w uk�ady 16650,16750, 16850 lub 16950. Umo�liwiaj� one korzystanie z szybko�ci portu si�gaj�cej 230 kb/s, 460 kb/s lub wy�szej.Ma to istotne znaczenie przy pod��czaniu takich urz�dze� jak adapter terminala ISDN. Je�eli uk�ad portu szere-gowego nie zapewnia pracy z szybko�ci� 230 kb/s, nie mo�na w pe�ni wykorzysta mo�liwo�ci zewn�trznegomodemu ISDN (adaptera terminala).

Konfiguracja portu szeregowegoPort szeregowy wymaga, aby komputer obs�u�y� ka�dy odbierany bajt danych. Sytuacja taka sygnalizowana jestza po�rednictwem linii ��dania przerwania (IRQ, interrupt request line). Systemy z 8-bitow� magistral� ISAmaj� osiem takich linii, systemy z 16-bitow� magistral� ISA — 16 linii. ��dania przerwania standardowo obs�u-guje kontroler przerwa� 8259 lub uk�ad równowa�ny. W konfiguracji standardowej port COM1 korzysta z liniiIRQ 4, a port COM2 z linii IRQ 3. Dla zachowania zgodno�ci przypisania te pozostaj� nie zmienione nawetw najnowszych systemach PC.

Instalacja portu szeregowego w komputerze wymaga okre�lenia wykorzystywanych przeze� adresów wej�cia--wyj�cia (nazywanych portami wej�cia-wyj�cia) i linii ��dania przerwania (IRQ). Dobieraj�c takie przypisania,mo�na pozosta przy ustawieniach standardowych, przedstawionych w tabeli 15.13.

Tabela 15.13. Standardowe adresy wej�cia-wyj�cia i numery przerwa� portów szeregowych

Port COM Porty wej�cia-wyj�cia IRQ

COM1 3F8 – 3FFh IRQ 4COM2 2F8 – 2FFh IRQ 3COM3 3E8 – 3EFh IRQ 41

COM4 2E8 – 2EFh2 IRQ 31

1 Warto zwróci� uwag�, �e chocia� wiele portów szeregowych mo�e zosta� skonfigurowanych tak, aby wspó�u�ytkowa�yIRQ 3 i 4 z portami COM1 i COM2, nie jest to zalecane. Jako alternatywne numery przerwa� mo�na poleci� IRQ 10dla portu COM3 i IRQ 11 dla portu COM4 (o ile s� dost�pne). Je�eli zamierzamy korzysta� z wi�cej ni� trzech portówszeregowych, poleci� mo�na zakup specjalnej karty z wieloma portami szeregowymi, najlepiej ze z��czem PCI, którazapewni mo�liwo�� wspó�u�ytkowania przerwa� bez konfliktów mi�dzy urz�dzeniami.

2 Ten adres wej�cia-wyj�cia mo�e znale� si� w konflikcie z rejestrami niektórych kart graficznych. W takiej sytuacji z portuCOM4 nie b�dzie mo�na skorzysta� do momentu takiego skonfigurowania jego lub karty graficznej, �e urz�dzenia te b�d�u�ywa� ró�nych zakresów adresowych portów wej�cia-wyj�cia.

Pami�tajmy, �e gdy do��czamy do komputera wi�cej ni� dwa podstawowe porty szeregowe (COM1 i COM2),powinny one mie w�asne, niezale�ne numery przerwa�. Je�eli instalujemy kart� portów szeregowych, niepowinna ona korzysta z przerwa� IRQ 3 i IRQ 4. Najnowsze karty adapterów, korzystaj�ce z magistrali PCI,umo�liwiaj� wspó�u�ytkowanie przez porty pojedynczego numeru IRQ bez konfliktów mi�dzy nimi.


Producenci BIOS-ów nigdy nie w��czaj� do nich obs�ugi portów COM3 i COM4. Uniemo�liwia to korzystaniez dodatkowych portów w systemie DOS, którego podsystem wej�cia-wyj�cia opiera si� na danych BIOS-u. BIOSidentyfikuje zainstalowane urz�dzenia w trakcie inicjalizowania komputera. Wówczas rozpoznawane s� tylko2 pierwsze porty. Nie stanowi to problemu w systemie Windows 95 i pó�niejszych, których podsystem wej-�cia-wyj�cia zapewnia obs�ug� 128 portów.

Standardowa w systemie Windows mo�liwo� obs�ugi 128 portów u�atwia korzystanie z kart wieloportowych.Zapewniaj� one komputerowi mo�liwo� wymiany danych z wieloma urz�dzeniami przy u�yciu tylko jednegoz��cza i jednego numeru przerwania.

Wspó�u�ytkowanie przerwa przez porty COM — lub inne urz�dzenia — funkcjonuje poprawnie jedyniew pewnych konfiguracjach. Nie zaleca si� wspó�u�ytkowania przerwa przez porty, których komu-nikacja z systemem opiera si� na architekturze ISA. Dotyczy to portów na p�ycie g�ównej i mode-mach (lub innych urz�dzeniach) ze z��czem ISA. Nawet je�eli praca takiego uk�adu jest mo�liwa,wyszukiwanie sterowników, poprawek do sterowników i najró�niejszych uaktualnie to zaj�cie niezwyklefrustruj�ce i czasoch�onne.

Zajrzyj do podrozdzia�u „Rozwi�zywanie konfliktów zasobów” znajduj�cego si� na stronie 441.

Testowanie portów szeregowychKonfiguracj� portów szeregowych i równoleg�ych mo�na podda kilku prostym testom. S� to zarówno testy wyma-gaj�ce wy��cznie odpowiedniego oprogramowania, jak i testy, w których wykorzystuje si� dodatkowe elementysprz�towe. Testy programowe umo�liwiaj� narz�dzia diagnostyczne, takie jak zak�adka diagnostyki modemuw systemie Windows, natomiast testy sprz�towe obejmuj� mi�dzy innymi zastosowanie specjalnej wtyczki wymu-szaj�cej zamkni�cie linii i umo�liwiaj�cej test transmisji w tzw. p�tli zwrotnej.

�� Zajrzyj do podpunktu „Testowanie przy u�yciu p�tli zwrotnej” znajduj�cego si� na stronie 1044.

�� Zajrzyj do punktu „Testowanie portów równoleg�ych” znajduj�cego si� na stronie 1048.

Informacje o portach szeregowych w programie MSInfo32Firma Microsoft do��cza�a do rozmaitych wersji systemu Windows program diagnostyczny, który mo�na by�owykorzysta równie� przy okazji testowania i konfigurowania portów szeregowych i równoleg�ych. W sys-temach Windows NT i nowszych znajduje si� narz�dzie Informacje o systemie, znane te� jako WinMSD.exew systemie Windows NT albo Msinfo32.exe w systemach Windows 2000, XP i Vista. Dla systemów z rodzinyMS-DOS 6.x, Windows 3.x, Windows 9x/Me dost�pne by�o z kolei narz�dzie Microsoft Diagnostics (MSD).Program Informacje o systemie jest kopiowany na dysk twardy komputera automatycznie przy instalacji sys-temów z rodziny Windows NT i nowszych. Aby go uruchomi, nale�y wywo�a z menu Start polecenie Run,w okienku nazwy programu wpisa Msinfo32, a potem nacisn� OK. Je�li to nie zadzia�a, nale�y za pomoc�narz�dzia do wyszukiwania plików odnale� w systemie program Msinfo32.exe albo WinMSD.exe i uruchomigo z odnalezionej lokalizacji.

Za pomoc� narz�dzia Informacje o systemie mo�na przegl�da dane o konfiguracji systemu, mi�dzy innymio typach posiadanych portów szeregowych; program poinformuje nas równie� o tym, jakie urz�dzenia wyko-rzystuj� poszczególne porty.

Takie narz�dzia diagnostyczne s� bardzo przydatne przy okre�laniu sprawno�ci portów szeregowych i ich bie-��cej konfiguracji.

Problemy z obs�ug� portów w systemie WindowsSystem Windows 9x/Me umo�liwia okre�lenie, czy porty szeregowe funkcjonuj� poprawnie. Pierwsz� czynno-�ci� jest sprawdzenie, czy system operacyjny dysponuje niezb�dnymi do obs�ugi portów plikami:


1. Sprawdzamy, czy w folderze WINDOWS\SYSTEM znajduje si� 16-bitowy (COMM.DRV) i 32-bitowysterownik portu szeregowego (SERIAL.VXD).

2. Sprawdzamy, czy w pliku SYSTEM.INI znajduj� si� nast�puj�ce wpisy:[boot]comm.drv=comm.drv[386enh]device=*vcd

Warto pami�ta, �e sterownik SERIAL.VXD nie jest �adowany poprzez u�ycie wpisu w pliku SYSTEM.INI.Odpowiedni wpis znajduje si� w Rejestrze.

W przypadku systemów Windows 2000, XP i Vista:

Szukamy sterowników SERIAL.SYS i SERENUM.SYS w folderze WINDOWS\SYSTEM32\DRIVERS — to oneobs�uguj� w tych systemach urz�dzenia RS-232.

Je�eli pliki sterowników wydaj� si� nienaruszone, mo�emy sprawdzi, czy w�a�ciwie zosta�y okre�lone adresywej�cia-wyj�cia i numery IRQ. Wykonujemy w tym celu nast�puj�ce czynno�ci:

1. Klikamy prawym przyciskiem myszy ikon� Mój komputer na pulpicie i wybieramy polecenie W�a�ciwo�ci.Inn� mo�liwo�ci� jest otwarcie elementu Panelu sterowania o nazwie System. Wywo�ujemy oknoMened�er urz�dze�, podwójnie klikamy Porty (COM i LPT) i wybieramy sprawdzany port (np. COM1).W systemie Windows 2000 wywo�anie mened�era urz�dze� wymaga klikni�cia przycisku Mened�erurz�dze� na zak�adce Sprz�t.

2. Klikamy przycisk W�a�ciwo�ci i wywo�ujemy zak�adk� Zasoby. Spowoduje to wy�wietlenie bie��cychustawie� zasobów sprz�towych portu.

3. Zwracamy uwag� na ramk� Lista urz�dze� powoduj�cych konflikty, gdzie mog� znajdowa si� informacjeo konfliktach z innymi urz�dzeniami. W przypadku, gdy takie konflikty wyst�puj�, klikamy przyciskZmie� ustawienia i wybieramy konfiguracj�, w której problem taki nie b�dzie wyst�powa�. Mo�eto wymaga kilku prób.

4. Je�eli ustawienia zasobów nie mog� zosta zmienione, w wi�kszo�ci wypadków umo�liwi to programkonfiguracyjny BIOS-u komputera. Restartujemy komputer, wchodzimy do programu konfiguracyjnegoi zmieniamy przypisania zasobów portu.

Zajrzyj do podrozdzia�u „Rozwi�zywanie konfliktów zasobów” znajduj�cego si� na stronie 441.

Testowanie przy uyciu p�tli zwrotnejTest przy u�yciu p�tli zwrotnej to jeden z najlepszych testów diagnostycznych. Umo�liwia pe�ne sprawdzeniepoprawno�ci funkcjonowania portu i do��czonego kabla. Mo�e to by test wewn�trzny (cyfrowy) lub zewn�trzny(analogowy). Test wewn�trzny sprowadza si� do od��czenia kabla i uruchomienia odpowiedniego modu�u pro-gramu diagnostycznego.

Test zewn�trzny ma wi�ksz� skuteczno�. Wymaga u�ycia specjalnego wtyku umieszczanego w z��czu badanegoportu. W trakcie testu do portu przesy�ane s� dane, które wtyk p�tli zwrotnej przekazuje do styków odbiorczychgniazda. Port jednocze�nie wówczas wysy�a i odbiera dane. Wtyk p�tli zwrotnej nie zawiera �adnych elemen-tów poza odpowiednimi po��czeniami styków. Wtyk taki mo�na cz�sto znale� w pakiecie z programem diagno-stycznym. W innym przypadku mo�na go kupi lub nawet zrobi samemu.

Zainteresowanych dalszym testowaniem portów szeregowych zach�cam do lektury rozdzia�u 22., „Diagnostyka,testowanie i konserwacja komputera PC”, w którym opisywane jest mi�dzy innymi rozmaite oprogramowanietestuj�ce firm trzecich.


Porty równoleg�ePorty równoleg�e s�u�� przede wszystkim do przy��czania drukarek. Cho takie mog�o by za�o�enie pocz�t-kowe ich projektantów, rozwi�zanie okaza�o si� z czasem znacznie bardziej uniwersalne i znalaz�o zastosowa-nie jako stosunkowo wydajny (zw�aszcza, gdy porównamy go z tradycyjnymi portami szeregowymi) interfejsogólnego przeznaczenia. Jednak we wspó�czesnych komputerach porty USB 2.0 wypar�y ju� niemal ca�kowicieklasyczne porty równoleg�e — przez USB pod��cza si� obecnie równie� skanery, drukarki i nap�dy dyskówzewn�trznych. I konieczno� posiadania i korzystania z portów równoleg�ych pojawia si� w zasadzie jedynieprzy serwisowaniu i konserwacji starszego osprz�tu i starszych systemów.

Nazwa „port równoleg�y” wynika z faktu, �e do przesy�ania ka�dego bajta danych wykorzystywanych jest 8 rów-noleg�ych linii sygna�owych.

W tabeli 15.14 przedstawiony jest rozk�ad styków standardowego portu równoleg�ego komputerów PC.

Tabela 15.14. Zestawienie styków 25-stykowego z��cza portu równoleg�ego komputerów PC

Styk Opis Kierunek sygna�u Styk Opis Kierunek sygna�u

1 – Strob Wyj�cie 14 Automatyczne podawanie papieru. Wyj�cie

2 + Dane, bit 0 Wyj�cie 15 B��d. Wej�cie

3 + Dane, bit 1 Wyj�cie 16 Inicjalizacja drukarki. Wyj�cie

4 + Dane, bit 2 Wyj�cie 17 Wybór wej�cia. Wyj�cie

5 + Dane, bit 3 Wyj�cie 18 Dane, bit 0, masa. Wej�cie





10 – Potwierdzenie Wej�cie 23 Dane, bit 5, masa. Wej�cie

11 + Sygna� zaj�to�ci Wej�cie 24 Dane, bit 6, masa. Wej�cie

12 + Brak papieru Wej�cie 25 Dane, bit 7, masa. Wej�cie

13 + Wybieranie Wej�cie

Standard portu równoleg�ego IEEE 1284Standard IEEE 1284, o nazwie Standard Signaling Method for a Bidirectional Parallel Perpheral Interface forPersonal Computers (standard wymiany sygna�ów dla dwukierunkowego interfejsu równoleg�ego urz�dze� pery-feryjnych komputerów osobistych), przyj�ty zosta� w marcu 1994 roku. Definiuje on fizyczn� charakterystyk�portu równoleg�ego i obejmuje tryby przesy�ania danych oraz specyfikacje natury fizycznej i elektrycznej.Standard IEEE 1284 przewiduje mo�liwo� korzystania z wielu trybów i komunikacji 4-bitowej. Specyfikacjanie wymaga obs�ugi wszystkich trybów i uwzgl�dnia w pewnym stopniu mo�liwo� wprowadzania trybówdodatkowych.

Celem standardu IEEE 1284 jest standaryzacja po��czenia mi�dzy PC i przy��czanymi do portu urz�dzeniami,przede wszystkim drukark�. Ma te� istotne znaczenie dla u�ytkowników urz�dze�, takich jak stacje dyskówwymiennych lub skanery.

Specyfikacja IEEE 1284 przewiduje wysok� przepustowo� po��czenia mi�dzy komputerem a drukark� lub mi�dzydwoma komputerami. Poci�ga to za sob� konieczno� korzystania ze specjalnego kabla po��czeniowego. Kabeldrukarkowy IEEE 1284 wykorzystuje technik� „skr�tki parowanej” (twisted-pair), umo�liwiaj�c� komunikacj�niezawodn� i pozbawion� zak�óce�.


Specyfikacja IEEE 1284 definiuje równie� z��cza portów równoleg�ych. Opisane s� zarówno dwa z��cza wyko-rzystywane wcze�niej, okre�lane jako z��cza typu A i typu B, jak i dodatkowa odmiana wysokiej g�sto�ci, czylityp C. Typ A to standardowe z��cze DB25, obecne w wi�kszo�ci komputerów. Typ B to 36-stykowe z��cze Centro-nics, w które wyposa�ona jest wi�kszo� drukarek. Typ C to z��cze wysokiej g�sto�ci, równie� 36-stykowe, w którewyposa�a�o si� niektóre drukarki (wykorzystuje je m.in. firma Hewlett-Packard). Z��cza portu równoleg�egoprzedstawiamy na rysunku 15.11.

Rysunek 15.11.Trzy rodzaje z��czyportu równoleg�egoIEEE 1284

Specyfikacja definiuje pi� trybów pracy portu, z których podstawowe to wydajne tryby EPP i ECP. Cz��trybów to tryby komunikacji jednokierunkowej — do lub z urz�dzenia. Okre�lone po��czenia tych trybów wyzna-czaj� typ portu. Zestawienie typów portów przedstawione jest w tabeli 15.15.

Tabela 15.15. Typy portów IEEE 1284

Typ portu równoleg�ego Tryb wej�cia Tryb wyj�cia Uwagi

Standard Parallel Port (SPP,standardowy port równoleg�y).

Pó�bajtowy Zgodno�ci 4-bitowe wej�cie, 8-bitowe wyj�cie.

Bidirectional (dwukierunkowy). Bajtowy Zgodno�ci 8-bitowe wej�cie i wyj�cie.

Enhanced Parallel Port (EPP,rozszerzony port równoleg�y).

EPP EPP 8-bitowe wej�cie i wyj�cie.

Enhanced Capabilities Port(ECP, port z funkcjami rozszerzonymi).

ECP ECP 8-bitowe wej�cie i wyj�cie, u�ywaDMA.

Zestawienie trybów pracy, wraz z ogóln� informacj� o zapewnianej szybko�ci przesy�ania danych, przedstawionejest w tabeli 15.16.

Tabela 15.16. Tryby pracy portów IEEE 1284

Tryb pracy Kierunek Szybko�� przesy�ania danych

Pó�bajtowy (4 bity) Tylko wej�cie 50 kB/s

Bajtowy (8 bitów) Tylko wej�cie 150 kB/s

Zgodno�ci Tylko wyj�cie 150 kB/s

EPP Wej�cie-wyj�cie 500 kB/s – 2,77 MB/s

ECP Wej�cie-wyj�cie 500 kB/s – 2,77 MB/s

Nowsze urz�dzenia przeznaczone do wspó�pracy z portem równoleg�ym korzystaj� prawie wy��cznie z trybówEPP i ECP opisanych w tabeli 15.16.


EPP — port rozszerzonyEPP to specyfikacja okre�lana niekiedy jako Fast Mode (tryb szybki). Zosta�a opracowana przez firmy Intel,Xircom i Zenith Data Systems i og�oszona pod nazw� Enhanced Parallel Port (rozszerzony port równoleg�y)w pa�dzierniku 1991 roku. Pierwszymi produktami wyposa�onymi w porty EPP by�y komputery przeno�nefirmy Zenith Data Systems, zewn�trzne adaptery sieciowe firmy Xircom i uk�ad wej�cia-wyj�cia 82360 SL firmyIntel. We wspó�czesnych systemach posiadaj�cych jeszcze porty równoleg�e EPP jest jednym z obowi�zkowoobs�ugiwanych trybów transmisji.

Tryb EPP pozwala na osi�gni�cie szybko�ci niemal dorównuj�cej magistrali ISA, umo�liwiaj�c 10-krotny wzrostwydajno�ci w stosunku do rozwi�zania konwencjonalnego. Konstrukcja portu EPP zapewni mia�a komunikacj�z ró�nego rodzaju urz�dzeniami zewn�trznymi, jak adaptery LAN, stacje dysków i nap�dy ta�m. EPP zosta�a w��-czona do normy IEEE 1284. Najwi�ksza dost�pna szybko� przesy�ania danych to 2,77 MB/s.

Wersja 1.7 specyfikacji EPP (marzec 1992) to pierwsza popularna norma implementacji sprz�towej rozsze-rzonego portu szeregowego. Z niewielkimi zmianami zosta�a ona w��czona do ogólniejszej specyfikacji IEEE1284. Zako�czy�o to okres niezale�nego rozwoju specyfikacji EPP. Wiele �róde� wspomina o wersji 1.9 spe-cyfikacji EPP. Wersja taka nigdy naprawd� nie powsta�a i wszelkie odniesienie do odmiany EPP pó�niejszejni� 1.7 dotyczy standardu IEEE 1284.

Pozosta�o�ci� „historyczn�” s� dwa nie do ko�ca zgodne standardy portu EPP: opracowana przez EPP StandardsCommittee (Komitet standardu EPP) wersja 1.7 i opracowana przez IEEE 1284 Committee wersja ostateczna,cz��ciej okre�lana jako wersja 1.9 EPP. Obie s� wystarczaj�co zbli�one, aby nowe urz�dzenia peryferyjne zapew-nia�y obs�ug� ka�dej z nich, jednak urz�dzenia starsze, zaprojektowane pod k�tem EPP 1.7 mog� nie wspó�pra-cowa z portami EPP 1284 (EPP 1.9). St�d bierze si� mo�liwo� konfigurowania portu do pracy w trybie 1.7lub 1.9 dost�pna w wi�kszo�ci programów konfiguracyjnych BIOS-u.

ECP — port z funkcjami rozszerzonymiW 1992 roku firmy Microsoft i Hewlett-Packard og�osi�y nowy typ portu równoleg�ego o du�ej szybko�ci —Enhanced Capabilities Port (ECP, port z funkcjami rozszerzonymi). Podobnie jak EPP, port ECP zapewnia wysok�wydajno� i wymaga specjalnych rozwi�za� sprz�towych.

Podobnie jak EPP, specyfikacja ECP zosta�a w��czona do standardu IEEE 1284. Istotn� ró�nic� w stosunku doEPP jest brak optymalizacji pod k�tem urz�dze� peryferyjnych komputerów przeno�nych. Port ECP zapew-ni ma niedrogi sposób pod��czania do komputerów PC wysoko wydajnych drukarek i skanerów. Co wi�cej,port ECP wymaga u�ycia kana�u DMA, co mo�e sprawia problemy we wspó�pracy z innymi urz�dzeniami,takimi jak karty d�wi�kowe ISA lub bardzo wydajne adaptery magistral SCSI/ISA, które równie� korzystaj�z transmisji DMA. Wi�kszo� komputerów klasy PC zbudowanych po pierwszej po�owie lat dziewi�dzie-si�tych poprzedniego stulecia obs�uguje tryby EPP i ECP. Ka�dy, kto korzysta z urz�dze� pod��czanych do porturównoleg�ego, powinien sprawdzi, czy port zosta� ustawiony w tryb ECP (albo tryb kombinowany oznaczanyjako EPP/ECP) — zapewni to mo�liwie du�� przepustowo� ��cza.

Przydzia� kana�u DMA dla portu równoleg�ego dzia�aj�cego w trybie ECP w przypadku portów wbudowanychp�yty g�ównej odbywa si� za po�rednictwem programu konfiguracyjnego BIOS-u; w niektórych starszych sys-temach konfiguracja mo�e by jednak wykonywana za po�rednictwem zworek umieszczonych na p�ycie g�ównej.

Konfiguracja portu równoleg�egoKonfigurowanie portu równoleg�ego jest prostsze ni� portów szeregowych. Ju� oryginalny BIOS komputeraIBM PC zapewnia� obs�ug� trzech portów LPT. W tabeli 15.17 przedstawione s� standardowe adresy wej�cia--wyj�cia i numery przerwa�.

Poniewa� zarówno BIOS, jak i DOS zawsze zapewnia�y obs�ug� trzech portów równoleg�ych, problemy z portamirównoleg�ymi s� rzadko�ci�.


Tabela 15.17. Adresy wej�cia-wyj�cia i numery przerwa� interfejsu szeregowego

Standardowy port LPTx Alternatywny port LPTx Adresy wej�cia-wyj�cia IRQ

LPT1 — 3BC – 3BFh IRQ 7

LPT1 LPT2 378 – 37Ah IRQ 5

LPT2 LPT3 278 – 27Ah IRQ 5

Aby skonfigurowa porty równoleg�e, korzystamy z programu konfiguracyjnego BIOS-u komputera (je�eliobs�ug� portu zapewniaj� uk�ady na p�ycie g�ównej) albo te� programu konfiguracyjnego lub zworek na karcieadaptera portów. Poniewa� karty adaptera portów s� do� zró�nicowane, informacji o sposobie konfigurowaniaportów równoleg�ych musimy wówczas wyszuka w dokumentacji karty.

Zajrzyj do podrozdzia�u „BIOS — urz�dzenia i oprogramowanie” znajduj�cego si� na stronie 462.

Testowanie portów równoleg�ychPodstawowe procedury testowania portów równoleg�ych s� niemal identyczne. Jedyn� ró�nic� jest wybieraniew oprogramowaniu diagnostycznym opcji portów równoleg�ych, a nie szeregowych.

Podobnie jak w przypadku portów szeregowych, pomocny mo�e by wtyk p�tli zwrotnej. Ró�ne oprogramowaniewymaga ró�nych wtyków.

Rozbudowa i naprawa komputerów PC. Wydanie XVIIIpdf.helion.pl/rona18/rona18-15.pdf · • Rodzaje...

Documents

Transcript of Rozbudowa i naprawa komputerów PC. Wydanie XVIIIpdf.helion.pl/rona18/rona18-15.pdf · • Rodzaje...