Qu'appelle-t-on une interface ? Pourquoi une interface est-elle nécessaire ? Types et concepts

Comment une personne interagit-elle avec un ordinateur, un smartphone et d’autres technologies de processeur ? L'interface aide les utilisateurs ordinaires dans ce domaine.

On peut souvent entendre ou lire les expressions : « interface claire », « interface complexe », etc. Comprenons le sens de ce mot et comprenons dans quels cas il est utilisé.

Mot "interface" emprunté à l'anglais, où cela signifie littéralement "entre personnes", c'est-à-dire utilisé dans le sens : « interaction, séparation, apparition ». Dans la sphère informatique moderne, une interface fait référence à des systèmes de communication unifiés qui assurent l'échange d'informations entre divers objets.

Ce concept est le plus souvent utilisé en informatique, mais il est souvent utilisé dans d'autres domaines techniques, ainsi qu'en psychologie de l'ingénieur, où il désigne diverses méthodes de communication entre l'homme et la machine.

L'interface est un système de communication entre différents nœuds et blocs d'équipements complexes, ainsi qu'entre l'équipement et l'utilisateur. Elle s'exprime sous forme logique (systèmes de présentation de l'information) et physique (caractéristiques des signaux d'information).

Ainsi, logiquement, les interfaces informatiques sont des systèmes mathématiques complexes basés sur les concepts de l’algèbre booléenne, et physiquement, elles sont un ensemble de puces et autres composants électroniques, de fils de cuivre et d’impulsions de courant électrique.


De manière générale, l'interface informatique assure le fonctionnement de l'ordinateur - communication entre le processeur et la RAM, les dispositifs d'impression, etc., ainsi que l'échange d'informations avec d'autres ordinateurs (sur Internet) et avec les humains.

En gros, sans interface, le fonctionnement des appareils informatiques est tout simplement impossible. Aujourd'hui, la technologie informatique utilise différents types d'interfaces nécessaires au travail professionnel d'un programmeur et à l'utilisation des ordinateurs par les gens ordinaires.

Une interface graphique est l'un des types d'interface utilisateur informatique qui utilise des images graphiques – icônes, boutons, etc. – au lieu de lettres et de chiffres. Par exemple, le bureau du système d'exploitation Windows est constitué d'éléments d'une interface graphique qui vous permet de lancer des programmes d'un simple clic de souris.

Par rapport à la saisie de commandes via la ligne de commande, l'interface graphique est beaucoup plus simple et intuitive, et son utilisation ne nécessite souvent pas de connaissances particulières. Il est souvent décrit comme sympathique et intuitif.

Un inconvénient important d'une interface graphique est la grande quantité de mémoire requise pour représenter graphiquement les commandes de l'ordinateur. Dans les systèmes informatiques temporaires, cet inconvénient est surmonté avec succès, car leur capacité de mémoire augmente d'un ordre de grandeur toutes les quelques années.


Cependant, chaque année, l'interface graphique devient plus complexe : elle devient tridimensionnelle, prend de nouvelles formes et méthodes d'expression, et devient de plus en plus pratique et impressionnante en apparence.

L'ensemble des éléments de contrôle du programme avec lesquels l'utilisateur effectue diverses actions est appelé interface du programme. En termes simples, l'interface du programme est constituée des boutons et des fenêtres que vous utilisez pour garantir que le programme effectue les actions dont vous avez besoin.

Ainsi, lorsque vous souhaitez regarder un film, vous appelez le programme Media Player, utilisez une ligne spéciale pour spécifier le fichier souhaité et commencez à regarder en appuyant sur un bouton de l'écran. Si vous devez modifier le volume, mettre l'émission en pause ou activer les sous-titres, vous utilisez l'interface du lecteur multimédia pour ce faire - des boutons, des curseurs et des fenêtres spécialement conçus pour le contrôle.

L'interface de jeu est la capacité de contrôler un personnage, d'interagir entre eux, de communiquer entre joueurs, etc. Presque tous les jeux ont une interface complexe qui vous permet de contrôler les personnages en utilisant diverses méthodes - avec la souris, les boutons virtuels sur l'écran, etc.


Les principales actions des personnages du jeu sont mises en œuvre de manière standard, la même pour tous les jeux. Souvent, le joueur peut modifier les paramètres de l'interface afin qu'ils soient plus pratiques et plus familiers. Dans le même temps, avec l’utilisation des écrans tactiles, de nouvelles façons de contrôler à l’aide des mouvements des doigts sont apparues.

L'interface est un logiciel spécial qui remplit la fonction d'afficher une image graphique et permet l'échange de données entre l'utilisateur et un ordinateur ou un autre appareil technique.

Qu'est-ce qu'une interface ?

L’exemple le plus simple d’interface est une télécommande. Cet outil technique permet d'interagir et de « communiquer » entre le téléviseur et la personne. D’autres exemples seraient les tableaux de bord d’une voiture, les leviers d’un avion, etc. Bien que la portée soit assez large, lorsqu’on se pose la question « Qu’est-ce qu’une interface ? dans la plupart des cas, les gens sont associés à des ordinateurs, des téléphones portables et d’autres appareils techniques de ce type.

L'interface est un ensemble de divers éléments, qui eux-mêmes peuvent également avoir une structure complexe à plusieurs niveaux. Par exemple, un écran d'affichage comprend des fenêtres constituées de certains panneaux, boutons, etc. La principale caractéristique du matériel et des logiciels est l'efficacité et la facilité d'utilisation. Sur cette base, l'interface se positionne souvent comme pratique, conviviale, compréhensible, intuitive, etc.

Principaux composants

Afin de comprendre ce qu’est une interface, vous devez comprendre ses éléments de base. Leur ensemble dépend de ce qu'une personne utilise exactement. S'il s'agit, par exemple, d'un programme informatique, celui-ci inclut une variété de panneaux virtuels, de boutons, de fenêtres et d'autres composants similaires. De plus, l'interface peut être interactive, c'est-à-dire qu'elle peut influencer une personne à l'aide de divers sons, signaux, lumières, moteurs de vibration, etc. Quant à l'utilisateur lui-même, il peut interagir avec l'interface à l'aide de divers interrupteurs, leviers, boutons ou encore certains gestes et commandes vocales.

Structure conceptuelle

Très souvent, l’interface fait référence à l’apparence d’un programme. Ce n'est pas tout à fait vrai, puisqu'en plus des caractéristiques visuelles, ce concept technique comprend un ensemble de fonctions et d'éléments supplémentaires. En voici quelques-uns :

• Technologie de saisie de l’information.
• Méthode de sortie de données.
• Tâches utilisateur.
• Divers éléments qui vous permettent de contrôler le programme.
• Retour.
• Éléments de navigation entre diverses structures et composants du programme.
• Moyens d'affichage graphique des commandes.

Éléments de base

Dans la plupart des cas, l'interface standard d'un appareil technique est constituée des éléments suivants :

• Bouton. Cela peut être double, drapeau, etc.
• Insigne ou icône.
• Liste régulière ou hiérarchique.
• Champs d'édition.
• Un menu qui peut être principal, contextuel ou déroulant.
• Différents panneaux.
• Onglets, étiquettes et info-bulles.
• Windows, en particulier les fenêtres de dialogue.
• Barre de défilement, curseur, etc.

Articles supplémentaires

En plus des composants principaux ci-dessus, l'interface peut également comporter des éléments supplémentaires qui ne sont pas utilisés dans tous les appareils techniques.

• Indicateur de niveau. Vous permet de suivre une valeur spécifique.
• Éléments d'un ensemble séquentiel.
• Divers compteurs.
• Affichage des informations au-dessus de tous les autres composants.
• Éléments d'interface cachés qui disparaissent lorsqu'ils ne sont pas utilisés, etc.

Classification

Quant à la typologie, selon certains critères, on distingue différents types d'interfaces. De plus, presque chaque année, leur nombre et leur structure changent et s'améliorent. Vous trouverez ci-dessous les types les plus courants.

1. Interface de commande. Cet outil technique repose sur la saisie de certaines commandes et de leur séquence. Une fenêtre spéciale s'affiche sur l'écran de l'appareil, où l'utilisateur saisit une commande spécifique et reçoit le résultat correspondant. Ce type d'interface est moins pratique pour l'utilisateur moyen, car il nécessite une connaissance des commandes et du processus de saisie.
2. Menu des interfaces. Dans ce cas, des exemples de commandes et de menus avec des actions spécifiques sont affichés sur l'écran de l'appareil technique. Afin de sélectionner la commande requise, déplacez simplement le curseur sur un symbole spécifique et confirmez vos actions. Il s’agit actuellement du moyen de communication le plus populaire entre un ordinateur et un utilisateur. Ce type d'interface ne nécessite pas de connaissances particulières, et même un enfant peut travailler de cette façon.
3. Interface vocale. Vous permet de basculer entre les commandes et les actions spécifiques grâce au guidage vocal. Le type de communication le plus pratique et le plus prometteur entre un ordinateur et un utilisateur. Pour le moment, il n'est pas encore répandu, il est présent principalement dans des appareils techniques coûteux.

Interface utilisateur

Ce concept comprend un ensemble complexe d'éléments que l'utilisateur voit à l'écran et à l'aide desquels il interagit avec l'ordinateur. Le résultat de l’activité humaine dépend de la commodité de son utilisation. Sur cette base, toutes les entreprises mondiales qui s'occupent de technologie informatique accordent une attention particulière non seulement au processus d'écriture de programmes, mais également à leur optimisation pour les besoins de groupes d'utilisateurs spécifiques. Des designers, des artistes et même des psychologues travaillent sur l'interface, et celle-ci est développée en tenant compte des exigences particulières des personnes, de leurs capacités physiques, de leur état de santé, etc.

Concept d'interface parallèle et série

Pour les ordinateurs et autres appareils similaires, la tâche de transmettre une certaine quantité de données joue un rôle important. Afin de transférer des données vers un groupe de bits, il existe deux approches de la structure et de l'organisation de l'interface :

1. Interface parallèle. Dans ce mode de réalisation, chaque bit du groupe de ceux qui sont transmis utilise sa propre ligne de signal, et ils sont tous transmis ensemble à un moment précis. Un exemple est le port de connexion de l’imprimante.
2. Interface série. Dans ce cas, une seule ligne de signal est utilisée et les bits sont transmis tour à tour, les uns après les autres, avec une certaine période de temps allouée à chacun d'eux. Un exemple est le bus série USB.

Chacun de ces types d'interfaces a ses avantages et ses inconvénients. Bien que l’option parallèle soit une solution plus simple et plus rapide, elle nécessite un grand nombre de fils et de câbles. Les lignes de transmission à interface série ont une structure plus complexe, mais sont beaucoup moins chères. Par conséquent, si la ligne doit être étendue sur une longue distance, il est alors beaucoup plus rentable de faire passer des câbles d'interface série que plusieurs fils parallèles.

Au lieu d'une postface

Ainsi, l'interface joue le rôle d'intermédiaire entre un ordinateur ou autre appareil technique et l'utilisateur. La qualité du travail avec cet équipement dépend de sa commodité et de sa facilité d'utilisation. Afin de comprendre enfin ce qu'est une interface, vous devez également étudier sa classification, ses concepts de base et ses principaux composants. Chaque année, les interfaces de divers appareils techniques sont améliorées et l'approche de leur structure et de leurs fonctions de base change.

Les dispositifs des systèmes automatisés communiquent entre eux à l'aide de moyens d'interface appelés interfaces. Une interface est un ensemble de lignes et de bus, de signaux, de circuits électroniques et d'algorithmes (protocoles) conçus pour échanger des informations entre appareils.

Selon leur objectif fonctionnel, les interfaces peuvent être divisées dans les classes principales suivantes :

• interfaces de systèmes informatiques;
• équipements périphériques (généraux et spécialisés);
• systèmes et dispositifs modulaires contrôlés par logiciel;
• interfaces de réseau de données et plus encore.

Nous envisageons ici de considérer les interfaces internes (bus), les interfaces externes (ports) et les interfaces processeur. Les interfaces des moniteurs (et des vidéoprojecteurs) sont décrites ci-dessous.

Les différentes puces et appareils qui composent un ordinateur personnel doivent être connectés les uns aux autres de manière à pouvoir échanger des données et être spécifiquement contrôlés. Ce problème a été résolu en utilisant des pneus standardisés. Un ensemble de conducteurs est utilisé (sur la carte mère, ce sont des conducteurs imprimés) auxquels sont connectés des connecteurs - prises ou emplacements. Les emplacements d'extension peuvent accueillir des cartes adaptateurs (contrôleurs) pour des appareils individuels et, surtout, de nouveaux appareils. Ainsi, tout composant inséré dans l'emplacement peut communiquer avec chaque composant de l'ordinateur personnel connecté au bus.

Un bus est un ensemble de conducteurs (lignes) reliant différents composants informatiques pour les alimenter et échanger des données. Dans la configuration minimale, le bus dispose de trois types de lignes :

• gestion;
• adresses ;
• données.

Généralement, les systèmes comprennent deux types de bus :

• bus système reliant le processeur à la RAM et au cache de niveau 2 ;
• de nombreux bus d'entrée/sortie reliant le processeur à divers périphériques. Ces derniers sont connectés au bus système par un pont intégré au chipset qui assure le fonctionnement du processeur.

Le bus système avec architecture DIB (Dual Independent Bus) est physiquement divisé en deux :

• bus primaire (FSB, bus Frontside), reliant le processeur à la RAM et la RAM aux périphériques ;
• bus secondaire (BSB, Backside bus) pour la communication avec la mémoire cache L2.

L'utilisation de deux bus indépendants améliore les performances en permettant au processeur d'accéder à différents niveaux de mémoire en parallèle. Généralement, les termes « FSB » et « bus système » sont utilisés de manière interchangeable.

Il convient de noter que la terminologie actuellement utilisée pour décrire les interfaces n’est pas totalement claire et sans ambiguïté. Le bus système est souvent appelé « bus principal », « bus processeur » ou « bus local ». Pour les bus d'E/S, les termes « bus d'extension », « bus externe », « bus hôte » et encore « bus local » sont utilisés.

Les appareils connectés au bus sont divisés en deux catégories principales : les maîtres du bus et les esclaves du bus. Les maîtres de bus sont des dispositifs actifs capables de contrôler le fonctionnement du bus, c'est-à-dire de lancer l'écriture/lecture, etc. Les esclaves de bus sont respectivement des dispositifs qui ne peuvent répondre qu'aux requêtes.

Si tout cela est difficile pour vous, alors il vaut mieux faire appel à un spécialiste qui diagnostiquera votre ordinateur.

Interfaces internes

Les interfaces dont les caractéristiques sont données dans le tableau sont internes.

Tableau des principales caractéristiques des interfaces internes

Standard	Application typique	Débit de pointe	Remarques
ISA	Cartes son, modems	De 2 à 8,33 Mo/s	Quasiment inutilisé depuis 1999
EISA	Réseaux, adaptateurs SCSI	33 Mo/s	Pratiquement inutilisé, remplacé par PCI, LPC
LPC	Ports série et parallèle, clavier, souris, contrôleur flottant	Comme ISA/EISA	Introduit par Intel en 1998 en remplacement du bus ISA
PCI	Cartes graphiques, adaptateurs SCSI, cartes son de nouvelles générations	133 Mo/s (bus 32 bits à 33 MHz)	Norme périphérique
PCI-X	Même	1 Go/s (bus 64 bits avec une fréquence de 133 MHz)	Extension PCI proposée par IBM, HP, Compaq. Augmentation de la vitesse et du nombre d'appareils
PCI-Express	Jusqu'à 16 Go/s Développement d'une « interface de 3e génération » (Entrée/Sortie de troisième génération - 3GIO), pouvant remplacer l'AGP.	Bus série
AGP	Cartes graphiques	528 Mo/s en mode 2x (2 ans de cartes afic)	Le standard pour Intel-PC, à commencer par le Pentium 2, coexiste avec le PCI
AGP PRO	Graphiques 3D	800 Mo/s (mode 4x)	Prend en charge les cartes vidéo nécessitant une puissance jusqu'à 100 W (AGP - jusqu'à 25 W)
HT (Hyper Transport)	Interface universelle	Jusqu'à 32 Go/s	Développement AMD pour les processeurs K7-K8

Autobus ISA

ISA BUS (Industry Standard Architecture) - bus standard IBM PC XT (8 bits) et AT (16 bits).

Le bus XT dispose de :

• Bus de données 8 bits ;
• Bus d'adresse 20 bits, qui permet d'adresser 2 à 20 bits (1 Mo) de mémoire ;
• trois canaux d'accès direct à la mémoire (DMA);
• fréquence d'horloge 8 MHz ;
• bande passante 4 Mo/s ;
• Connecteur 62 broches.

Actuellement, XT n'est pratiquement pas utilisé. Dans les ordinateurs AT, le bus a été étendu à 16 bits de données et 24 bits d'adresse. Sous cette forme, il existe encore aujourd'hui comme le bus le plus courant pour les adaptateurs de périphériques. Le bus AT dispose de :

• Bus de données 6 bits ;
• Bus d'adresse 24 bits, qui permet d'adresser 16 Mo de mémoire ;
• 8 chaînes à accès direct (DMA) ;
• fréquence d'horloge 8-16 MHz.

Bus EISA (architecture standard industrielle étendue)

Le bus EISA était une « réponse asymétrique » des fabricants de clones de PC à la tentative d’IBM de mettre le marché sous son contrôle en émettant des MCA. En septembre 1988, les fabricants d'ordinateurs Compaq, Wyse, AST Research, Tandy, Hewlett-Packard, Zenith, Olivetti, NEC et Epson ont présenté un projet commun : une extension 32 bits du bus ISA avec une rétrocompatibilité totale. Principales caractéristiques du pneu neuf :

• Transfert de données 32 bits ;
• débit maximum 33 Mo/s ;
• L'adressage mémoire 32 bits permettait d'adresser jusqu'à 4 Go ;
• prise en charge de nombreux appareils actifs (bus master) ;
• la possibilité de définir le niveau d'une interruption déclenchée par front (ce qui permettait à plusieurs appareils d'utiliser une seule interruption, comme dans le cas d'une interruption déclenchée par niveau) ;
• configuration automatique des cartes d'extension.

Connecteurs de bus ISA (a), EISA (b) et MSA (c)

Bus MCA (Architecture MicroChannel)

MCA - architecture microcanal - a été introduite malgré ses concurrents par IBM pour ses ordinateurs PS/2 à partir du modèle 50. Le bus MCA est incompatible avec ISA/EISA et autres adaptateurs.

Ce bus n'était pas rétrocompatible avec ISA, mais contenait un certain nombre de solutions avancées pour l'époque :

• Transfert de données 8/16/32 bits ;
• bande passante 20 Mo/s à fréquence de bus 10 MHz ;
• prise en charge de plusieurs appareils actifs.

Les travaux sont coordonnés par un dispositif appelé arbitre de bus (CACP - Central Arbitration Control Point). Lors de la distribution des fonctions de contrôle de bus, l'arbitre se base sur le niveau de priorité d'un périphérique ou d'une opération particulière.

Il existe quatre niveaux de ce type au total (par ordre décroissant) :

• régénération de la mémoire système ;
• accès direct à la mémoire (DMA);
• cartes d'adaptation;
• Processeur.

Immédiatement après la sortie du bus EISA, une « guerre des bus » a commencé, et ce n'était pas tant une guerre entre architectures (elles appartenaient toutes deux au passé), mais une guerre pour le contrôle d'IBM sur le marché des ordinateurs personnels. L'entreprise a perdu cette guerre, même si l'architecture MCA semblait préférable en termes de solutions techniques et de perspectives de développement. Voici un comparatif des deux pneus :

Étant donné que la surface d'une carte EISA était 1,65 fois plus grande et que l'adaptateur EISA pouvait consommer 2 fois plus d'énergie qu'un adaptateur MCA, il s'est avéré plus facile et moins cher de produire des périphériques pour EISA.

De plus, dans la « guerre des pneus », comme ailleurs, il y a la « main d’Intel ». Dans le but de libérer le marché des nouveaux processeurs 80386 et 80486, Intel a lancé des chipsets EISA qui ne prenaient pas en charge le processeur 286, tandis que le bus MCA fonctionnait parfaitement sur les ordinateurs dotés de 286. Ainsi, le développement prometteur d'IBM restait prometteur, mais aussi le bus EISA n'était pas largement utilisé : au moment où les besoins des ordinateurs de milieu de gamme dépassaient les capacités du bus ISA, les développeurs se sont tournés, en contournant EISA, vers les bus locaux.

LPC

Le bus Low Pin Count, ou LPC, est utilisé sur les ordinateurs personnels compatibles IBM pour connecter des périphériques à faible vitesse, tels que les périphériques d'E/S existants (ports série et parallèle, clavier, souris, contrôleur de disque dur). Physiquement, le LPC est généralement connecté à la puce Southbridge. Le bus LPC a été proposé par Intel en 1998 en remplacement du bus ISA.

La spécification LPC définit 7 signaux électriques pour la transmission bidirectionnelle de données, dont 4 transportent des adresses et des données multiplexées, les 3 restants sont des signaux de commande (trame, réinitialisation, horloge).

Le bus LPC ne propose que 4 voies au lieu de 8 ou 16 pour l'ISA, mais il dispose d'une bande passante ISA (33 MHz). Un autre avantage du LPC est que le nombre de broches pour les périphériques connectables est de 30 au lieu de 72 pour l'équivalent ISA.

Les tentatives visant à améliorer les bus système grâce à la création de bus MCA et EISA ont eu un succès limité et n'ont pas fondamentalement résolu le problème. Tous les bus décrits précédemment ont un inconvénient commun : un débit relativement faible, car ils ont été développés avec des processeurs lents à l'esprit. Par la suite, la vitesse du processeur a augmenté et les caractéristiques des bus ont été principalement améliorées de manière significative, en ajoutant de nouvelles lignes. Un obstacle à l'augmentation de la fréquence du bus était le grand nombre de cartes commercialisées qui ne pouvaient pas fonctionner à des vitesses de communication élevées (cela s'applique dans une moindre mesure au MCA, mais pour les raisons indiquées ci-dessus, cette architecture n'a pas joué un rôle notable sur le marché ). Parallèlement, au début des années 90, des changements surviennent dans le monde des ordinateurs personnels qui nécessitent une forte augmentation de la vitesse d'échange avec les appareils :

• création de processeurs Intel 80486 fonctionnant à des fréquences allant jusqu'à 66 MHz ;
• augmenter la capacité des disques durs et créer des contrôleurs plus rapides ;
• Le développement et la promotion active d'interfaces utilisateur graphiques (telles que Windows ou le système d'exploitation/2) sur le marché ont conduit à la création de nouveaux adaptateurs graphiques prenant en charge des résolutions plus élevées et davantage de couleurs (VGA et SVGA).

La solution évidente pour sortir de cette situation est la suivante : effectuer certaines opérations d'échange de données qui nécessitent des vitesses élevées non pas via le bus d'E/S, mais via le bus du processeur, à peu près de la même manière que la connexion d'un cache externe. Dans ce cas, le bus fonctionne à une fréquence correspondant à la fréquence d'horloge du processeur. Le transfert de données n'est pas contrôlé par le processeur central, mais par une carte d'extension (pont), qui libère le microprocesseur pour effectuer d'autres travaux. Le bus local dessert les périphériques les plus rapides : mémoire, écran, lecteurs de disque, tandis que les périphériques relativement lents - souris, modem, imprimante, etc. - sont desservis par un bus système ISA (EISA).

Cette conception s'appelle un bus local.

L'absence de norme a entravé la diffusion des bus locaux, c'est pourquoi la VESA (Video Electronic Standard Association), représentant plus de 100 entreprises, a proposé ses spécifications pour les bus locaux en août 1992.

Bus local VESA (bus VL)

Historiquement, il est apparu en premier et a été créé spécifiquement pour le meilleur microprocesseur de l'époque, le 480DX/2. Selon le processeur utilisé, la vitesse d'horloge du bus peut aller de 20 à 66 MHz.

La norme de bus VL 1.0 prend en charge un chemin de données 32 bits, mais elle peut également être utilisée dans des appareils 16 bits. La norme 2.0 est conçue pour un bus 64 bits conforme aux nouveaux processeurs. La spécification 1.0 est limitée à 40 MHz et la spécification 2.0 est limitée à 50 MHz. Dans la spécification 2.0, le bus prend en charge jusqu'à 10 appareils, 1.0 - seulement trois. La vitesse de transfert stable peut atteindre 106 Mo/s (pour un bus 64 bits - jusqu'à 260 Mo/s).

Le bus VL représentait une avancée par rapport à l'ISA en termes de performances et de conception. Cependant, ce pneu n’était pas sans inconvénients, les principaux étant les suivants :

• ciblant le processeur 486. Le bus VL est câblé au bus du processeur 80486, qui est différent des bus Pentium et Pentium Pro/Pentium 2 ;
• performances limitées. Comme déjà mentionné, la fréquence réelle du bus VL ne dépasse pas 50 MHz. De plus, lors de l'utilisation de processeurs avec multiplicateur de fréquence, le bus utilise la fréquence principale (par exemple, pour le 486DX2-66, la fréquence du bus sera de 33 MHz) ;
• restrictions de circuits. La qualité des signaux transmis sur le bus processeur est soumise à des exigences très strictes, qui ne peuvent être satisfaites qu'avec certains paramètres de charge pour chaque ligne de bus ;
• limitation du nombre de planches résultant de la nécessité de respecter des restrictions sur la charge de chaque ligne.

Bus PCI (bus d'interconnexion de composants périphériques)

Le développement du bus PCI s'est terminé en juin 1992 en tant que projet interne d'Intel Corporation. Les principales caractéristiques du bus sont les suivantes :

• échange de données synchrone 32 ou 64 bits (le bus 64 bits n'est actuellement utilisé que dans les systèmes Alpha et les serveurs basés sur des processeurs Intel Xeon). Dans ce cas, pour réduire le nombre de contacts (et le coût), le multiplexage est utilisé, c'est-à-dire que l'adresse et les données sont transmises sur les mêmes lignes ;
• la fréquence du bus de 33 ou 66 MHz (dans la version 2.1) permet une large gamme de débits (en mode rafale) ;
• prise en charge complète de nombreux périphériques actifs (par exemple, plusieurs contrôleurs de disque dur peuvent fonctionner simultanément sur le bus) ;
• La spécification du bus permet de combiner jusqu'à huit fonctions sur une seule carte (par exemple vidéo, audio, etc.).

• a - connecteur pour un bus 32 bits avec une tension d'alimentation de 5 V ;
• b - le même avec une tension d'alimentation de 3,3 V ;
• c - un périphérique PCI typique.

Des variétés ultérieures sont également connues - PC1-X et PCI-Express ; en outre, PCMCIA, la norme de bus pour ordinateurs portables, appartient également à ce type. Il vous permet de connecter des extensions de mémoire, des modems, des contrôleurs de lecteurs de disque et de bande, des adaptateurs SCSI, des adaptateurs réseau et autres.

PCI-X

PCI-X augmente non seulement la vitesse du bus PCI, mais également le nombre d'emplacements haute vitesse. Dans un bus ordinaire, les emplacements PC1 fonctionnent à 33 MHz et un emplacement peut fonctionner à 66 MHz. PCI-X double les performances de la norme PCI en prenant en charge un emplacement 64 bits à 133 MHz, augmentant les performances globales à 1 Go/s. La nouvelle spécification propose également un protocole amélioré pour augmenter l'efficacité du transfert de données et réduire les besoins en énergie.

PCI Express (PCX)

La norme PCX définit une interface série flexible, évolutive, à haut débit et enfichable à chaud, compatible logiciellement avec PCI. Contrairement à son prédécesseur, le PCX prend en charge un système de communication point à point similaire à l'HyperTransport d'AMD, plutôt que la conception multipoint utilisée dans l'architecture de bus parallèle. Cela élimine le besoin d'arbitrage de bus, offre une faible latence et simplifie le branchement et le débranchement à chaud des périphériques système.

L'une des conséquences devrait être une réduction de 50 % de la surface du panneau. La topologie du bus PCX contient un pont principal (Host Bridge) et plusieurs points finaux (périphériques d'E/S). Plusieurs connexions point à point introduisent un nouvel élément, un commutateur, dans la topologie du système d'E/S.

L'interface PCX comprend des paires de fils - canaux (voies), et la seule paire (voie PCX) est l'interface PCX 1x (800 Mo/s). Les canaux peuvent être connectés en parallèle, et le maximum (32 canaux - PCX 32x) fournit un débit total de 16 Go/s, suffisant pour prendre en charge les exigences du système de communication dans un avenir prévisible.

L'une des directions de développement du PCX est le remplacement de l'AGP. En effet, 8 Go/s de bande passante bidirectionnelle sont suffisants pour prendre en charge la télévision haute définition (HDT). Parallèlement, ces technologies se caractérisent par les caractéristiques suivantes :

• AGP - séparation de la bande passante pour l'écriture et la lecture ; bande passante totale - 2 Go/s ; optimisé pour le mode monotâche.
• PCI Express - voies dédiées pour l'entrée et la sortie ; bande passante totale jusqu'à 8 Go/s ; optimisé pour le multitâche.

• a - en utilisant AGP ;
• b - basé sur PCI Express.

On suppose également que PCI Express pourra à l'avenir remplacer le contrôleur de périphérique externe Southbridge dans les chipsets, mais cela n'affectera pas les fonctions du contrôleur RAM Northbridge.

Interface PCMCIA

Avec l'avènement des ordinateurs portables, le problème d'une interface universelle et compacte pour connecter des périphériques externes s'est posé. En tant que telle interface, l'interface PCMCIA est devenue la norme de facto, soutenue par la PCMCIA Association (Personal Computer Memory Card International Association), qui regroupe des entreprises développant des périphériques pour ordinateurs portables. L'abréviation PCMCIA a suscité de nombreuses critiques en raison de son caractère imprononçable. Il existe même une interprétation humoristique de PCMCIA comme « Les gens ne peuvent pas mémoriser les acronymes de l'industrie informatique », ce qui se traduit par « Les gens sont incapables de se souvenir des abréviations informatiques ». En conséquence, il est aujourd’hui courant d’utiliser le terme plus euphonique PC Card pour PCMCIA.

Les périphériques PC Card, de la taille d'une carte de crédit ordinaire, constituent une alternative aux cartes d'extension conventionnelles qui se connectent au bus ISA. Cette norme produit des modules de mémoire, des modems et modems fax, des adaptateurs SCSI, des cartes réseau, des cartes son, des disques durs (IBM Microdrive), des interfaces CD-ROM, etc.

• une - carte PCMCIA ;
• b - connexion à un ordinateur portable ;
• c - Adaptateur X-Drive pour la connexion en USB.

La première version de la norme PC Card spécifie un connecteur mécanique à 68 broches pour la communication entre la carte et le périphérique correspondant (adaptateur ou port) sur l'ordinateur. Il dispose de 16 bits pour les données et de 26 bits pour l'adresse, ce qui permet d'adresser directement 64 Mo de mémoire. Il y a un connecteur femelle sur le côté du module PC Card et un connecteur mâle du côté de l'ordinateur. De plus, la norme spécifie trois longueurs de broches différentes pour le connecteur mâle. Étant donné que la connexion et la déconnexion d'une carte PC peuvent se produire pendant que l'ordinateur est en marche (ce qu'on appelle « à chaud »), afin de garantir que le module est d'abord alimenté en tension d'alimentation, et ensuite seulement en tension des lignes de signal, le correspondant les contacts sont établis plus longtemps.

La deuxième version de la spécification PC Card propose trois variétés.

Tableau des tailles de cartes de la deuxième version de PC Card

AGP (port graphique accéléré)

Malgré la capacité et la vitesse du bus PCI, il restait un problème qui dépassait ses capacités : la sortie des informations graphiques. Si l'adaptateur CGA (4=2 2 couleurs, écran 320 x 200 pixels, fréquence 60 Hz) nécessite une bande passante de 2 x 320 x 200 x 60=7 680 000 bps=960 Ko/s, l'adaptateur XGA (2 16 couleurs, écran 1 024 x 768 pixels, fréquence 75 Hz) nécessite 16 x 1 024 x 758 x 75 = 9 433 718 400 bps ~ 118 Mo/s. Dans le même temps, le débit maximal du PC1 atteignait 132 Mo/s.

Intel a proposé une solution sous la forme d'AGP - Accelerated Graphics Port. L'apparition du bus AGP au début de 1998 constitue une avancée majeure dans le domaine du travail graphique. Avec une fréquence de bus de 66 MHz, il était capable de transmettre deux blocs de données en un seul cycle d'horloge. La bande passante du bus est de 500 Mo/s (V2.0) dans deux modes de fonctionnement : DMA et Execute. Le principal avantage d’AGP est la possibilité de stocker les textures dans la RAM. Dans le même temps, la vitesse du bus AGP est suffisante pour leur transfert dans les délais vers la mémoire vidéo (fonctionnement en mode DMA). En mode Exécution, la RAM et la mémoire vidéo sont traitées sur un pied d'égalité. Les textures sont sélectionnées par blocs de 4 Ko dans la mémoire partagée à l'aide de la table GART (Graphic Address Re-mapping Table) et transférées sans passer par la mémoire locale de la carte vidéo. Il existe aujourd'hui une norme (supportée par les nouveaux chipsets Intel et Via) AGP4x, qui permet d'augmenter le débit jusqu'à 1 Go/s.

Les circuits AGP interagissent directement avec quatre sources d'informations (accélération du port Quadra) :

• processeur (cache niveau 2) ;
• BÉLIER;
• Carte graphique AGP ;
• Bus PCI.

AGP fonctionne à la vitesse du bus processeur (FSB). À 66 MHz, par exemple, c'est 2 fois plus rapide que la vitesse PCI et permet un débit maximal de 264 Mo/s. Cartes graphiques spécialement conçues pour le transfert AGP sur les fronts montants et descendants de l'horloge du processeur, permettant des taux de transfert allant jusqu'à 528 Mo/s à 133 MHz (c'est ce qu'on appelle « double graphique »). Par la suite, AGP 2.0 a été publié, qui prenait en charge « 4 graphiques » ou quatre fois le transfert de données par cycle CPU.

Contrôleur HyperTransport

AMD (processeur Hammer) a proposé l'architecture HyperTransport, qui fournit une connexion interne des processeurs et des éléments du chipset pour organiser les systèmes multiprocesseurs et augmenter les vitesses de transfert de données de plus de 20 fois.

Dans une architecture Northbridge et Southbridge traditionnelle, les transactions mémoire doivent passer par la puce Northbridge, ce qui introduit une latence supplémentaire et réduit les performances potentielles. Pour surmonter ce goulot d'étranglement en termes de performances, AMD a intégré un contrôleur de mémoire dans les processeurs AMD64. L'accès direct à la mémoire a considérablement réduit la latence lorsque le processeur accède à la mémoire. À mesure que la vitesse d’horloge du processeur augmente, les latences deviennent encore plus faibles.

Le bus HyperTransport, bus inter-puces universel, repose sur deux concepts : l'universalité et l'évolutivité. La polyvalence du bus HyperTransport réside dans le fait qu'il permet de connecter non seulement des processeurs, mais également d'autres composants de la carte mère. L'évolutivité du bus est qu'il permet d'augmenter le débit en fonction des besoins spécifiques de l'utilisateur.

Les appareils connectés via le bus HyperTransport sont connectés selon le principe « point à point » (peer-to-peer), ce qui implique la possibilité de chaîner plusieurs appareils entre eux sans utiliser de commutateurs spécialisés. La transmission et la réception des données peuvent s'effectuer en mode asynchrone et la transmission des données est organisée sous forme de paquets d'une longueur maximale de 64 octets. L'évolutivité du bus HyperTransport est assurée via un bus de 2,4, 8,16 et 32 ​​bits de large dans chaque direction. De plus, il est possible de fonctionner à différentes fréquences d'horloge (de 200 à 800 MHz). Dans ce cas, le transfert de données s'effectue sur les deux fronts de l'impulsion d'horloge. Ainsi, la bande passante du bus HyperTransport varie de 200 Mo/s en utilisant une horloge de 200 MHz et deux canaux de deux bits à 12,8 Go/s en utilisant une horloge de 800 MHz et deux canaux de 32 bits.

Démontre à quel point le câblage est plus économique pour HyperTransport que pour les bus traditionnels - il suffit de comparer la surface occupée sur la carte mère par le bus AGP 8x avec un débit de 2 Go/s et HyperTransport (jusqu'à 6,4 Go/s).

interface- interface, partition) - un ensemble de moyens et méthodes d'interaction entre les éléments du système.

Selon le contexte, le concept s'applique aussi bien à un seul élément ( interface d'élément), et aux paquets d'éléments ( interface d'élément).

• les rênes sont l'élément principal de l'interface entre le cheval et le cocher (les rênes sont l'interface du système « cheval - cocher »). Ou encore les rênes sont l'interface (le contrôle) du cheval ;
• Le volant, les pédales d'accélérateur et de frein, le pommeau de levier de vitesses sont l'interface (commande) de la voiture, ou l'interface du système conducteur-voiture. Pour un mécanicien automobile, les éléments d'interface sont des appareils complètement différents - une jauge de niveau d'huile par exemple ;
• fiche et prise électriques - constituent l'interface d'alimentation de la plupart des appareils électroménagers ;
• clavier et souris - constituent l'interface de l'ordinateur dans le contexte « utilisateur - ordinateur » ;
• adresse email - est l'interface de communication de l'internaute ;
• L'anglais est la principale interface de communication entre les internautes ;
• protocole de transfert de données - partie de l'interface de l'architecture client-serveur ;
• la fourniture d'un curriculum vitae et d'un entretien font partie du système de « processus d'emploi » ;

Ce terme est utilisé dans presque tous les domaines scientifiques et technologiques. Sa signification fait référence à tout appariement d’entités en interaction. Une interface fait référence non seulement aux appareils, mais également aux règles (protocole) d'interaction de ces appareils.

Dans le contexte d'un seul élément interface d'élément opposé mise en œuvre des éléments (structure interne et fonctionnement). L'utilisateur d'un élément n'a pas besoin de savoir comment l'élément utilisé est implémenté pour le contrôler, mais l'élément utilisé doit fournir une interface de contrôle. Par exemple, un conducteur n’a pas besoin de savoir comment fonctionne un moteur pour conduire une voiture ; il lui suffit d’utiliser l’interface de la voiture (volant et pédales).

Interfaces en informatique

Les interfaces constituent la base de l’interaction de tous les systèmes d’information modernes. Si l'interface d'un objet (ordinateur personnel, programme, fonction) ne change pas (stable, standardisée), cela permet de modifier l'objet lui-même sans reconstruire les principes de son interaction avec d'autres objets.

Par exemple, après avoir appris à travailler avec un programme sous Windows, l'utilisateur peut facilement en maîtriser d'autres, car ils ont la même interface.

Dans un système informatique, l’interaction peut se produire au niveau de l’utilisateur, du logiciel et du matériel. Conformément à cette classification on peut distinguer :

Interface utilisateur

Un ensemble de moyens par lesquels l'utilisateur communique avec divers appareils.

• Interface de ligne de commande : les instructions sont données à l'ordinateur en saisissant des chaînes de texte (commandes) à partir du clavier.
• Interface utilisateur graphique : les fonctions du logiciel sont représentées par des éléments graphiques à l'écran.
• Interface conversationnelle
• Interface en langage naturel : l'utilisateur « parle » au programme dans sa langue maternelle.

Interface physique

La façon dont les appareils physiques interagissent. Le plus souvent, nous parlons de ports informatiques.

• Passerelle (télécommunications) - un appareil qui connecte un réseau local à un réseau plus vaste, par exemple Internet
• Interface neuro-ordinateur interface cerveau-ordinateur) : responsable de l’échange entre les neurones et un appareil électronique grâce à des électrodes spéciales implantées.

Interfaces en programmation

• Interface de fonction
• Interface de programmation d'application (API) : ensemble de méthodes de bibliothèque standard qu'un programmeur peut utiliser pour accéder aux fonctionnalités d'un autre programme.

Interfaces en sciences naturelles

• Interface (chimie)
• Interface (physique)

Fondation Wikimédia.

2010.

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Livres

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Point 1. Qu'est-ce qu'une interface.

Interface- c'est le lien de connexion entre deux éléments d'un même système et à l'aide duquel s'effectue le travail de ce système. Nous rencontrons ce concept tous les jours, par exemple, lorsque vous montez dans votre voiture le matin et que vous saisissez le levier de vitesses avec votre main, vous interagissez avec l'interface de votre voiture.

Dans ce cas, le levier est un conducteur entre vous et la boîte de vitesses du système automobile.

La notion d'interface est souvent utilisée en informatique et en ingénierie informatique. Tout ici est comme dans la vie. L'interface assure la communication entre vous et le système de la machine.

Avec lui, vous donnez des commandes et l'ordinateur les exécute. Cette interface est appelée interface utilisateur.

Point 2. Interface interne et externe.

L'interface de tout appareil est divisée en externe et interne, en fonction des tâches qu'il effectue.

• L'interface interne fait référence à ce qui est caché à l'utilisateur, auquel il n'a pas accès directement. Ses propriétés sont dites privées.
• L'interface externe fait référence à ce que l'utilisateur contacte directement et à l'aide duquel il contrôle l'appareil. Leurs propriétés sont dites publiques.

Ces deux types d'interfaces font toujours partie d'un même appareil et assurent son fonctionnement ; elles ne peuvent exister séparément.

Article 3. Interface utilisateur et ses composants.

L'interface utilisateur peut être divisée en deux parties, celle chargée de saisir les informations dans l'appareil et celle chargée de les transmettre à l'utilisateur.

Si nous parlons d'un PC domestique ordinaire, la première catégorie comprend tout ce avec lequel nous influençons l'ordinateur pour le faire fonctionner. L'exemple le plus simple est une souris, un clavier, un port USB. En conséquence, la deuxième catégorie comprend tout ce à l'aide duquel un ordinateur transmet des informations à ceux qui l'utilisent, en répondant aux commandes qui lui sont données via les mêmes clavier, souris et autres périphériques d'entrée, à savoir les moniteurs, haut-parleurs, écouteurs, imprimantes, traceurs et d'autres moyens de sortie d'informations.

Article 4. Types d'interfaces utilisées en technologie informatique.

Il existe différents types d'interfaces. Voici les principaux.

• Visuel. Interface informatique standard qui transmet des informations à l'aide d'images visuelles affichées sur un moniteur.
• Geste. Sert généralement d’interface pour les téléphones ou les tablettes PC. Dans la plupart des cas, il s'agit d'un écran tactile qui répond aux mouvements des doigts de la personne qui contrôle le système, et réagit d'une certaine manière à chaque mouvement spécifique. On peut l'appeler une version simplifiée de l'interface visuelle habituelle.
• Voix. Ce type d'interface est apparu relativement récemment. Il vous permet de contrôler le système à l'aide de commandes vocales. Le système, quant à lui, répond également à l'utilisateur par le dialogue. Le plus intéressant est que les technologies modernes nous permettent de contrôler non seulement des téléphones ou des ordinateurs avec notre voix, mais aussi des appareils électroménagers et même des ordinateurs de bord de voiture.

L'une des dernières tendances dans ce domaine est l'interface tactile. Le principe de son fonctionnement repose sur l'interaction physique entre l'utilisateur et la machine, qui s'effectue à travers certains objets. On peut dire qu'il s'agit d'une tentative de donner une forme matérielle aux informations que l'utilisateur recevait auparavant graphiquement à l'aide d'un moniteur.
Article 5. Interface système et application. Les interfaces sont divisées en 2 types : interface de programmation système et application.

Une interface de programmation d'application ou API est une sorte de requête qu'un programme adresse au système d'exploitation pour effectuer une action. Cette interface est utilisée par divers développeurs pour créer des applications.

Il existe deux types d'interface système : de commande et graphique.

L'interface de commande est généralement une ligne de commande dans laquelle l'utilisateur saisit certaines instructions, qui ont dans la plupart des cas leur propre syntaxe (par exemple, le système d'exploitation Ubuntu), et le système les exécute.

L'interface graphique, tout comme l'interface de commande, fonctionne grâce aux commandes utilisateur, mais contrairement à elle, les commandes ne sont pas saisies sous forme de texte dans la ligne de commande, mais sont présentées à travers des images graphiques telles que des icônes, des fenêtres, etc. Ce type d'interface est le plus courant et est utilisé aujourd'hui dans la plupart des ordinateurs personnels. De telles interfaces sont souvent appelées WIMP, qui est l'abréviation des premières lettres des mots Window, Icon, Menu, Pointing Device.