Ji°φ Peterka

Navrhnout a vyrobit poΦφtaΦ dnes nenφ ₧ßdn² problΘm. HorÜφ je to ji₧ s tφm, jak vyhov∞t lidem vÜem - u₧ivatelΘ si mohou chtφt r∙zn∞ dotvß°et Φi vylepÜovat svΘ poΦφtaΦe dodateΦn²m instalovßnφm Φi v²m∞nou disk∙, rozÜi°ovßnφm operaΦnφ pam∞ti nebo p°idßvßnφm r∙zn²ch dalÜφch hardwarov²ch dopl≥k∙. Proto vcelku oprßvn∞n∞ po₧adujφ, aby jejich poΦφtaΦ takovΘto ·pravy p°ipouÜt∞l, a pokud mo₧no jim i vychßzel vst°φc.

V p°φpad∞ operaΦnφch pam∞tφ se upustilo od p∙vodnφho osazovßnφ pam∞¥ov²ch Φip∙ p°φmo na systΘmovou desku (tzv. motherboard) nebo do patic na tΘto desce, a p°eÜlo se na osazovßnφ pam∞¥ov²ch Φip∙ na samostatnΘ, miniaturnφ desky s ploÜn²mi spoji, kterΘ se pak velmi jednoduch²m zp∙sobem zasouvajφ do konektor∙ na systΘmovΘ desce. Tyto tzv. SIMM moduly (Single In-line Memory Modules) se prodßvajφ s r∙zn²mi kapacitami (nap°. ß 256 KB, 1 MB, 4 MB), a sßm si je m∙₧e nainstalovat snad opravdu ka₧d², kdo se nebojφ podφvat svΘmu poΦφtaΦi do ·trob.

U pevn²ch disk∙ a disketov²ch mechanik je situace vcelku jednoduchß - jde v₧dy o samostatnΘ "kusy", kterΘ nenφ principißlnφm problΘmem vym∞nit za jinΘ Φi nainstalovat a₧ dodateΦn∞.

Pon∞kud jinß situace ale nastßvß u dalÜφch nezbytn²ch souΦßstφ dneÜnφch poΦφtaΦ∙: videoadaptΘr∙, °adiΦ∙ disk∙ a disket, r∙zn²ch rozhranφ vΦetn∞ sφ¥ov²ch apod. V²robce mß mo₧nost je zaintegrovat p°φmo do systΘmovΘ desky (motherboardu), co₧ je pro n∞j z mnoha d∙vod∙ v²hodnΘ (mj. i kv∙li spolehlivosti a minimalizaci konflikt∙ s dodateΦn∞ p°ipojovan²m hardwarem od jin²ch v²robc∙). Na druhΘ stran∞ je ale toto °eÜenφ jen velmi mßlo flexibilnφ, proto₧e nedovoluje prakticky ₧ßdnou variabilitu p°i sestavovßnφ r∙zn²ch model∙ poΦφtaΦ∙ ani v jejich nßslednΘm "vylepÜovßnφ". V tomto ohledu je vhodnΘ si uv∞domit takΘ to, jak se v dneÜnφ dob∞ vyrßb∞jφ osobnφ poΦφtaΦe °ady PC. A₧ na n∞kterΘ sv∞tlΘ (a hlavn∞ drahΘ) v²jimky, jsou tyto poΦφtaΦe sestavovßny z komponent, kterΘ dodßvajφ r∙znΘ firmy, vesm∞s specializovanΘ na p°φsluÜn² druh hardwaru. SystΘmovß deska (motherboard) je pak od jednΘ firmy, sk°φ≥ka (tzv. case) od jinΘ, podobn∞ moduly SIMM s operaΦnφ pam∞tφ, diskovΘ a disketovΘ mechaniky, videoadaptΘr, monitor at d. I kdy₧ se pak pod cel² komplet podepφÜe jen jedna firma, p°esto je v²sledn² celek stavebnicφ, kterou si stejn∞ tak dob°e mohl sestavit v∞ci znal² u₧ivatel sßm.

Pro stavebnicov² charakter dneÜnφch osobnφch poΦφtaΦ∙ je nezbytnΘ, aby jejich systΘmovΘ desky umo₧≥ovaly p°ipojit r∙znΘ dalÜφ prvky (nap°φklad prßv∞ zmφn∞nΘ videoadaptΘry, nejr∙zn∞jÜφ °adiΦe apod.). Ty majφ nejΦast∞ji op∞t formu desek s ploÜn²mi spoji, a proto se jim °φkß karty (cards) Φi jednoduÜe desky (boards): p°φkladem m∙₧e b²t karta, resp. deska videoadaptΘru, karta se sΘriov²mi a paralelnφmi rozhranφmi, sφ¥ovß karta, zvukovß karta apod. SystΘmovß deska (motherboard), ke kterΘ se tyto desky (karty) p°ipojujφ, pak vystupuje v roli matiΦnφ Φi mate°skΘ desky (odsud anglickΘ: motherboard), ke kterΘ se ostatnφ desky p°ipojujφ v roli dce°inn²ch desek (proto se jim v angliΦtin∞ n∞kdy °φkß takΘ daughterboards). Mnohem Φast∞ji jsou ale tyto desky oznaΦovßny p°φvlastkem rozÜi°ujφcφ (expansion), proto₧e rozÜi°ujφ mo₧nosti a schopnosti systΘmovΘ desky.

KonkrΘtnφ zp∙sob p°ipojovßnφ rozÜi°ujφcφch desek ovÜem musφ b²t dostateΦn∞ standardizovßn. To se samoz°ejm∞ net²kß jen fyzick²ch rozm∞r∙ rozÜi°ujφcφch desek a konektor∙, kter²mi se p°ipojujφ k systΘmovΘ desce, ale takΘ zapojenφ t∞chto konektor∙, resp. jednotliv²ch signßl∙ na nich, skladby t∞chto signßl∙ a koncepce samotnΘ systΘmovΘ desky, kterß musφ pamatovat na to, ₧e n∞kterΘ funkce budou zajiÜ¥ovßny rozÜi°ujφcφmi deskami.

SystΘmovΘ desky poΦφtaΦ∙ PC (obecn∞ i jin²ch poΦφtaΦ∙) proto b²vajφ vybaveny urΦit²m poΦtem p°φpojn²ch mφst pro p°ipojovßnφ rozÜi°ujφcφch desek. T∞mto p°φpojn²m mφst∙m se °φkß sloty (slots), a jsou tvo°eny konektorem, zabudovan²m do systΘmovΘ desky (v p°φpad∞ poΦφtaΦ∙ PC jde o patici pro tzv. p°φm² konektor, vyleptan² p°φmo do rozÜi°ujφcφ desky). Sk°φ≥ka, do kterΘ se systΘmovß deska zabudovßvß, je pak opat°ena jeÜt∞ r∙zn²mi mechanick²mi dr₧ßky pro pevnΘ uchycenφ rozÜi°ujφcφch desek v jednotliv²ch slotech.

RozÜi°ujφcφ desky, kterΘ se instalujφ do jednotliv²ch slot∙, musφ b²t samoz°ejm∞ uzp∙sobeny zapojenφ konektoru, kter² na systΘmovΘ desce p°φsluÜn² slot vytvß°φ. JednotlivΘ signßly na t∞chto konektorech tvo°φ tzv. rozÜi°ujφcφ sb∞rnici (expansion bus), kterß mß jak datovou a adresovou Φßst (tj. signßly, resp. vodiΦe pro p°enos dat a adres), tak i Φßst °φdφcφ, s celou °adou r∙zn²ch °φdφcφch signßl∙. V souΦasnΘ dob∞ je u poΦφtaΦ∙ PC nejpou₧φvan∞jÜφ rozÜi°ujφcφ sb∞rnice, oznaΦovanß jako ISA (od: Industry Standard Architecture). Ta vznikla z p∙vodnφ 8-bitovΘ rozÜi°ujφcφ sb∞rnice poΦφtaΦ∙ PC, a je 16-bitovß (Φφm₧ je mφn∞no to, ₧e p°enßÜφ data najednou po 16 bitech, k Φemu₧ pot°ebuje 16-bitovou datovou sb∞rnici).

Pro sprßvnΘ pochopenφ toho, co rozÜi°ujφcφ sb∞rnice skuteΦn∞ je (a hlavn∞ co nenφ), je dobrΘ si blφ₧e oz°ejmit jejφ postavenφ v rßmci celΘho poΦφtaΦe. Ka₧d² procesor (resp. mikroprocesor) je opat°en urΦit²m poΦtem vstup∙ a v²stup∙, kterΘ slou₧φ pro p°enos dat a adres mezi nφm a jeho okolφm. Nap°φklad mikroprocesor Intel 8088 mß osm datov²ch vstup∙/v²stup∙, mikroprocesory i8086 a 80286 jich majφ 16, a i80386 a i80486 jich majφ 32. Prost°ednictvφm t∞chto datov²ch vstup∙/v²stup∙ pak mikroprocesor zφskßvß data od operaΦnφ pam∞ti - tedy bu∩ po 8 bitech, Φi po 16, resp. po 32 bitech najednou. Mezi mikroprocesorem a pam∞tφ tedy existuje datovß sb∞rnice, kterß je tak Üirokß, kolik bit∙ mß datov² vstup/v²stup mikroprocesor∙. TakΘ rychlost p°enosu dat po tΘto sb∞rnici je zßvislß na taktovacφ frekvenci procesoru. RozÜi°ujφcφ sb∞rnice je ale a₧ o jeden "stupe≥" dßle (od mikroprocesoru a operaΦnφ pam∞ti je odd∞lena dalÜφmi obvody), a jejφ Üφ°ka a rychlost obecn∞ nezßvisφ na konkrΘtnφm mikroprocesoru.

Nap°φklad rozÜi°ujφcφ sb∞rnice ISA p°enßÜφ data po 16 bitech (i kdy₧ procesor m∙₧e b²t 32-bitov² a s pam∞tφ si koresponduje po 32 bitech najednou), mß jen 24 adresov²ch vodiΦ∙ (tj. dovoluje adresovat jen 16 MB pam∞ti, i kdy₧ operaΦnφ pam∞¥ m∙₧e b²t mnohem v∞tÜφ a procesor ji dokß₧e adresovat celou) a pracuje svou vlastnφ rychlostφ (typicky s frekvencφ 8 MHZ, nezßvisle na taktovacφ frekvenci mikroprocesoru). Nenφ proto divu, ₧e tato rozÜi°ujφcφ sb∞rnice, p∙vodn∞ urΦenß pro poΦφtaΦe PC/AT s mikroprocesory 80286, nenφ pro dneÜnφ v²konnß PC s rychl²mi 32-bitov²mi mikroprocesory zdaleka optimßlnφ - p°edevÜφm proto, ₧e nenφ 32-bitovß.

Firma IBM proto vytvo°ila novou rozÜi°ujφcφ sb∞rnici, kterou nazvala MCA (Micro Channel Architecture). Ta ji₧ je 32-bitovß, ale nenφ zp∞tn∞ kompatibilnφ se sb∞rnicφ ISA. To v praxi znamenß, ₧e ₧ßdnß z rozÜi°ujφcφch desek, uzp∙soben²ch sb∞rnici ISA, nenφ v poΦφtaΦφch s rozÜi°ujφcφ sb∞rnicφ MCA pou₧itelnß. Navφc firma IBM si svou sb∞rnici MCA nechala patentovat a za jejφ pou₧itφ jin²mi v²robci si ·Φtuje licenΦnφ poplatky. Hlavn∞ to je asi d∙vod, proΦ se tato jejφ rozÜi°ujφcφ sb∞rnice do praxe p°φliÜ neprosadila, a lze se s nφ setkat v∞tÜinou jen u originßlnφch poΦφtaΦ∙ firmy IBM °ady PS/2.

Ostatnφ na to reagovali po svΘm - dev∞t vlivn²ch v²robc∙ vytvo°ilo vlastnφ standard 32-bitovΘ rozÜi°ujφcφ sb∞rnice, naz²van² EISA (Extended ISA). Tato sb∞rnice je takΘ 32-bitovß, a je zp∞tn∞ kompatibilnφ se sb∞rnicφ ISA. RozÜi°ujφcφ kartu pro sb∞rnici ISA tedy m∙₧eme pou₧φt i ve slotech sb∞rnice EISA, jejich₧ konektory ostatn∞ majφ stejnΘ fyzickΘ rozm∞ry, jako konektory sb∞rnice ISA. S rozdφln²m poΦtem signßl∙ obou sb∞rnic se sloty pro EISA sb∞rnici vyrovnßvajφ velmi zajφmav²m zp∙sobem: konektor EISA slotu mß dv∞ vrstvy kontakt∙ nad sebou. Deska pro sb∞rnici ISA je tlustÜφ a do konektoru ji lze zasunout pouze tak, ₧e se dot²kß jen hornφ °ady kontakt∙. U rozÜi°ujφcφch desek pro sb∞rnici EISA je ta jejich Φßst, kterß se do konektoru zasouvß, pon∞kud tenΦφ, a tak ji lze zasunout hloub∞ji. Tak hluboko, aby se dot²kala druhΘ °ady kontakt∙.