1.6. Paralelni i sekvencijalni kompjuterski ulazno-izlazni pristupi

Unutar računara podaci su predstavljeni električnim digitalnim signalima u binarnom obliku (1) i (0).

Razmjena podataka unutar računara je zapravo razmjena stanja bitova (jedinica i nula).

Podaci sa eksternim računar razmenjuje uređaje sa različitim portovima sljedeći (serijski) ili paralelno tip.

Serijski (sekvencijski) prijenos podataka

U serijskom prijenosu podataka podaci se prenose bit po bit. Moglo bi se reći da se serijskim prijenosom podaci prenose slovo po slovo. Zbog male mogućnosti greške koristimo serijski prijenos prilikom povezivanja miša, tastature, USB memorije, SATA diska itd.

Serijski konektori

Paralelni prijenos podataka

U paralelnom prijenosu podataka, podaci se prenose bajt po bajt, mogli bismo reći riječ po riječ. Paralelni prijenos podataka omogućava simultani prijenos nekoliko bitova odjednom. To je brz pristup, ali nešto nesigurniji od metode serijskog prijenosa podataka. Koristimo paralelni prijenos za brzi prijenos podataka između procesora, radne memorije i PCI kartica.

Paralelni konektori

LPT kabl i konektor	PATA kabl i PATA hard disk

Objašnjenje serijskog i paralelnog prijenosa podataka

Paralelni prijenos podataka

U paralelnom prijenosu, više bitova (obično 8 bitova ili bajta/znaka) se istovremeno šalju na različitim žicama (ili frekvencijama kanala) unutar istog kabla. Prenos podataka u paralelnom prenosu je vremenski sinhronizovan, kažemo da ima sat. Takt prijenosa je određen frekvencijskim taktom.

Paralelni uređaji imaju veću širinu magistrale od serijskih uređaja i stoga mogu prenositi podatke u riječima od jednog ili više bajtova odjednom. Stoga je tako paralelni prenos podaci brži pri istom taktu od serijski prenos podaci.

Međutim, više žica nas košta više novca, a što je duži paralelni kabel, to je osjetljiviji na vremensku sinhronizaciju. Veća brzina takta, viša frekvencija i duži paralelni kabl mogu uzrokovati da paralelni signali ne budu u skladu jedan s drugim.

Kako bi se izbjegle greške u prijenosu, brzina prijenosa podataka je određena posebnim sat signala koji se prenosi preko posebne žice unutar paralelnog kabla. Stoga paralelni prenos razmatrani podaci sinhroni prenos podataka, ima svoj takt.

Paralelni prijenos podataka odvija se između:

• procesor (CPU) i radnu memoriju (RAM),
• procesore i PCI kartice,
• radna memorija i PCI kartica,
• LPT veza i paralelni štampač,
• PATA kontroler i PATA hard disk.

Serijski prijenos podataka

U serijskom prijenosu podataka, bitovi se šalju na istoj žici (kanalu), što smanjuje troškove žice, ali usporava brzinu prijenosa. Serijski prenos je sporije iz paralelnog prenosa podataka u isto vrijeme. Sa paralelnim prijenosom podataka možemo prenijeti 1 bajt (8 bitova) u jednom ciklusu, dok sa serijskim podacima možemo prenijeti samo 1 bit u istom ciklusu.

Serijski prijenos može biti sinhroni ili asinhroni. U sinhronom serijskom prijenosu, okviri podataka (npr. 8 bitova jedan za drugim) se kontinuirano šalju, prenose. U asinhronom serijskom prijenosu, grupe bitova proizvoljne veličine šalju se bez sinhronizacije, od kojih svaka ima početni i stop bit.

Portovi i uređaji koji koriste serijski prijenos su:

• Serijski port (RS-232) i uređaji (npr. miš, tastatura),
• USB (Universal Serial Bus) portovi i uređaji (usb memorija, miš i tastatura),
• Serial ATA (SATA) adapteri i diskovi (SATA hard diskovi),
• FireWire (IEEE-1394) portovi i uređaji (video kamera).

Zašto uređaji danas više koriste serijski prijenos podataka?

Problem je u sinhronizaciji podataka, odnosno u taktnoj brzini prenosa podataka. Paralelni prijenos podataka košta više, potrebno je više žica za prijenos podataka. Paralelni prijenos podataka je brži pri istoj brzini od serijskog prijenosa, međutim, ako povećamo brzinu takta, postoji veća mogućnost da će doći do signalnog jaza u paralelnim žicama. Zbog toga paralelni prijenos ima određeno ograničenje takta prijenosa podataka, iznad tog ograničenja signali u žicama će biti van koraka.

Serijski prijenos podataka ima samo jednu podatkovnu žicu koja je jeftinija i može postići mnogo veću brzinu takta, može imati veću frekvenciju. Sa serijskim prijenosom podataka, podaci idu jedan za drugim i ne moramo brinuti da će svi bitovi stići u isto vrijeme, tako da možemo mnogo lakše ubrzati brzinu prijenosa.

Stoga, iako serijskim prijenosom možemo prenijeti manje podataka po taktu, sa serijskim prijenosom vrlo lako možemo ubrzati brzinu prijenosa mnogo brže nego kod paralelnog prijenosa. Što na kraju znači da možemo prenijeti podatke mnogo brže sa serijskim prijenosom nego s paralelnim prijenosom. Jednostavnije i jeftinije nam je da jedna žica ima 16 puta veći prenos, nego da 8 žica bude 2 puta brže u isto vreme.

Prezentacija – Paralelni i sekvencijalni računarski ulazno-izlazni pristupi

Notebook