Plug and play что это значит

Что такое технология Plug-and-Play(ликбез).

Что такое технология Plug-and-Play(ликбез).

Архитектура системы plug-and-play (включай и работай) включает в себя три важнейших компонента:

— операционная система поддерживающая технологию типа plug-and-play, которая берет на себя управление всеми внешними устройствами, загружает необходимые драйверы, реагирует на все изменения в аппаратуре компьютера;

— система BIOS типа plug-and-play, которая может взаимодействовать с контроллерами ориентированными на plug-and-play и чипсетом системной платы компьютера;

— аппаратные средства компьютера и адаптеры поддерживающие plug-and-play.

Платы адаптеров plug-and-play информируют системную BIOS и операционную систему о необходимых им ресурсах. В свою очередь, BIOS и операционная система, по возможности, предотвращают конфликты и передают платам адаптеров информацию о конкретных выделенных ресурсах. После этого плата адаптера сама настраивается под выделенные ей ресурсы.

Автоматическое конфигурирование системы осу­ществляется во время выполнения расширенной процедуры самопроверки при выполнении POST (Power-On-Self-Test). BIOS идентифицирует, опреде­ляет расположение в слотах, и, по возможности, на­страивает платы адаптеров plug-and-play. Эти дей­ствия выполняются в несколько этапов:

— Отключаются настраиваемые узлы на системной плате и на платах адаптеров. При использовании плат расширения, удовлетворяющих спецификации plug-and-play, после включения компьютера, платы ожидают код инициализации от BIOS. Устройства после включения электропитания не отвечают на обращения к пространству памяти и ввода-вывода, они доступны в это время только для операций конфигурационного чтения и записи.

— Отыскиваются все устройства типа plug-and-play. Управляющие программные средства могут теперь с помощью команды активизации опросить плату, а с помощью другой команды все остальные платы переключить в “изолированное” состояние. В изолированном состоянии программные средства plug-and-play устанавливают связь только с одной активизированной платой. Эта плата передает программам plug-and-play свои характеристики. На основе этих данных осуществляется идентификация плат. По завершении процесса идентификации устанавливается связь между аппаратными и программными компанентами компьютера. При этом запрашиваются и назначаются необходимые конфигурационные параметры. Каждое устройство шины использует область пространства конфигурации (заголовок определенного формата, назначение оставшихся байтов области пространства конфигурации зависит от конкретного устройства и в спецификации не описывается). Область конфигурации доступна системе в любое время. В операциях конфигурационного чтения и записи становится доступной информация о потребностях устройства в системных ресурсах и возможных диапазонах их перемещения.

Создается исходная карта распределения ресурсов: портов, прерывании, каналов ПДП и памяти.

Активируются устройства ввода-вывода. Сканируются ПЗУ в устройствах. Конфигурируются устройства начальной загрузки (IPL — Initial Program Load), т.е. те, что используются для загрузки ОС компьютера.

В область конфигурации устройств записывается информация о выделенных системных ресурсах и режимах работы — это переводит их в рабочее состояние и становится возможным доступ по командам обращения к памяти и портам ввода-вывода контроллеров.

После тестирования и конфигурирования (включающего настройку устройств РпР), POST инициализирует загрузку операционной системы. Запускается начальный загрузчик. Загружаются необходимые компаненты системы, драйверы устройств. Определяется новая настройка конфигурации системы. Управление передается операционной сис­теме. В процессе загрузки операционная система принимает на себя дальнейшую диагностику аппаратных средств — каждое подключенное устройство проходит проверку, и с него запрашиваются данные о всех параметрах его настройки. Перед выбором конфигурации старые параметры настройки проверяются вместе с параметрами настройки нового устройства, после чего они сравниваются и при необходимости согласовываются. Если операционная система установит, что два компонента аппаратуры имеют одно и то же ресурсное обеспечение (например, одинаковые базовые адреса портов), то эти компоненты должны выдать операционной системе альтернативные ресурсы системы с которыми они тоже могут работать.

Основная задача plug-and-play-компонента ОС — сообщить о конфликтах, которые не были устранены BIOS. В зависимости от воз­можностей операционной системы, вы можете попытаться конфигурировать адаптеры про­граммно (с помощью экранного меню) или вы­ключить компьютер и установить перемычки и переключатели на платах вручную. При следу­ющем включении системы или ее перезагрузке будет проведена повторная проверка и выведены сообщения об оставшихся (или новых) конфлик­тах. После нескольких «заходов» все конфлик­ты, как правило, устраняются.

Для каждого вновь подключенного в систему устройства (или отключенного устройства) процесс автоконфигурации повторяется. В компьютере имеется область энергонезависимой памяти ESCD для поддержки динамического конфигурирования системы Plug and Play, которая может автоматически обновляться при каждой перезагрузке компьютера. Этот процесс динамического конфигурирования и является при­чиной «задумчивости» при перезагрузке даже мощных компьютеров, имеющих средства РnР, а также не всегда предсказуемого поведения программного обеспечения, вызванного изменением распределения ресурсов по инициативе той же системы PnP.

Многие операционные системы поддерживают функцию автодетектирования устройств, т. е. автоматически определяется тип платы, ее конфигурация, номер используемого прерывания, базовый адрес портов ввода-вывода, канал прямого доступа. В операционных системах Windows важным средством управления всеми компонентами аппаратных средств является программа диспетчер устройств (Device-Manager), с помощью которой можно получить информацию об устройстве, выделенных ему ресурсах и выполнить необходимые согласование ресурсов.

Источник

Plug and Play — что это такое? Краткий обзор

Наверное, каждый юзер компьютера слышал о таком понятии, как Plug and Play. Оно уже достаточно давно вошло в обиход повседневного языка компьютерщиков. Несмотря на простоту перевода, далеко не все разбираются в теме «Plug and Play — что это такое?». Попробуем рассмотреть этот вопрос несколько подробнее.

Plug and Play — что это такое?

Начнем, пожалуй, с самого перевода термина Plug and Play, иногда обозначаемого как Plug & Play или PnP. Если придерживаться дословного перевода с английского, то plug означает «включить», «подключить», «присоединить», а play – «играть». Итак, что же получается? Plug and Play — что это такое? Можно дать ответ в виде трактовки типа «подключил и играй (работай)».

Иным словами, при подключении к компьютеру какого-либо нового (еще не присутствовавшего в системе) устройства оно определяется автоматически. При этом после установки компонента его можно использовать в работе сразу же, минуя какие-либо ручные манипуляции по установке для него программного обеспечения в виде тех же драйверов.

Как появилась технология Plug and Play?

Период появления теперь уже ставшей повсеместно распространенной технологии Plug and Play датируется 1995 годом. Она была создана благодаря усилиям разработчиков корпорации Western Digital, которая и сыграла ключевую роль в ее развитии.

В то время она чем-то особо новым не явилась, поскольку ранее в несколько другом виде использовалась на шинах MCA и EISA. С появлением шины PCI, ставшей настоящим промышленным стандартом, нововведение в области компьютерных технологий взяла на вооружение корпорация Microsoft, которая впервые попыталась внедрить его в ОС Windows 98.

Естественно, та система по сравнению с более поздними продуктами была еще очень «сырой», и список поддерживаемых устройств был достаточно ограниченным. Тем не менее, начало было положено. Теперь в любой системе есть поддержка Plug and Play. Что это такое с современной точки зрения, можно объяснить на простейших примерах.

Основные принципы работы

Грубо говоря, пример работы технологии Plug and Play можно увидеть, когда к компьютеру через порт USB подключается обычная флэшка. Система в трее выдает сообщение о том, что найдено новое устройство, и по прошествии некоторого времени сообщает, что оно готово к работе. Кстати, это касается любого «железного» компонента.

Не будем вдаваться в технические аспекты. Рядовому юзеру хватит того, что при подключении любого устройства, поддерживающего этот стандарт, «операционка» автоматически определяет его тип и производителя, после чего в том же режиме, без участия пользователя, устанавливает наиболее подходящий драйвер из своей базы данных для корректного функционирования (за исключением редких случаев). Заметьте, по окончании процесса даже перезагрузка не требуется.

Источник

Что такое принцип и как работает Plug and Play?

Что такое и как работает Plug and Play ?

Когда вы включаете операционную систему, поддерживающую принцип Plug and Play (дословно с английского означает «подключил и заработало»), первостепенным арбитром, ответственным за слаженную работу Windows и «железо» ПК является, как, вы уже знаете, BIOS. Этот принцип, конечно, одинаков для всех ОС с пользовательским интерфейсом. Она, Windows, изыскивает оборудование в чреве компьютера на предмет правильности работы и минимального его набора для корректного исполнения возлагаемых задач со стороны пользователя. BIOS определяет эти устройства, основываясь на их индивидуальных показателях (идентификаторах) – кусочках кода, которые прошиты в чипы памяти устройств. После считывания информации об устройстве, BIOS передаёт контроль Windows. Это вы тоже знаете.

Plug and Play . Что дальше?

Для понимания дальнейших процессов введём ещё пару понятий. В работу вступает специальный инструмент операционной системы – конфигуратор Windows. Настоящее его название модуль управления конфигурацией. В Windows именно он отвечает за ведение системного реестра – спинного мозга системы. Так вот, это самый конфигуратор добавляет к своим же записям драйверы специальных устройств, которые называются нумераторы. Нумератор – программка, которая выполняет роль интерфейса между операционной системой и каким-то устройством. Существуют нумераторы шин, портов, специальной шины SCSI (интерфейс малой компьютерной системы) и множество других. Windows во время работы постоянно опрашивает нумераторы об идентификации устройства, с которым нумератор будет работать, и что этому устройству будет необходимо для работы.

Собрав всю информацию с нумераторов, система записывает её на хранение в дерево аппаратных средств – базу данных, хранящихся в оперативной памяти. Сразу после этого необходимо проверить дерево на отсутствие аппаратных конфликтов. Попросту говоря, для каждого устройства должно работать своё прерывание, своя «ирка». Windows и принимает решение, какое из прерываний для какого из устройств назначить. Нумераторы просто сохраняют эту информацию (информацию о распределении ресурсов) в программируемых регистрах (ячейках кэш-памяти чипов).
Наконец, система начинает искать подходящий для каждого из устройств драйвер. Драйвер, напомню, это кусок кода, который сообщает системе информацию об устройстве. Если Windows не находит драйвер, она сразу пытается его установить. Когда драйверы загружены, система сообщает устройству через его драйвер, какими ресурсами пользоваться. Драйвер включает в работу своё устройство, система полностью загрузилась. Вы увидели вплывающее окно, которое гласит: «Устройство установлено и готово к использованию». Можно работать.

Вот как описывает принцип Plug and Play Microsoft в пояснениях к схеме:

Исходное состояние После того, как управляющая программа Plug and Play привязала необходимые аппаратные ресурсы к устройству, она посылает пакет запроса ввода-вывода (IRP), указывая, что все драйверы устройства приведены в состояние боевой готовности. Устройство могло быть только что установлено и запускается впервые, а может было перезапущено после остановки в его работе при повторном балансировании элементов интерфейса системы (под лихо закрученной последней фразой понимается пероформление, например, списка устройств в окне Мой компьютер при добавлении нового устройства к системе).

Подготовка к отключению Управляющая программа Plug and Play посылает запрос драйверу, чтобы тот убрал из системы программное обеспечение удаляемого устройства. Система это делает в тот момент, когда пользователь удаляет устройство с помощью функции «Удаление устройства из системы», щёлкая по значку в трее, сразу и без предупреждения выдёргивает шнур USB из гнезда или пытается обновить драйверы устройства.

Немедленное (внзапное) отключение Ууправляющая программа Plug and Play посылает запрос драйверу, оповещая его, что устройство удалено из системы. В ответ драйвер прекращает подачу питания на устройство и предпринимает дополнительные (если необходимо) меры по удалению устройства
Подготовка к удалению Управляющая программа Plug and Play посылает запрос драйверу, может ли он сейчас остановить устройство. Если все загруженные для этого устройства драйверы отвечают утвердительно, они же и вводят устройство в состояние «Устройство может быть удалено».

Состояние «Выключено» Управляющая программа Plug and Play держит драйверы устройства в состоянии готовности ко включению.

Источник

Plug and Play и не каких сложностей

Когда вы подключаете к порту USB, например, флешку, то вряд ли вы задумываетесь о том, как так получается, что это, на самом деле, довольно сложное, устройство, почти мгновенно опознается компьютером и становится готовым к работе. А ведь подобная ситуация существовала далеко не всегда. Быстрое подключение устройств стало возможным благодаря появлению в начале 1990-х гг технологии Plug and Play (или, сокращенно, PnP). Еще, казалось бы, совсем недавно компьютерный мир обходился без этой технологии, а теперь она стала для всех нас настолько обыденной, что мы практически ее не замечаем.

Суть технологии PnP

Раньше, до появления технологии Plug and Play, для подключения к системному блоку какого-либо периферийного устройства, неважно, будь то мышь, принтер или внутренняя плата расширения типа звуковой карты, необходимо было вручную осуществлять конфигурирование оборудования. Это означало самостоятельное определение таких параметров, как номера прерывания и прямого доступа к памяти. Также очень часто пользователю требовалось устанавливать джамперы и перемычки на устройстве. Разумеется, подобная ситуация порождала многочисленные проблемы и даже могла привести к выходу устройств из строя.

Технология Plug and Play позволила делать всю рутинную работу по настройке устройств автоматически, за пользователя, попутно экономя ему много времени и сил. Кроме того, технология Plug and Play позволяет подключать устройства «на ходу», без перезагрузки компьютера, а сам процесс распознавания новых устройств занимает всего несколько секунд. Стандарт PnP теперь поддерживают практически все внешние порты и шины компьютера, такие, как USB, PCI, COM, и.т.д.

Немного истории

Словосочетание Plug and Play в переводе дословно означает «Включи и играй» (или «работай» – в зависимости от того, насколько серьезным является предназначение подключаемого устройства). Первой из операционных систем семейства Windows, в которой появилась поддержка этой технологии, была ОС Windows 95. Впрочем, на других компьютерных платформах подобные технологии появились еще раньше. Например, на платформе Mac подобная технология называлась NuBus, а на платформе Amiga – Autoconfig.

Для того, чтобы пользователи любой ОС смогли бы использовать возможности технологии в полной мере, она должна поддерживаться материнской платой компьютера, то есть, ее поддержка должна быть зашитой в системной BIOS. Первая спецификация Plug and Play была разработана в 1993 совместными усилиями таких известных компаний, как Intel, Compaq, Microsoft и Phоenix. Очень быстро технология была принята большинством производителей оборудования. Простые пользователи также очень скоро оценили ее преимущества по достоинству. Позднейшие усовершенствования технологии стали включать поддержку интерфейса ACPI, а вместе с ним и автоматическое управление питанием компьютера.

Принцип работы технологии PnP

Хотя Plug and Play значительно упрощает пользователю работу с компьютером и установку нового оборудования, тем не менее, в своей основе она довольно сложна. Для того, чтобы в полной мере использовать ее преимущества, необходимо, чтобы технология PnP поддерживалась бы следующими компонентами программного и аппаратного обеспечения:

BIOS материнской платы компьютера

1. Самим устройством, которое подключается к нему
2. Операционной системой

Принцип работы технологии в упрощенном виде выглядит так – после включения компьютера и проверки оборудования, до загрузки операционной системы специальная программа, хранящаяся в BIOS, получает от каждого устройства уникальный идентификатор, содержащийся в специальной ячейке памяти устройства, и конфигурирует устройства, необходимые для загрузки системы.

Впоследствии, после загрузки операционной системы, эти идентификаторы также используются для конфигурирования устройств. В ОС Windows конфигурированием занимается специальная служба «Диспетчер устройств». В задачи этой службы входит распределение системных ресурсов и разрешение конфликтов между устройствами. Наибольшим приоритетом пользуются устройства, имеющие более жесткие требования к ресурсам. Также операционная система отслеживает и контролирует процесс «горячего» подключения и отключения новых устройств.

Заключение

Технология Plug and Play призвана облегчить жизнь пользователю, исключить проблемы при подключении внешних устройств к шинам расширения и разъемам компьютера при помощи автоматического конфигурирования нового оборудования и распределения системных ресурсов. При этом ключевым условием полноценного функционирования технологии на компьютере является ее поддержка на уровне BIOS.

Источник