Шина в компьютере: Шина (компьютер) — это… Что такое Шина (компьютер)?

Содержание

Шина (компьютер) — это… Что такое Шина (компьютер)?

Разъёмы шины PCI Express (сверху вниз: x4, x16, x1 и x16). Ниже — обычный 32-битный разъем шины PCI. У этого термина существуют и другие значения, см. Шина.

Компьютерная ши́на (от англ. computer bus, bidirectional universal switch — двунаправленный универсальный коммутатор) — в архитектуре компьютера подсистема, которая передаёт данные между функциональными блоками компьютера. Обычно шина управляется драйвером. В отличие от связи точка-точка, к шине можно подключить несколько устройств по одному набору проводников. Каждая шина определяет свой набор коннекторов (соединений) для физического подключения устройств, карт и кабелей.

Ранние компьютерные шины представляли собой параллельные электрические шины с несколькими подключениями, но сейчас данный термин используется для любых физических механизмов, предоставляющих такую же логическую функциональность, как параллельные компьютерные шины. Современные компьютерные шины используют как параллельные, так и последовательные соединения и могут иметь параллельные (

multidrop) и цепные (daisy chain) топологии. В случае USB и некоторых других шин могут также использоваться хабы (концентраторы).

История

Первое поколение

Ранние компьютерные шины были группой проводников, подключающей компьютерную память и периферию к процессору. Почти всегда для памяти и периферии использовались разные шины, с разным способом доступа, задержками, протоколами.

Одним из первых усовершенствований стало использование прерываний. До их внедрения компьютеры выполняли операции ввода-вывода в цикле ожидания готовности периферийного устройства. Это было бесполезной тратой времени для программ, которые могли делать другие задачи. Также, если программа пыталась выполнить другие задачи, она могла проверить состояние устройства слишком поздно и потерять данные. Поэтому инженеры дали возможность периферии прерывать процессор. Прерывания имели приоритет, так как процессор может выполнять только код для одного прерывания в один момент времени, а также некоторые устройства требовали меньших задержек, чем другие.

Некоторое время спустя компьютеры стали распределять память между процессорами. На них доступ к шине также получил приоритеты.

Классический и простой способ обеспечить приоритеты прерываний или доступа к шине заключался в цепном подключении устройств.

DEC отмечала, что две разные шины могут быть излишними и дорогими для малых, серийных компьютеров и предложила отображать периферийные устройства на шину памяти, так, что они выглядели как области памяти. В то время это было очень смелым решением, и критики предсказывали ему провал.

Первые миникомпьютерные шины представляли пассивные объединительные платы, подключенные к контактам микропроцессора. Память и другие устройства подключались к шине с использованием тех же контактов адреса и данных, что и процессор. Все контакты были подключены параллельно. В некоторых случаях, например в IBM PC, необходимы дополнительные инструкции процессора для генерации сигналов, чтобы шина была настоящей шиной ввода-вывода.

Во многих микроконтроллерах и встраиваемых системах шины ввода-вывода до сих пор не существует. Процесс передачи контролируется ЦПУ, который в большинстве случаев читает и пишет информацию в устройства, так, как будто они являются блоками памяти. Все устройства используют общий источник тактового сигнала. Периферия может запросить обработку информации путём подачи сигналов на специальные контакты ЦПУ, используя какие-либо формы прерываний. Например, контроллер жёсткого диска уведомит процессор о готовности новой порции данных для чтения, после чего процессор должен считать их из области памяти, соответствующей контроллеру. Почти все ранние компьютеры были построены по таким принципам, начиная от Altair с шиной S-100, заканчивая IBM PC в 1980‑х.

Такие простые шины имели серьёзный недостаток для универсальных компьютеров. Всё оборудование на шине должно было передавать информацию на одной скорости и использовать один источник синхросигнала. Увеличение скорости процессора было непростым, так как требовало такого же ускорения всех устройств. Это часто приводило к ситуации, когда очень быстрым процессорам приходилось замедляться для возможности передачи информации некоторым устройствам.

Хотя это допустимо для встраиваемых систем, данная проблема непозволительна для коммерческих компьютеров. Другая проблема состоит в том, что процессор требуется для любых операций, и когда он занят другими операциями, реальная пропускная способность шины может значительно страдать.

Такие компьютерные шины были сложны в настройке, при наличии широкого спектра оборудования. Например, каждая добавляемая карта расширения могла требовать установки множества переключателей для задания адреса памяти, адреса ввода-вывода, приоритетов и номеров прерываний.

Второе поколение

Компьютерные шины «второго поколения», например

NuBus решали некоторые из вышеперечисленных проблем. Они обычно разделяли компьютер на две «части», процессор и память в одной и различные устройства в другой. Между частями устанавливался специальный контроллер шин (bus controller). Такая архитектура позволила увеличивать скорость процессора без влияния на шину, разгрузить процессор от задач управления шиной. При помощи контроллера устройства на шине могли взаимодействовать друг с другом без вмешательства центрального процессора. Новые шины имели лучшую производительность, но также требовали более сложных карт расширения. Проблемы скорости часто решались увеличением разрядности шины данных, с 8-ми битных шин первого поколения до 16 или 32-х битных шин во втором поколении. Также появилась программная настройка устройств для упрощения подключения новых устройств, ныне стандартизованная как Plug-n-play.

Однако новые шины, так же как и предыдущее поколение, требовали одинаковых скоростей от устройств на одной шине. Процессор и память теперь были изолированы на собственной шине и их скорость росла быстрее, чем скорость периферийной шины. В результате, шины были слишком медленны для новых систем и машины страдали от нехватки данных. Один из примеров данной проблемы: видеокарты быстро совершенствовались, и им не хватало пропускной способности даже новых шин

Peripheral Component Interconneсt (PCI). Компьютеры стали включать в себя Accelerated Graphics Port (AGP) только для работы с видеоадаптерами. В 2004 году AGP снова стало недостаточно быстрым для мощных видеокарт и AGP стал замещаться новой шиной PCI Express

Увеличивающееся число внешних устройств стало применять собственные шины. Когда были изобретены приводы дисков, они присоединялись к машине при помощи карты, подключаемой к шине. Из-за этого компьютеры имели много слотов расширения. Но в 1980‑х и 1990‑х были изобретены новые шины

SCSI и IDE решившие эту проблему и оставив большую часть разъёмов расширения в новых системах пустыми. В наше время типичная машина поддерживает около пяти различных шин.

Шины стали разделять на внутренние (local bus) и внешние (external bus). Первые разработаны для подключения внутренних устройств, таких как видеоадаптеры и звуковые платы, а вторые предназначались для подключения внешних устройств, например, сканеров. IDE является внешней шиной по своему предназначению, но почти всегда используется внутри компьютера.

Третье поколение

Шины «третьего поколения»[какие?]

обычно позволяют использовать как большие скорости, необходимые для памяти, видеокарт и межпроцессорного взаимодействия, так и небольшие при работе с медленными устройствами, например, приводами дисков. Также они стремятся к большей гибкости в терминах физических подключений, позволяя использовать себя и как внутренние и как внешние шины, например для объединения компьютеров. Это приводит к сложным проблемам при удовлетворении различных требований, так что большая часть работ по данным шинам связана с программным обеспечением, а не с самой аппаратурой. В общем, шины третьего поколения больше похожи на компьютерные сети, чем на изначальные идеи шин, с большими накладными расходами, чем у ранних систем. Также они позволяют использовать шину нескольким устройствам одновременно.

Современные интегральные схемы часто разрабатываются из заранее созданных частей. Разработаны шины (например Wishbone) для более простой интеграции различных частей интегральных схем.

Примеры внутренних компьютерных шин

Параллельные

  • Проприетарная ASUS Media Bus, использовалась на некоторых материнских платах ASUS с Socket 7 и представляла собой шину ISA в специфическом разьеме, размещенном в одну линию с разьемом шины PCI.
  • CAMAC для измерительных систем (instrumentation systems)
  • Extended ISA или EISA
  • Industry Standard Architecture или ISA
  • Low Pin Count или LPC
  • MicroChannel или MCA
  • MBus
  • Multibus для промышленных систем
  • NuBus или IEEE 1196
  • OPTi local bus, использовалась для ранних материнских плат для Intel 80486
  • Peripheral Component Interconnect или PCI, также PCI-X
  • S-100 bus или IEEE 696, использовалась в Altair и похожих микрокомпьютерах
  • SBus или IEEE 1496
  • VESA Local Bus или VLB или VL-bus, использовалась в основном на материнских платах для 80486 процессоров и была подключена непосредственно к выводам микропроцессора. Однако встречалась и реализация этой шины в сочетании с ЦПУ IBM BL3 (аналог i386SX) и ранними Pentium
  • VMEbus, VERSAmodule Eurocard bus
  • STD Bus для 8-ми и 16-ти битных микропроцессорных систем
  • Unibus
  • Q-Bus

Последовательные

Примеры внешних компьютерных шин

  • Advanced Technology Attachment или ATA (также известна, как PATA, IDE, EIDE, ATAPI) — шина для подключения дисковой и ленточной периферии.
  • SATA, Serial ATA — современный вариант ATA
  • USB, Universal Serial Bus, используется для множества внешних устройств
  • HIPPI HIgh Performance Parallel Interface
  • IEEE-488, GPIB (General-Purpose Instrumentation Bus), HPIB, (Hewlett-Packard Instrumentation Bus)
  • PC card, ранее известная как PCMCIA, часто используется в ноутбуках и других портативных компьютерах, но теряет своё значение с появлением USB и встраиванием сетевых карт и модемов
  • SCSI, Small Computer System Interface, шина для подключения дисковых и ленточных накопителей
  • Serial Attached SCSI, SAS — современный вариант SCSI

Проприетарные

Примеры универсальных компьютерных шин

См.

также

Внешние ссылки

Шина (компьютер) — это… Что такое Шина (компьютер)?

Разъёмы шины PCI Express (сверху вниз: x4, x16, x1 и x16). Ниже — обычный 32-битный разъем шины PCI. У этого термина существуют и другие значения, см. Шина.

Компьютерная ши́на (от англ. computer bus, bidirectional universal switch — двунаправленный универсальный коммутатор) — в архитектуре компьютера подсистема, которая передаёт данные между функциональными блоками компьютера. Обычно шина управляется драйвером. В отличие от связи точка-точка, к шине можно подключить несколько устройств по одному набору проводников. Каждая шина определяет свой набор коннекторов (соединений) для физического подключения устройств, карт и кабелей.

Ранние компьютерные шины представляли собой параллельные электрические шины с несколькими подключениями, но сейчас данный термин используется для любых физических механизмов, предоставляющих такую же логическую функциональность, как параллельные компьютерные шины. Современные компьютерные шины используют как параллельные, так и последовательные соединения и могут иметь параллельные (multidrop) и цепные (daisy chain) топологии. В случае USB и некоторых других шин могут также использоваться хабы (концентраторы).

История

Первое поколение

Ранние компьютерные шины были группой проводников, подключающей компьютерную память и периферию к процессору. Почти всегда для памяти и периферии использовались разные шины, с разным способом доступа, задержками, протоколами.

Одним из первых усовершенствований стало использование прерываний. До их внедрения компьютеры выполняли операции ввода-вывода в цикле ожидания готовности периферийного устройства. Это было бесполезной тратой времени для программ, которые могли делать другие задачи. Также, если программа пыталась выполнить другие задачи, она могла проверить состояние устройства слишком поздно и потерять данные. Поэтому инженеры дали возможность периферии прерывать процессор. Прерывания имели приоритет, так как процессор может выполнять только код для одного прерывания в один момент времени, а также некоторые устройства требовали меньших задержек, чем другие.

Некоторое время спустя компьютеры стали распределять память между процессорами. На них доступ к шине также получил приоритеты.

Классический и простой способ обеспечить приоритеты прерываний или доступа к шине заключался в цепном подключении устройств.

DEC отмечала, что две разные шины могут быть излишними и дорогими для малых, серийных компьютеров и предложила отображать периферийные устройства на шину памяти, так, что они выглядели как области памяти. В то время это было очень смелым решением, и критики предсказывали ему провал.

Первые миникомпьютерные шины представляли пассивные объединительные платы, подключенные к контактам микропроцессора. Память и другие устройства подключались к шине с использованием тех же контактов адреса и данных, что и процессор. Все контакты были подключены параллельно. В некоторых случаях, например в IBM PC, необходимы дополнительные инструкции процессора для генерации сигналов, чтобы шина была настоящей шиной ввода-вывода.

Во многих микроконтроллерах и встраиваемых системах шины ввода-вывода до сих пор не существует. Процесс передачи контролируется ЦПУ, который в большинстве случаев читает и пишет информацию в устройства, так, как будто они являются блоками памяти. Все устройства используют общий источник тактового сигнала. Периферия может запросить обработку информации путём подачи сигналов на специальные контакты ЦПУ, используя какие-либо формы прерываний. Например, контроллер жёсткого диска уведомит процессор о готовности новой порции данных для чтения, после чего процессор должен считать их из области памяти, соответствующей контроллеру. Почти все ранние компьютеры были построены по таким принципам, начиная от Altair с шиной S-100, заканчивая IBM PC в 1980‑х.

Такие простые шины имели серьёзный недостаток для универсальных компьютеров. Всё оборудование на шине должно было передавать информацию на одной скорости и использовать один источник синхросигнала. Увеличение скорости процессора было непростым, так как требовало такого же ускорения всех устройств. Это часто приводило к ситуации, когда очень быстрым процессорам приходилось замедляться для возможности передачи информации некоторым устройствам. Хотя это допустимо для встраиваемых систем, данная проблема непозволительна для коммерческих компьютеров. Другая проблема состоит в том, что процессор требуется для любых операций, и когда он занят другими операциями, реальная пропускная способность шины может значительно страдать.

Такие компьютерные шины были сложны в настройке, при наличии широкого спектра оборудования. Например, каждая добавляемая карта расширения могла требовать установки множества переключателей для задания адреса памяти, адреса ввода-вывода, приоритетов и номеров прерываний.

Второе поколение

Компьютерные шины «второго поколения», например NuBus решали некоторые из вышеперечисленных проблем. Они обычно разделяли компьютер на две «части», процессор и память в одной и различные устройства в другой. Между частями устанавливался специальный контроллер шин (bus controller). Такая архитектура позволила увеличивать скорость процессора без влияния на шину, разгрузить процессор от задач управления шиной. При помощи контроллера устройства на шине могли взаимодействовать друг с другом без вмешательства центрального процессора. Новые шины имели лучшую производительность, но также требовали более сложных карт расширения. Проблемы скорости часто решались увеличением разрядности шины данных, с 8-ми битных шин первого поколения до 16 или 32-х битных шин во втором поколении. Также появилась программная настройка устройств для упрощения подключения новых устройств, ныне стандартизованная как Plug-n-play.

Однако новые шины, так же как и предыдущее поколение, требовали одинаковых скоростей от устройств на одной шине. Процессор и память теперь были изолированы на собственной шине и их скорость росла быстрее, чем скорость периферийной шины. В результате, шины были слишком медленны для новых систем и машины страдали от нехватки данных. Один из примеров данной проблемы: видеокарты быстро совершенствовались, и им не хватало пропускной способности даже новых шин Peripheral Component Interconneсt (PCI). Компьютеры стали включать в себя Accelerated Graphics Port (AGP) только для работы с видеоадаптерами. В 2004 году AGP снова стало недостаточно быстрым для мощных видеокарт и AGP стал замещаться новой шиной PCI Express

Увеличивающееся число внешних устройств стало применять собственные шины. Когда были изобретены приводы дисков, они присоединялись к машине при помощи карты, подключаемой к шине. Из-за этого компьютеры имели много слотов расширения. Но в 1980‑х и 1990‑х были изобретены новые шины SCSI и IDE решившие эту проблему и оставив большую часть разъёмов расширения в новых системах пустыми. В наше время типичная машина поддерживает около пяти различных шин.

Шины стали разделять на внутренние (local bus) и внешние (external bus). Первые разработаны для подключения внутренних устройств, таких как видеоадаптеры и звуковые платы, а вторые предназначались для подключения внешних устройств, например, сканеров. IDE является внешней шиной по своему предназначению, но почти всегда используется внутри компьютера.

Третье поколение

Шины «третьего поколения»[какие?] обычно позволяют использовать как большие скорости, необходимые для памяти, видеокарт и межпроцессорного взаимодействия, так и небольшие при работе с медленными устройствами, например, приводами дисков. Также они стремятся к большей гибкости в терминах физических подключений, позволяя использовать себя и как внутренние и как внешние шины, например для объединения компьютеров. Это приводит к сложным проблемам при удовлетворении различных требований, так что большая часть работ по данным шинам связана с программным обеспечением, а не с самой аппаратурой. В общем, шины третьего поколения больше похожи на компьютерные сети, чем на изначальные идеи шин, с большими накладными расходами, чем у ранних систем. Также они позволяют использовать шину нескольким устройствам одновременно.

Современные интегральные схемы часто разрабатываются из заранее созданных частей. Разработаны шины (например Wishbone) для более простой интеграции различных частей интегральных схем.

Примеры внутренних компьютерных шин

Параллельные

  • Проприетарная ASUS Media Bus, использовалась на некоторых материнских платах ASUS с Socket 7 и представляла собой шину ISA в специфическом разьеме, размещенном в одну линию с разьемом шины PCI.
  • CAMAC для измерительных систем (instrumentation systems)
  • Extended ISA или EISA
  • Industry Standard Architecture или ISA
  • Low Pin Count или LPC
  • MicroChannel или MCA
  • MBus
  • Multibus для промышленных систем
  • NuBus или IEEE 1196
  • OPTi local bus, использовалась для ранних материнских плат для Intel 80486
  • Peripheral Component Interconnect или PCI, также PCI-X
  • S-100 bus или IEEE 696, использовалась в Altair и похожих микрокомпьютерах
  • SBus или IEEE 1496
  • VESA Local Bus или VLB или VL-bus, использовалась в основном на материнских платах для 80486 процессоров и была подключена непосредственно к выводам микропроцессора. Однако встречалась и реализация этой шины в сочетании с ЦПУ IBM BL3 (аналог i386SX) и ранними Pentium
  • VMEbus, VERSAmodule Eurocard bus
  • STD Bus для 8-ми и 16-ти битных микропроцессорных систем
  • Unibus
  • Q-Bus

Последовательные

Примеры внешних компьютерных шин

  • Advanced Technology Attachment или ATA (также известна, как PATA, IDE, EIDE, ATAPI) — шина для подключения дисковой и ленточной периферии.
  • SATA, Serial ATA — современный вариант ATA
  • USB, Universal Serial Bus, используется для множества внешних устройств
  • HIPPI HIgh Performance Parallel Interface
  • IEEE-488, GPIB (General-Purpose Instrumentation Bus), HPIB, (Hewlett-Packard Instrumentation Bus)
  • PC card, ранее известная как PCMCIA, часто используется в ноутбуках и других портативных компьютерах, но теряет своё значение с появлением USB и встраиванием сетевых карт и модемов
  • SCSI, Small Computer System Interface, шина для подключения дисковых и ленточных накопителей
  • Serial Attached SCSI, SAS — современный вариант SCSI

Проприетарные

Примеры универсальных компьютерных шин

См.

также

Внешние ссылки

Шина (компьютер) — это… Что такое Шина (компьютер)?

Разъёмы шины PCI Express (сверху вниз: x4, x16, x1 и x16). Ниже — обычный 32-битный разъем шины PCI. У этого термина существуют и другие значения, см. Шина.

Компьютерная ши́на (от англ. computer bus, bidirectional universal switch — двунаправленный универсальный коммутатор) — в архитектуре компьютера подсистема, которая передаёт данные между функциональными блоками компьютера. Обычно шина управляется драйвером. В отличие от связи точка-точка, к шине можно подключить несколько устройств по одному набору проводников. Каждая шина определяет свой набор коннекторов (соединений) для физического подключения устройств, карт и кабелей.

Ранние компьютерные шины представляли собой параллельные электрические шины с несколькими подключениями, но сейчас данный термин используется для любых физических механизмов, предоставляющих такую же логическую функциональность, как параллельные компьютерные шины. Современные компьютерные шины используют как параллельные, так и последовательные соединения и могут иметь параллельные (multidrop) и цепные (daisy chain) топологии. В случае USB и некоторых других шин могут также использоваться хабы (концентраторы).

История

Первое поколение

Ранние компьютерные шины были группой проводников, подключающей компьютерную память и периферию к процессору. Почти всегда для памяти и периферии использовались разные шины, с разным способом доступа, задержками, протоколами.

Одним из первых усовершенствований стало использование прерываний. До их внедрения компьютеры выполняли операции ввода-вывода в цикле ожидания готовности периферийного устройства. Это было бесполезной тратой времени для программ, которые могли делать другие задачи. Также, если программа пыталась выполнить другие задачи, она могла проверить состояние устройства слишком поздно и потерять данные. Поэтому инженеры дали возможность периферии прерывать процессор. Прерывания имели приоритет, так как процессор может выполнять только код для одного прерывания в один момент времени, а также некоторые устройства требовали меньших задержек, чем другие.

Некоторое время спустя компьютеры стали распределять память между процессорами. На них доступ к шине также получил приоритеты.

Классический и простой способ обеспечить приоритеты прерываний или доступа к шине заключался в цепном подключении устройств.

DEC отмечала, что две разные шины могут быть излишними и дорогими для малых, серийных компьютеров и предложила отображать периферийные устройства на шину памяти, так, что они выглядели как области памяти. В то время это было очень смелым решением, и критики предсказывали ему провал.

Первые миникомпьютерные шины представляли пассивные объединительные платы, подключенные к контактам микропроцессора. Память и другие устройства подключались к шине с использованием тех же контактов адреса и данных, что и процессор. Все контакты были подключены параллельно. В некоторых случаях, например в IBM PC, необходимы дополнительные инструкции процессора для генерации сигналов, чтобы шина была настоящей шиной ввода-вывода.

Во многих микроконтроллерах и встраиваемых системах шины ввода-вывода до сих пор не существует. Процесс передачи контролируется ЦПУ, который в большинстве случаев читает и пишет информацию в устройства, так, как будто они являются блоками памяти. Все устройства используют общий источник тактового сигнала. Периферия может запросить обработку информации путём подачи сигналов на специальные контакты ЦПУ, используя какие-либо формы прерываний. Например, контроллер жёсткого диска уведомит процессор о готовности новой порции данных для чтения, после чего процессор должен считать их из области памяти, соответствующей контроллеру. Почти все ранние компьютеры были построены по таким принципам, начиная от Altair с шиной S-100, заканчивая IBM PC в 1980‑х.

Такие простые шины имели серьёзный недостаток для универсальных компьютеров. Всё оборудование на шине должно было передавать информацию на одной скорости и использовать один источник синхросигнала. Увеличение скорости процессора было непростым, так как требовало такого же ускорения всех устройств. Это часто приводило к ситуации, когда очень быстрым процессорам приходилось замедляться для возможности передачи информации некоторым устройствам. Хотя это допустимо для встраиваемых систем, данная проблема непозволительна для коммерческих компьютеров. Другая проблема состоит в том, что процессор требуется для любых операций, и когда он занят другими операциями, реальная пропускная способность шины может значительно страдать.

Такие компьютерные шины были сложны в настройке, при наличии широкого спектра оборудования. Например, каждая добавляемая карта расширения могла требовать установки множества переключателей для задания адреса памяти, адреса ввода-вывода, приоритетов и номеров прерываний.

Второе поколение

Компьютерные шины «второго поколения», например NuBus решали некоторые из вышеперечисленных проблем. Они обычно разделяли компьютер на две «части», процессор и память в одной и различные устройства в другой. Между частями устанавливался специальный контроллер шин (bus controller). Такая архитектура позволила увеличивать скорость процессора без влияния на шину, разгрузить процессор от задач управления шиной. При помощи контроллера устройства на шине могли взаимодействовать друг с другом без вмешательства центрального процессора. Новые шины имели лучшую производительность, но также требовали более сложных карт расширения. Проблемы скорости часто решались увеличением разрядности шины данных, с 8-ми битных шин первого поколения до 16 или 32-х битных шин во втором поколении. Также появилась программная настройка устройств для упрощения подключения новых устройств, ныне стандартизованная как Plug-n-play.

Однако новые шины, так же как и предыдущее поколение, требовали одинаковых скоростей от устройств на одной шине. Процессор и память теперь были изолированы на собственной шине и их скорость росла быстрее, чем скорость периферийной шины. В результате, шины были слишком медленны для новых систем и машины страдали от нехватки данных. Один из примеров данной проблемы: видеокарты быстро совершенствовались, и им не хватало пропускной способности даже новых шин Peripheral Component Interconneсt (PCI). Компьютеры стали включать в себя Accelerated Graphics Port (AGP) только для работы с видеоадаптерами. В 2004 году AGP снова стало недостаточно быстрым для мощных видеокарт и AGP стал замещаться новой шиной PCI Express

Увеличивающееся число внешних устройств стало применять собственные шины. Когда были изобретены приводы дисков, они присоединялись к машине при помощи карты, подключаемой к шине. Из-за этого компьютеры имели много слотов расширения. Но в 1980‑х и 1990‑х были изобретены новые шины SCSI и IDE решившие эту проблему и оставив большую часть разъёмов расширения в новых системах пустыми. В наше время типичная машина поддерживает около пяти различных шин.

Шины стали разделять на внутренние (local bus) и внешние (external bus). Первые разработаны для подключения внутренних устройств, таких как видеоадаптеры и звуковые платы, а вторые предназначались для подключения внешних устройств, например, сканеров. IDE является внешней шиной по своему предназначению, но почти всегда используется внутри компьютера.

Третье поколение

Шины «третьего поколения»[какие?] обычно позволяют использовать как большие скорости, необходимые для памяти, видеокарт и межпроцессорного взаимодействия, так и небольшие при работе с медленными устройствами, например, приводами дисков. Также они стремятся к большей гибкости в терминах физических подключений, позволяя использовать себя и как внутренние и как внешние шины, например для объединения компьютеров. Это приводит к сложным проблемам при удовлетворении различных требований, так что большая часть работ по данным шинам связана с программным обеспечением, а не с самой аппаратурой. В общем, шины третьего поколения больше похожи на компьютерные сети, чем на изначальные идеи шин, с большими накладными расходами, чем у ранних систем. Также они позволяют использовать шину нескольким устройствам одновременно.

Современные интегральные схемы часто разрабатываются из заранее созданных частей. Разработаны шины (например Wishbone) для более простой интеграции различных частей интегральных схем.

Примеры внутренних компьютерных шин

Параллельные

  • Проприетарная ASUS Media Bus, использовалась на некоторых материнских платах ASUS с Socket 7 и представляла собой шину ISA в специфическом разьеме, размещенном в одну линию с разьемом шины PCI.
  • CAMAC для измерительных систем (instrumentation systems)
  • Extended ISA или EISA
  • Industry Standard Architecture или ISA
  • Low Pin Count или LPC
  • MicroChannel или MCA
  • MBus
  • Multibus для промышленных систем
  • NuBus или IEEE 1196
  • OPTi local bus, использовалась для ранних материнских плат для Intel 80486
  • Peripheral Component Interconnect или PCI, также PCI-X
  • S-100 bus или IEEE 696, использовалась в Altair и похожих микрокомпьютерах
  • SBus или IEEE 1496
  • VESA Local Bus или VLB или VL-bus, использовалась в основном на материнских платах для 80486 процессоров и была подключена непосредственно к выводам микропроцессора. Однако встречалась и реализация этой шины в сочетании с ЦПУ IBM BL3 (аналог i386SX) и ранними Pentium
  • VMEbus, VERSAmodule Eurocard bus
  • STD Bus для 8-ми и 16-ти битных микропроцессорных систем
  • Unibus
  • Q-Bus

Последовательные

Примеры внешних компьютерных шин

  • Advanced Technology Attachment или ATA (также известна, как PATA, IDE, EIDE, ATAPI) — шина для подключения дисковой и ленточной периферии.
  • SATA, Serial ATA — современный вариант ATA
  • USB, Universal Serial Bus, используется для множества внешних устройств
  • HIPPI HIgh Performance Parallel Interface
  • IEEE-488, GPIB (General-Purpose Instrumentation Bus), HPIB, (Hewlett-Packard Instrumentation Bus)
  • PC card, ранее известная как PCMCIA, часто используется в ноутбуках и других портативных компьютерах, но теряет своё значение с появлением USB и встраиванием сетевых карт и модемов
  • SCSI, Small Computer System Interface, шина для подключения дисковых и ленточных накопителей
  • Serial Attached SCSI, SAS — современный вариант SCSI

Проприетарные

Примеры универсальных компьютерных шин

См.

также

Внешние ссылки

Шина (компьютер) — это… Что такое Шина (компьютер)?

Разъёмы шины PCI Express (сверху вниз: x4, x16, x1 и x16). Ниже — обычный 32-битный разъем шины PCI. У этого термина существуют и другие значения, см. Шина.

Компьютерная ши́на (от англ. computer bus, bidirectional universal switch — двунаправленный универсальный коммутатор) — в архитектуре компьютера подсистема, которая передаёт данные между функциональными блоками компьютера. Обычно шина управляется драйвером. В отличие от связи точка-точка, к шине можно подключить несколько устройств по одному набору проводников. Каждая шина определяет свой набор коннекторов (соединений) для физического подключения устройств, карт и кабелей.

Ранние компьютерные шины представляли собой параллельные электрические шины с несколькими подключениями, но сейчас данный термин используется для любых физических механизмов, предоставляющих такую же логическую функциональность, как параллельные компьютерные шины. Современные компьютерные шины используют как параллельные, так и последовательные соединения и могут иметь параллельные (multidrop) и цепные (daisy chain) топологии. В случае USB и некоторых других шин могут также использоваться хабы (концентраторы).

История

Первое поколение

Ранние компьютерные шины были группой проводников, подключающей компьютерную память и периферию к процессору. Почти всегда для памяти и периферии использовались разные шины, с разным способом доступа, задержками, протоколами.

Одним из первых усовершенствований стало использование прерываний. До их внедрения компьютеры выполняли операции ввода-вывода в цикле ожидания готовности периферийного устройства. Это было бесполезной тратой времени для программ, которые могли делать другие задачи. Также, если программа пыталась выполнить другие задачи, она могла проверить состояние устройства слишком поздно и потерять данные. Поэтому инженеры дали возможность периферии прерывать процессор. Прерывания имели приоритет, так как процессор может выполнять только код для одного прерывания в один момент времени, а также некоторые устройства требовали меньших задержек, чем другие.

Некоторое время спустя компьютеры стали распределять память между процессорами. На них доступ к шине также получил приоритеты.

Классический и простой способ обеспечить приоритеты прерываний или доступа к шине заключался в цепном подключении устройств.

DEC отмечала, что две разные шины могут быть излишними и дорогими для малых, серийных компьютеров и предложила отображать периферийные устройства на шину памяти, так, что они выглядели как области памяти. В то время это было очень смелым решением, и критики предсказывали ему провал.

Первые миникомпьютерные шины представляли пассивные объединительные платы, подключенные к контактам микропроцессора. Память и другие устройства подключались к шине с использованием тех же контактов адреса и данных, что и процессор. Все контакты были подключены параллельно. В некоторых случаях, например в IBM PC, необходимы дополнительные инструкции процессора для генерации сигналов, чтобы шина была настоящей шиной ввода-вывода.

Во многих микроконтроллерах и встраиваемых системах шины ввода-вывода до сих пор не существует. Процесс передачи контролируется ЦПУ, который в большинстве случаев читает и пишет информацию в устройства, так, как будто они являются блоками памяти. Все устройства используют общий источник тактового сигнала. Периферия может запросить обработку информации путём подачи сигналов на специальные контакты ЦПУ, используя какие-либо формы прерываний. Например, контроллер жёсткого диска уведомит процессор о готовности новой порции данных для чтения, после чего процессор должен считать их из области памяти, соответствующей контроллеру. Почти все ранние компьютеры были построены по таким принципам, начиная от Altair с шиной S-100, заканчивая IBM PC в 1980‑х.

Такие простые шины имели серьёзный недостаток для универсальных компьютеров. Всё оборудование на шине должно было передавать информацию на одной скорости и использовать один источник синхросигнала. Увеличение скорости процессора было непростым, так как требовало такого же ускорения всех устройств. Это часто приводило к ситуации, когда очень быстрым процессорам приходилось замедляться для возможности передачи информации некоторым устройствам. Хотя это допустимо для встраиваемых систем, данная проблема непозволительна для коммерческих компьютеров. Другая проблема состоит в том, что процессор требуется для любых операций, и когда он занят другими операциями, реальная пропускная способность шины может значительно страдать.

Такие компьютерные шины были сложны в настройке, при наличии широкого спектра оборудования. Например, каждая добавляемая карта расширения могла требовать установки множества переключателей для задания адреса памяти, адреса ввода-вывода, приоритетов и номеров прерываний.

Второе поколение

Компьютерные шины «второго поколения», например NuBus решали некоторые из вышеперечисленных проблем. Они обычно разделяли компьютер на две «части», процессор и память в одной и различные устройства в другой. Между частями устанавливался специальный контроллер шин (bus controller). Такая архитектура позволила увеличивать скорость процессора без влияния на шину, разгрузить процессор от задач управления шиной. При помощи контроллера устройства на шине могли взаимодействовать друг с другом без вмешательства центрального процессора. Новые шины имели лучшую производительность, но также требовали более сложных карт расширения. Проблемы скорости часто решались увеличением разрядности шины данных, с 8-ми битных шин первого поколения до 16 или 32-х битных шин во втором поколении. Также появилась программная настройка устройств для упрощения подключения новых устройств, ныне стандартизованная как Plug-n-play.

Однако новые шины, так же как и предыдущее поколение, требовали одинаковых скоростей от устройств на одной шине. Процессор и память теперь были изолированы на собственной шине и их скорость росла быстрее, чем скорость периферийной шины. В результате, шины были слишком медленны для новых систем и машины страдали от нехватки данных. Один из примеров данной проблемы: видеокарты быстро совершенствовались, и им не хватало пропускной способности даже новых шин Peripheral Component Interconneсt (PCI). Компьютеры стали включать в себя Accelerated Graphics Port (AGP) только для работы с видеоадаптерами. В 2004 году AGP снова стало недостаточно быстрым для мощных видеокарт и AGP стал замещаться новой шиной PCI Express

Увеличивающееся число внешних устройств стало применять собственные шины. Когда были изобретены приводы дисков, они присоединялись к машине при помощи карты, подключаемой к шине. Из-за этого компьютеры имели много слотов расширения. Но в 1980‑х и 1990‑х были изобретены новые шины SCSI и IDE решившие эту проблему и оставив большую часть разъёмов расширения в новых системах пустыми. В наше время типичная машина поддерживает около пяти различных шин.

Шины стали разделять на внутренние (local bus) и внешние (external bus). Первые разработаны для подключения внутренних устройств, таких как видеоадаптеры и звуковые платы, а вторые предназначались для подключения внешних устройств, например, сканеров. IDE является внешней шиной по своему предназначению, но почти всегда используется внутри компьютера.

Третье поколение

Шины «третьего поколения»[какие?] обычно позволяют использовать как большие скорости, необходимые для памяти, видеокарт и межпроцессорного взаимодействия, так и небольшие при работе с медленными устройствами, например, приводами дисков. Также они стремятся к большей гибкости в терминах физических подключений, позволяя использовать себя и как внутренние и как внешние шины, например для объединения компьютеров. Это приводит к сложным проблемам при удовлетворении различных требований, так что большая часть работ по данным шинам связана с программным обеспечением, а не с самой аппаратурой. В общем, шины третьего поколения больше похожи на компьютерные сети, чем на изначальные идеи шин, с большими накладными расходами, чем у ранних систем. Также они позволяют использовать шину нескольким устройствам одновременно.

Современные интегральные схемы часто разрабатываются из заранее созданных частей. Разработаны шины (например Wishbone) для более простой интеграции различных частей интегральных схем.

Примеры внутренних компьютерных шин

Параллельные

  • Проприетарная ASUS Media Bus, использовалась на некоторых материнских платах ASUS с Socket 7 и представляла собой шину ISA в специфическом разьеме, размещенном в одну линию с разьемом шины PCI.
  • CAMAC для измерительных систем (instrumentation systems)
  • Extended ISA или EISA
  • Industry Standard Architecture или ISA
  • Low Pin Count или LPC
  • MicroChannel или MCA
  • MBus
  • Multibus для промышленных систем
  • NuBus или IEEE 1196
  • OPTi local bus, использовалась для ранних материнских плат для Intel 80486
  • Peripheral Component Interconnect или PCI, также PCI-X
  • S-100 bus или IEEE 696, использовалась в Altair и похожих микрокомпьютерах
  • SBus или IEEE 1496
  • VESA Local Bus или VLB или VL-bus, использовалась в основном на материнских платах для 80486 процессоров и была подключена непосредственно к выводам микропроцессора. Однако встречалась и реализация этой шины в сочетании с ЦПУ IBM BL3 (аналог i386SX) и ранними Pentium
  • VMEbus, VERSAmodule Eurocard bus
  • STD Bus для 8-ми и 16-ти битных микропроцессорных систем
  • Unibus
  • Q-Bus

Последовательные

Примеры внешних компьютерных шин

  • Advanced Technology Attachment или ATA (также известна, как PATA, IDE, EIDE, ATAPI) — шина для подключения дисковой и ленточной периферии.
  • SATA, Serial ATA — современный вариант ATA
  • USB, Universal Serial Bus, используется для множества внешних устройств
  • HIPPI HIgh Performance Parallel Interface
  • IEEE-488, GPIB (General-Purpose Instrumentation Bus), HPIB, (Hewlett-Packard Instrumentation Bus)
  • PC card, ранее известная как PCMCIA, часто используется в ноутбуках и других портативных компьютерах, но теряет своё значение с появлением USB и встраиванием сетевых карт и модемов
  • SCSI, Small Computer System Interface, шина для подключения дисковых и ленточных накопителей
  • Serial Attached SCSI, SAS — современный вариант SCSI

Проприетарные

Примеры универсальных компьютерных шин

См. также

Внешние ссылки

Шина (компьютер) — это… Что такое Шина (компьютер)?

Разъёмы шины PCI Express (сверху вниз: x4, x16, x1 и x16). Ниже — обычный 32-битный разъем шины PCI. У этого термина существуют и другие значения, см. Шина.

Компьютерная ши́на (от англ. computer bus, bidirectional universal switch — двунаправленный универсальный коммутатор) — в архитектуре компьютера подсистема, которая передаёт данные между функциональными блоками компьютера. Обычно шина управляется драйвером. В отличие от связи точка-точка, к шине можно подключить несколько устройств по одному набору проводников. Каждая шина определяет свой набор коннекторов (соединений) для физического подключения устройств, карт и кабелей.

Ранние компьютерные шины представляли собой параллельные электрические шины с несколькими подключениями, но сейчас данный термин используется для любых физических механизмов, предоставляющих такую же логическую функциональность, как параллельные компьютерные шины. Современные компьютерные шины используют как параллельные, так и последовательные соединения и могут иметь параллельные (multidrop) и цепные (daisy chain) топологии. В случае USB и некоторых других шин могут также использоваться хабы (концентраторы).

История

Первое поколение

Ранние компьютерные шины были группой проводников, подключающей компьютерную память и периферию к процессору. Почти всегда для памяти и периферии использовались разные шины, с разным способом доступа, задержками, протоколами.

Одним из первых усовершенствований стало использование прерываний. До их внедрения компьютеры выполняли операции ввода-вывода в цикле ожидания готовности периферийного устройства. Это было бесполезной тратой времени для программ, которые могли делать другие задачи. Также, если программа пыталась выполнить другие задачи, она могла проверить состояние устройства слишком поздно и потерять данные. Поэтому инженеры дали возможность периферии прерывать процессор. Прерывания имели приоритет, так как процессор может выполнять только код для одного прерывания в один момент времени, а также некоторые устройства требовали меньших задержек, чем другие.

Некоторое время спустя компьютеры стали распределять память между процессорами. На них доступ к шине также получил приоритеты.

Классический и простой способ обеспечить приоритеты прерываний или доступа к шине заключался в цепном подключении устройств.

DEC отмечала, что две разные шины могут быть излишними и дорогими для малых, серийных компьютеров и предложила отображать периферийные устройства на шину памяти, так, что они выглядели как области памяти. В то время это было очень смелым решением, и критики предсказывали ему провал.

Первые миникомпьютерные шины представляли пассивные объединительные платы, подключенные к контактам микропроцессора. Память и другие устройства подключались к шине с использованием тех же контактов адреса и данных, что и процессор. Все контакты были подключены параллельно. В некоторых случаях, например в IBM PC, необходимы дополнительные инструкции процессора для генерации сигналов, чтобы шина была настоящей шиной ввода-вывода.

Во многих микроконтроллерах и встраиваемых системах шины ввода-вывода до сих пор не существует. Процесс передачи контролируется ЦПУ, который в большинстве случаев читает и пишет информацию в устройства, так, как будто они являются блоками памяти. Все устройства используют общий источник тактового сигнала. Периферия может запросить обработку информации путём подачи сигналов на специальные контакты ЦПУ, используя какие-либо формы прерываний. Например, контроллер жёсткого диска уведомит процессор о готовности новой порции данных для чтения, после чего процессор должен считать их из области памяти, соответствующей контроллеру. Почти все ранние компьютеры были построены по таким принципам, начиная от Altair с шиной S-100, заканчивая IBM PC в 1980‑х.

Такие простые шины имели серьёзный недостаток для универсальных компьютеров. Всё оборудование на шине должно было передавать информацию на одной скорости и использовать один источник синхросигнала. Увеличение скорости процессора было непростым, так как требовало такого же ускорения всех устройств. Это часто приводило к ситуации, когда очень быстрым процессорам приходилось замедляться для возможности передачи информации некоторым устройствам. Хотя это допустимо для встраиваемых систем, данная проблема непозволительна для коммерческих компьютеров. Другая проблема состоит в том, что процессор требуется для любых операций, и когда он занят другими операциями, реальная пропускная способность шины может значительно страдать.

Такие компьютерные шины были сложны в настройке, при наличии широкого спектра оборудования. Например, каждая добавляемая карта расширения могла требовать установки множества переключателей для задания адреса памяти, адреса ввода-вывода, приоритетов и номеров прерываний.

Второе поколение

Компьютерные шины «второго поколения», например NuBus решали некоторые из вышеперечисленных проблем. Они обычно разделяли компьютер на две «части», процессор и память в одной и различные устройства в другой. Между частями устанавливался специальный контроллер шин (bus controller). Такая архитектура позволила увеличивать скорость процессора без влияния на шину, разгрузить процессор от задач управления шиной. При помощи контроллера устройства на шине могли взаимодействовать друг с другом без вмешательства центрального процессора. Новые шины имели лучшую производительность, но также требовали более сложных карт расширения. Проблемы скорости часто решались увеличением разрядности шины данных, с 8-ми битных шин первого поколения до 16 или 32-х битных шин во втором поколении. Также появилась программная настройка устройств для упрощения подключения новых устройств, ныне стандартизованная как Plug-n-play.

Однако новые шины, так же как и предыдущее поколение, требовали одинаковых скоростей от устройств на одной шине. Процессор и память теперь были изолированы на собственной шине и их скорость росла быстрее, чем скорость периферийной шины. В результате, шины были слишком медленны для новых систем и машины страдали от нехватки данных. Один из примеров данной проблемы: видеокарты быстро совершенствовались, и им не хватало пропускной способности даже новых шин Peripheral Component Interconneсt (PCI). Компьютеры стали включать в себя Accelerated Graphics Port (AGP) только для работы с видеоадаптерами. В 2004 году AGP снова стало недостаточно быстрым для мощных видеокарт и AGP стал замещаться новой шиной PCI Express

Увеличивающееся число внешних устройств стало применять собственные шины. Когда были изобретены приводы дисков, они присоединялись к машине при помощи карты, подключаемой к шине. Из-за этого компьютеры имели много слотов расширения. Но в 1980‑х и 1990‑х были изобретены новые шины SCSI и IDE решившие эту проблему и оставив большую часть разъёмов расширения в новых системах пустыми. В наше время типичная машина поддерживает около пяти различных шин.

Шины стали разделять на внутренние (local bus) и внешние (external bus). Первые разработаны для подключения внутренних устройств, таких как видеоадаптеры и звуковые платы, а вторые предназначались для подключения внешних устройств, например, сканеров. IDE является внешней шиной по своему предназначению, но почти всегда используется внутри компьютера.

Третье поколение

Шины «третьего поколения»[какие?] обычно позволяют использовать как большие скорости, необходимые для памяти, видеокарт и межпроцессорного взаимодействия, так и небольшие при работе с медленными устройствами, например, приводами дисков. Также они стремятся к большей гибкости в терминах физических подключений, позволяя использовать себя и как внутренние и как внешние шины, например для объединения компьютеров. Это приводит к сложным проблемам при удовлетворении различных требований, так что большая часть работ по данным шинам связана с программным обеспечением, а не с самой аппаратурой. В общем, шины третьего поколения больше похожи на компьютерные сети, чем на изначальные идеи шин, с большими накладными расходами, чем у ранних систем. Также они позволяют использовать шину нескольким устройствам одновременно.

Современные интегральные схемы часто разрабатываются из заранее созданных частей. Разработаны шины (например Wishbone) для более простой интеграции различных частей интегральных схем.

Примеры внутренних компьютерных шин

Параллельные

  • Проприетарная ASUS Media Bus, использовалась на некоторых материнских платах ASUS с Socket 7 и представляла собой шину ISA в специфическом разьеме, размещенном в одну линию с разьемом шины PCI.
  • CAMAC для измерительных систем (instrumentation systems)
  • Extended ISA или EISA
  • Industry Standard Architecture или ISA
  • Low Pin Count или LPC
  • MicroChannel или MCA
  • MBus
  • Multibus для промышленных систем
  • NuBus или IEEE 1196
  • OPTi local bus, использовалась для ранних материнских плат для Intel 80486
  • Peripheral Component Interconnect или PCI, также PCI-X
  • S-100 bus или IEEE 696, использовалась в Altair и похожих микрокомпьютерах
  • SBus или IEEE 1496
  • VESA Local Bus или VLB или VL-bus, использовалась в основном на материнских платах для 80486 процессоров и была подключена непосредственно к выводам микропроцессора. Однако встречалась и реализация этой шины в сочетании с ЦПУ IBM BL3 (аналог i386SX) и ранними Pentium
  • VMEbus, VERSAmodule Eurocard bus
  • STD Bus для 8-ми и 16-ти битных микропроцессорных систем
  • Unibus
  • Q-Bus

Последовательные

Примеры внешних компьютерных шин

  • Advanced Technology Attachment или ATA (также известна, как PATA, IDE, EIDE, ATAPI) — шина для подключения дисковой и ленточной периферии.
  • SATA, Serial ATA — современный вариант ATA
  • USB, Universal Serial Bus, используется для множества внешних устройств
  • HIPPI HIgh Performance Parallel Interface
  • IEEE-488, GPIB (General-Purpose Instrumentation Bus), HPIB, (Hewlett-Packard Instrumentation Bus)
  • PC card, ранее известная как PCMCIA, часто используется в ноутбуках и других портативных компьютерах, но теряет своё значение с появлением USB и встраиванием сетевых карт и модемов
  • SCSI, Small Computer System Interface, шина для подключения дисковых и ленточных накопителей
  • Serial Attached SCSI, SAS — современный вариант SCSI

Проприетарные

Примеры универсальных компьютерных шин

См. также

Внешние ссылки

А что такое компьютерные шины?

«А что такое шины»? Странный вопрос, может сказать любой человек. Шины мы видим с самого детства – велосипедные, легковые, грузовые шины – т.е. то, что «одевается» на колеса. Но оказывается, и не все знают о том что существуют компьютерные шины. Компьютером сейчас никого не удивишь, он почти «настольный» предмет любого школьника. Но вот что там внутри – это знают немногие увлеченные, школьники-любители, да работники сервисных центров.

Итак, в Викпедии написано, что «компьютерная ши́на (от англ. computer bus, bidirectional universal switch — двунаправленный универсальный коммутатор) — в архитектуре компьютера подсистема, которая передаёт данные между функциональными блоками компьютера». Т.о. можно сказать, что если сердцем ПК является процессор, то шины ПК – это те артерии, по которым бегут электрические сигналы. И те разъемы, куда обычно вставляются жесткие диски, видео карточки, сетевые карты – это не шины, это лишь слоты-интерфейсы, и именно с их помощью! и происходит подключение к шинам. Т.е. другими словами, с помощью шин компьютерные устройства обмениваются информацией. За работой шин следят специальные контроллеры.

Шины бывают двух типов: системная шина и шина расширения. Системная шина (или шина процессора) необходима для обмена информацией между процессором и оперативной и внешней памятью. Вторая шина служит для подключения периферийных устройств и является как бы продолжением шины процессора, связывая ее с внешними устройствами. Помимо контроллера каждая шина включает в себя компоненты адреса, данных, управления.

Если грузовые шины имеют свои характеристики (размеры, тип рисунка, конструкцию по расположению нитей корда, тип герметизации), то и компьютерные шины имеют свои характеристики. Каковы же они?

Основными характеристиками компьютерных шин можно считать

  • Разрядность, определяющая количество бит данных, которые могут быть одновременно переданы. Т.е. если шина 16 разрядная, то она имеет 16 каналов для одновременной передачи данных.
  • Тактовую частоту.
  • Максимальную скорость передачи данных в секунду.

Компьютерные шины постоянно совершенствуются. Если в 80-х годах прошлого столетия популярной была системная шина IBM PC/XT, обеспечивавшая передачу 8 бит данных, то с появлением процессора i286 появилась и новая системная шина ISA (Industry Standard Architecture). Но шло время, появились процессоры i386, i486 и Pentium и системная шина ISA постепенно становится «узким» местом персональных компьютеров на основе этих процессоров.

В настоящее время спектр шин достаточно широк и их количество и качество постоянно растет. Каждая шина имеет свои определенные преимущества, а, возможно, и недостатки. Часто в современных компьютерах применяются свои «фирменные» шины.

Системная шина, что это такое?

Здравствуйте, уважаемые читатели блога Pc-information-guide.ru. Очень часто на просторах интернета можно встретить много всякой компьютерной терминологии, в частности — такое понятие, как «Системная шина». Но мало кто знает, что именно означает этот компьютерный термин. Думаю, сегодняшняя статья поможет внести ясность.

Системная шина (магистраль) включает в себя шину данных, адреса и управления. По каждой их них передается своя информация: по шине данных — данные, адреса — соответственно, адрес (устройств и ячеек памяти), управления — управляющие сигналы для устройств. Но мы сейчас не будем углубляться в дебри теории организации архитектуры компьютера, оставим это студентам ВУЗов. Физически магистраль представлена в виде многочисленных дорожек (контактов) на материнской плате.

Я не случайно на фотографии к этой статье указал на надпись «FSB». Дело в том, что за соединение процессора с чипсетом отвечает как раз шина FSB, которая расшифровывается как «Front-side bus» — то есть «передняя» или «системная». И ее частота является важным параметром, на который обычно ориентируются при разгоне процессора, например.

Существует несколько разновидностей шины FSB, например, на материнских платах с процессорами Intel шина FSB обычно имеет разновидность QPB, в которой данные передаются 4 раза за один такт. Если речь идет о процессорах AMD, то там данные передаются 2 раза за такт, а разновидность шины имеет название EV6. А в последних моделях CPU AMD, так и вовсе — нет FSB, ее роль выполняет новейшая HyperTransport.

Итак, между чипсетом и центральным процессором данные передаются с частотой, превышающей частоту шины FSB в 4 раза. Почему только в 4 раза, см. абзац выше. Получается, если на коробке указано 1600 МГц (эффективная частота), в реальности частота будет составлять 400 МГц (фактическая). В дальнейшем, когда речь пойдет о разгоне процессора (в следующих статьях), вы узнаете, почему необходимо обращать внимание на этот параметр. А пока просто запомните, чем больше значение частоты, тем лучше.

Кстати, надпись «O.C.» означает, буквально «разгон», это сокращение от англ. Overclock, то есть это предельно возможная частота системной шины, которую поддерживает материнская плата. Системная шина может спокойно функционировать и на частоте, существенно ниже той, что указана на упаковке, но никак не выше нее.

Вторым параметром, характеризующим системную шину, является пропускная способность. Это то количество информации (данных), которая она может пропустить через себя за одну секунду. Она измеряется в Бит/с. Пропускную способность можно самостоятельно рассчитать по очень простой формуле: частоту шины (FSB) * разрядность шины. Про первый множитель вы уже знаете, второй множитель соответствует разрядности процессора — помните, x64, x86(32)? Все современные процессоры уже имеют разрядность 64 бита.

Итак, подставляем наши данные в формулу, в итоге получается: 1600 * 64 = 102 400 МБит/с = 100 ГБит/с = 12,5 ГБайт/с. Такова пропускная способность магистрали между чипсетом и процессором, а точнее, между северным мостом и процессором. То есть системная, FSB, процессорная шины — все это синонимы. Все разъемы материнской платы — видеокарта, жесткий диск, оперативная память «общаются» между собой только через магистрали. Но FSB не единственная на материнской плате, хотя и самая главная, безусловно.

Как видно из рисунка, Front-side bus (самая жирная линия) по-сути соединяет только процессор и чипсет, а уже от чипсета идет несколько разных шин в других направлениях: PCI, видеоадаптера, ОЗУ, USB. И совсем не факт, что рабочие частоты этих подшин должны быть равны или кратны частоте FSB, нет, они могут быть абсолютно разные. Однако, в современных процессорах часто контроллер ОЗУ перемещается из северного моста в сам процессор, в таком случае получается, что отдельной магистрали ОЗУ как бы не существует, все данные между процессором и оперативной памятью передаются по FSB напрямую с частотой, равной частоте FSB.

Пока что это все, спасибо.

Что такое автобус?

Обновлено: 06.07.2021 автором Computer Hope

Альтернативно известная как адресная шина , шина данных или локальная шина , шина представляет собой соединение между компонентами или устройствами, подключенными к компьютеру. Например, шина передает данные между ЦП и системной памятью через материнскую плату.

Почему компьютерная шина называется шиной?

Компьютерный автобус можно представить себе как общественный транспорт или школьный автобус.Эти типы автобусов способны перевозить людей из одного пункта назначения в другой. Подобно этим шинам, компьютерная шина передает данные из одного места или устройства в другое место или устройство.

Компьютерная шина работает по строгому расписанию, «забирая» данные и «отправляя» их через равные промежутки времени. Например, если шина работает на частоте 200 МГц, она выполняет 200 миллионов передач данных в секунду. Эта скорость называется шириной шины .

Обзор компьютерной шины

Шина содержит несколько проводов (сигнальных линий) с адресной информацией, описывающей ячейку памяти, откуда данные отправляются или извлекаются.Каждый провод в шине несет бит(ы) информации, что означает, что чем больше проводов в шине, тем больше информации она может адресовать. Например, компьютер с 32-разрядной адресной шиной может адресовать 4 ГБ памяти, а компьютер с 36-разрядной шиной — 64 ГБ памяти.

На приведенном ниже рисунке показаны различные типы компьютерных шин и то, как они соединяют устройства на материнской плате.

Типы компьютерных шин

Шина — это параллельная или последовательная шина, а также внутренняя шина (локальная шина) или внешняя шина (шина расширения ).

Внутренняя шина по сравнению с внешней шиной

Внутренняя шина обеспечивает связь между внутренними компонентами, такими как видеокарта и память. Внешняя шина может обмениваться данными с внешними периферийными устройствами, такими как USB или SCSI-устройство.

Параллельная шина против последовательной шины

Компьютерная шина может передавать свои данные, используя либо параллельный, либо последовательный метод связи. По параллельной шине данные передаются по несколько битов за раз. Однако по последовательной шине данные передаются побитно.

Адресная шина и шина данных

С компьютерной памятью адресная шина компьютера — это шина, содержащая ячейку памяти (адрес памяти), где данные расположены в памяти компьютера. Как только компьютер понимает, где взять информацию, шина данных используется для передачи этих данных.

Скорость шины

Скорость шины компьютера или устройства измеряется в МГц, например, FSB может работать на частоте 100 МГц. Пропускная способность шины измеряется в битах в секунду или мегабайтах в секунду.

Примеры компьютерных шин

Самые популярные компьютерные шины

Сегодня многие из перечисленных выше автобусов больше не используются или не так распространены. Ниже приведен список наиболее распространенных шин и способов их использования с компьютером.

ADB, AGP, AMR, шина AT, задняя шина, канал, тактовая частота, CNR, EISA, термины оборудования, HyperTransport, IDE, шина ввода/вывода, ISA, MCA, термины материнской платы, множитель, NuBus, PCI, PCI Express, PCMCIA, SBus, SCSI, SMBus, USB, Vitesse-Bus, VLB, XT

Что такое автобус? — Определение из Техопедии

Что означает автобус?

Шина — это подсистема, которая используется для соединения компонентов компьютера и передачи данных между ними.Например, внутренняя шина соединяет внутренние компоненты компьютера с материнской платой. «Топология шины» или схема также могут использоваться другими способами для описания цифровых соединений.

Шина может быть параллельной или последовательной. Параллельные шины передают данные по нескольким проводам. Последовательные шины передают данные в бит-последовательном формате.

Techopedia объясняет автобус

Первоначально шина представляла собой электрическую параллельную структуру с проводниками, соединенными с идентичными или похожими контактами ЦП, например, 32-разрядная шина с 32 проводами и 32 контактами.Самые ранние шины, часто называемые силовыми шинами или шинами, представляли собой наборы проводов, которые соединяли периферийные устройства и память, причем одна шина предназначалась для периферийных устройств, а другая — для памяти. Каждая шина включала отдельные инструкции и отдельные протоколы и синхронизацию.

Стандарты параллельной шины включают подключение передовых технологий (ATA) или интерфейс малой компьютерной системы (SCSI) для принтеров или устройств с жесткими дисками. Стандарты последовательной шины включают в себя универсальную последовательную шину (USB), FireWire или последовательный ATA с топологией гирляндной цепи или дизайном концентратора для устройств, клавиатур или модемных устройств.

Типы компьютерных шин:

  • Системная шина: Параллельная шина, которая одновременно передает данные в 8-, 16- или 32-битных каналах и является основным путем между ЦП и памятью.

  • Внутренняя шина: Подключает локальное устройство, например внутреннюю память ЦП.

  • Внешняя шина: Подключает к материнской плате периферийные устройства, такие как сканеры или дисководы.

  • Шина расширения: Позволяет платам расширения получать доступ к ЦП и ОЗУ.

  • Передняя шина: Основная компьютерная шина, которая определяет скорость передачи данных и является основным путем передачи данных между ЦП, ОЗУ и другими устройствами материнской платы.

  • Задняя шина: Переносит данные вторичного кэша (кэш L2) на более высоких скоростях, обеспечивая более эффективную работу ЦП.

По мере развития шины можно обсуждать на основе различных инженерных моделей. Например, есть параллельная шина и последовательная шина, как упоминалось выше, а также разные типы шин, которые вы встретите на материнской плате компьютера, например, системная шина, адресная шина или шина ввода-вывода.

Можно также говорить о шинах в виде скоростей передачи данных. Здесь «скорость шины» или скорость может быть указана в мегагерцах или в мегабайтах в секунду. Например, считается, что 100 МГц соответствует примерно 6400 МБ в секунду в некоторых архитектурах.

Как правило, скорости, достигаемые современными процессорами, включают скорости шины, обычно не превышающие 10 000 МБ или 10 ГБ в секунду.

Также имеется обозначение шины в зависимости от того, где она расположена на печатной плате.Фронтальная шина обычно считается самой быстрой шиной на материнской плате.

Что касается других вариантов использования термина «шина», то топология сетевой шины отличается от конфигураций электрических шин, упомянутых в связи с монтажной платой и электрической конструкцией.

В сети «шина» представляет собой цифровую структуру, которая будет передавать данные либо в формате параллельной шины, либо в формате последовательной шины по набору узлов.

Конструкция шины является неотъемлемой частью электротехники, а также, как уже упоминалось, сетей.По мере развития соединений центральная концепция шины будет оставаться актуальной.

FAQ: что такое системная шина в компьютерах и как она используется?

  1. Развитие карьеры
  2. Часто задаваемые вопросы: что такое системная шина в компьютерах и как она используется?
Коллектив редакции Indeed

12 августа 2021 г.

Компьютерная архитектура — это сложная работа, включающая несколько технических компонентов. Профессионалы в самых разных областях техники используют различные методы и компоненты, такие как системная шина компьютера, для передачи данных и поддержки обработки памяти компьютеров.Если вы заинтересованы в карьере в области информатики, понимание концепции системной шины компьютера может расширить ваши теоретические знания для использования в отрасли. В этой статье мы определяем системную шину в компьютерах, объясняем, как она работает, обсуждаем типы и отвечаем на другие часто задаваемые вопросы об этой концепции.

Связанный: Руководство по карьере в области компьютерных наук

Что такое системная шина?

Системная шина — это аспект компьютерной архитектуры, который передает и совместно использует данные в пределах компьютера и между устройствами.Это основной способ обработки информации компьютером, поскольку он соединяет основной процессор со всеми другими внутренними аппаратными компонентами компьютера. По сути, системная шина представляет собой путь, состоящий из электронных кабелей, по которым данные передаются туда и обратно от центрального процессора компьютера (ЦП) к другим областям компьютера.

Конкретная конструкция системной шины изменяется в зависимости от стиля, размера и потребностей каждой конкретной компьютерной системы. Вы можете настроить системную шину компьютера или позволить системе работать с использованием стандартизированного дизайна.Размер и конструкция самой системной шины определяют скорость передачи данных и объем данных, которые может передавать шина в определенный момент времени.

Как работает системная шина?

Системная шина работает путем обмена данными и другой информацией между различными компонентами аппаратного обеспечения компьютера. Например, если вы подключаете устройство или разъем универсальной последовательной шины (USB) к компьютеру, системная шина распознает эти данные и передает их центральному процессору компьютера. Оказавшись там, вы можете загружать файлы с USB в память вашего компьютера, что означает, что системная шина перемещает их с процессора на жесткий диск вашего компьютера для хранения.

Системная шина обычно работает в зависимости от размера и сложности компьютера. Однако основные функции системной шины включают:

  • Внутренняя функция: внутренняя системная шина, также известная как шина памяти, соединяет аппаратное обеспечение, находящееся внутри компьютера, с локальными устройствами в системе компьютера.

  • Внешняя функция: внешняя системная шина, также известная как шина расширения, использует электронные пути, которые подключаются в основном к внешним устройствам вне системы компьютера.Например, при подключении компьютера к беспроводному принтеру или мыши используется внешняя системная шина.

  • Совместное использование данных: Основная функция системной шины заключается в передаче данных из одного места в другое с использованием параллельной структуры, а количество совместно используемых данных зависит от размера системной шины. Например, компьютерные системы крупной корпорации могут иметь более высокие возможности обмена данными, чем у домашнего компьютера.

  • Адресация: Эта функция позволяет пользователям передавать информацию об определенных данных между ячейками основной памяти компьютера.Он предупреждает систему, где брать определенные фрагменты данных.

  • Питание: Эта функция подает питание на каждое из различных устройств, подключенных к основной компьютерной системе. Это помогает системной шине компьютера работать с соответствующей скоростью.

Связанный: 25 лучших вопросов на собеседовании по архитектуре компьютера

Какие бывают типы системной шины?

Существует три типа шин, каждая из которых работает отдельно со своим назначением и функцией, которые составляют системную шину.Каждый тип шины следует уникальному набору инструкций, которые способствуют точной передаче данных. Эти три типа включают:

  • Шина данных: Шина данных передает фактические данные между главным процессором компьютера, памятью и всеми другими внутренними аппаратными компонентами. Он работает между компьютерными частями или устройствами для увеличения потока данных путем передачи данных в ЦП или из него или с одного устройства на другое.

  • Адресная шина: Адресная шина сообщает системе, откуда данные поступают и куда уходят.Обычно эта шина берет данные от центрального процессора и сохраняет их в определенном месте в памяти компьютера или наоборот.

  • Шина управления: Шина управления определяет, как работает системная шина, управляя управлением, синхронизацией и координацией шин, чтобы обеспечить передачу данных без искажений. Эта шина важна для точности и безопасности, так как защищает данные во время передачи.

Связанный: 19 Карьера для инженеров-программистов

Как вы используете системную шину?

Вы используете системную шину, работая со стандартными шинами, которые поставляются с компьютером, или устанавливая и настраивая свои собственные, что может быть простым процессом для программиста.Как правило, централизованная шина передает команды по линии, пока не достигнет нужной шины. Хотя сложность системы зависит от размера компьютера, минимальная система включает по одной шине каждого типа. Если вы как инженер контролируете конструкцию системной шины, вы можете решить реализовать уникальное использование системы в соответствии со своими потребностями.

Два различных подхода к реализации системной шины включают:

  • Синхронный: Синхронная системная шина работает с высокой скоростью, поскольку она работает одновременно с часами компьютера.Этот метод имеет фиксированный протокол для связи и обмена данными, связанный со временем.

  • Асинхронный: Асинхронная системная шина работает независимо от часов с возможностью подключения к разным устройствам или к нескольким из них. По сути, это ручной способ управления автобусом.

Связанный: 11 типов компьютерных портов и их использование на рабочем месте

В каких профессиях используется системная шина?

Многие специалисты в области ИТ и техники используют системную шину компьютера.Вы можете регулярно взаимодействовать с системными шинами, получив работу в области технологий, безопасности данных, разработки программного обеспечения или компьютерной архитектуры. Как правило, эти профессии требуют образования, подготовки и опыта в качестве квалификации для трудоустройства. Тем не менее, некоторые должности могут иметь обучение на рабочем месте. Профессионалы карьеры, которые используют эту технологию, могут включать в себя:

  • инженер по программному обеспечению

  • Engineer Engineer

    0
  • Pull-Stack Developer

  • Engineering Manager

  • Engineer

  • Engineer Engineer

  • Компьютерщики

Если вы хотите продолжить карьеру в этой области, важно понимать различные требования для каждой должности.Некоторые из них могут включать в себя дополнительное образование и ученые степени, в то время как для других должностей требуется конкретная сертификация. Поскольку безопасность данных является важной и растущей областью, и эта работа требует обширных технических знаний и навыков, часто лучше получить образование и опыт, чтобы лучше подготовиться к работе в отрасли.

Что такое BUS? | Типы компьютерной шины

Что такое компьютерная шина: Электропроводящий путь, по которому данные передаются внутри любого цифрового электронного устройства.Компьютерная шина состоит из набора параллельных проводников, которые могут быть обычными проводами, медными дорожками на ПЕЧАТНОЙ ПЛАТЕ или микроскопическими алюминиевыми дорожками на поверхности кремниевой микросхемы. Каждый провод несет только один бит, поэтому количество проводов определяет наибольшее СЛОВО данных, которое может передать шина: шина с восемью проводами может передавать только 8-битные слова данных и, следовательно, определяет устройство как 8-битное устройство.

Компьютерная шина обычно имеет схему памяти для одного слова, называемую LATCH , прикрепленную к любому концу, которая на короткое время сохраняет передаваемое слово и гарантирует, что каждый бит установится в свое предполагаемое состояние, прежде чем его значение будет передано.

Компьютерная шина помогает различным частям ПК обмениваться данными . Если бы не было шины, у вас было бы огромное количество проводов, соединяющих каждую часть с каждой другой частью. Это все равно, что иметь отдельную проводку для каждой лампочки и розетки в вашем доме.

В этом руководстве мы рассмотрим следующие темы:

Типы компьютерных шин

Внутри компьютера находятся различные шины.

D Шина ata : шина данных позволяет данным перемещаться между микропроцессором (ЦП) и памятью (ОЗУ).

A Адресная шина : Адресная шина несет информацию о расположении данных в памяти.

Шина управления : По шине управления передаются управляющие сигналы, которые обеспечивают бесперебойную передачу данных с места на место.

E Шина расширения: Если в вашем компьютере есть слоты расширения , есть шина расширения . Сообщения и информация передаются между вашим компьютером и платами расширения , которые вы подключаете через шину расширения.

Хотя это немного сбивает с толку, эти разные автобусы иногда вместе называют просто «автобус». Пользователь может думать о «шине» компьютера как о единой единице, состоящей из трех частей: данных, адреса и управления, даже несмотря на то, что три электрических пути не проходят друг за другом (и, следовательно, на самом деле не образуют единую «единицу»). ») внутри компьютера.

В современных компьютерах используются шины данных разного размера или ширины. Ширина шины данных измеряется количеством битов, которые могут проходить по ней одновременно.Скорость, с которой его шина может передавать слова, то есть его ПРОПУСКНАЯ СПОСОБНОСТЬ шины, решающим образом определяет скорость любого цифрового устройства. Один из способов сделать автобус быстрее — увеличить его ширину;

например, 16-битная шина может передавать два 8-битных слова одновременно, «бок о бок», и поэтому переносит 8-битные данные в два раза быстрее, чем 8-битная шина. Центральный процессор компьютера обычно содержит несколько шин, часто разной ширины, которые соединяют его различные подблоки. Современные процессоры обычно используют встроенные шины, которые шире, чем шина, которую они используют для связи с внешними устройствами, такими как память, и тогда разница в скорости между операциями внутри и вне кристалла должна быть преодолена за счет сохранения резервуара временные данные в КЭШ.Например, многие процессоры класса Pentium используют 256 бит для своих самых быстрых встроенных шин, но только 64 бит для внешних каналов.

8-битная шина передает данные по 8 параллельным линиям. 16-разрядная шина, также называемая ISA (архитектура промышленного стандарта), передает данные по 16 линиям. 32-битная шина, классифицируемая как EISA (расширенная стандартная архитектура) или MCA (микроканальная архитектура), может передавать данные по 32 линиям.

Скорость, с которой автобусы передают сигналы, измеряется в мегагерцах (МГц).Типичные ПК сегодня работают на скоростях от 20 до 65 МГц. См. также ЦП, Плата расширения, Память, Материнская плата, ОЗУ, ПЗУ и Системный блок.

Как работает компьютерная шина?

Шина передает электрические сигналы из одного места в другое. Настоящая шина выглядит как бесконечное количество вытравленных медных цепей на поверхности материнской платы. Шина подключается к ЦП через модуль интерфейса шины.

Данные перемещаются между ЦП и памятью по шине данных. Местоположение (адрес) этих данных передается по адресной шине.Тактовый сигнал, который поддерживает все в синхронизации, проходит по шине управления.

Часы действуют как светофор для всех компонентов ПК; «зеленый свет» загорается с каждым тактом. Часы ПК могут «тикать» от 20 до 65 миллионов раз в секунду, из-за чего кажется, что компьютер работает очень быстро. Но поскольку каждая задача (например, сохранение файла) состоит из нескольких запрограммированных инструкций, и каждая из этих инструкций выполняется за несколько тактов, человеку иногда приходится сидеть и ждать, пока компьютер догонит его.

Системная шина

 

7.1 Системная шина

 

Внешняя шина канал связи между основными компонентами компьютерной системы, такими как ЦП и ПМ. Шина внутри ЦП называется внутренней шиной. Многие системы иметь несколько внешних шин. Мы тут ограничить наше обсуждение одной внешней шиной, которую мы называем системной шиной (или только шина), которая соединяет ЦП со всеми остальными компонентами простого компьютерная система.

 

 

7.1 Системная шина

 

Внешняя шина канал связи между основными компонентами компьютерной системы, такими как ЦП и ПМ. Шина внутри ЦП называется внутренней шиной. Многие системы иметь несколько внешних шин. Мы тут ограничить наше обсуждение одной внешней шиной, которую мы называем системной шиной (или только шина), которая соединяет ЦП со всеми остальными компонентами простого компьютерная система.

 

 

 

 

Шина не напрямую подключен к ЦП, PM, вторичным модулям хранения и IO устройства. Вместо этого он подключен к каждому контроллера этих устройств. DMA — это не устройство, а особый вид блока управления, который участвует в передаче во вторичную память и из нее устройства, такие как диск и компакт-диск. Автобус транзакция состоит из двусторонней связи между двумя компонентами во время которой шина обычно недоступна для какой-либо другой связи.Компонент, который инициирует шину транзакция называется инициатором, мастером шины или просто мастером. Мастер выдает запрос, например чтение или писать в какой-то другой компонент, который называется ответчиком или раб. Обычные пары ведущий-ведомый BIU-PMC, BIU-IOC и DMA-PMC. А транзакция начинается, когда мастер отправляет запрос, и заканчивается, когда запрошенный действие завершено. Конкретный автобус всегда использует один и тот же набор правил для связи между мастером и раб.Этот набор правил называется протокола шины, и каждое устройство, подключенное к шине, должно следовать этим правилам. SCSI (интерфейс для малых компьютеров), PCI (межсоединение периферийных компонентов) и EISA (расширенный ISA; ISA был оригинальная шина IBM AT) являются распространенными протоколами, используемыми в ПК.

 

Автобус состоит из три типа проводов, называемых линиями. линии управления, которые в совокупности называются шиной управления, передают вид автобусной транзакции (т.г., ЧТЕНИЕ, ЗАПИСЬ) и другую информацию от мастера к раб. Кроме того, шина управления передает обратные сигналы от ведомого к ведущему (например, MRC). Адресные линии, вместе называемые адресная шина, передайте адрес местоположения в подчиненном устройстве данных которое должно быть прочитано (транзакция чтения) или местоположение, в которое данные должны быть быть записанным (записать транзакцию). Данные линии, которые в совокупности называются шиной данных, передают данные, которые читается или пишется.Обратите внимание, что даже хотя каждый из этих трех наборов линий называется шиной, все эти линии на самом деле являются частью одной и той же единой шины (системной шины).

 

В автобусе есть часы и один период этих часов составляет цикл шины или часы шины (BCLK), как в отличие от тактовой частоты процессора (CPU) (PCLK). BCLK намного длиннее, чем PCLK. Высокопроизводительные ПК могут иметь шину с частотой 100 МГц или немного выше. с процессором от 700 МГц до 1 ГГц. Обычно минимальное время передачи запроса от мастера к ведомый или для передачи ответа от ведомого к ведущему — один BCLK.

 

7.2 Автобус Арбитраж

 

Во время одного BCLK один и только один из компонентов, подключенных к шине, является мастером шины, каждый из другие устройства являются либо ведомыми, либо неактивными. Мастер шины инициирует передачу по шине, в то время как ведомый пассивен. потому что он может только ждать запроса от мастера шины. Эта зависимость не всегда постоянна, т. например, либо BIU, либо DMA могут быть ведущими, а PMC — ведомыми.Арбитр шины разрешает одновременные заявки на использование автобуса. Два основных типы арбитров бывают централизованными и распределенными.

 

Централизованный арбитр — это отдельный компонент, который всегда принимает решение. Как показано на На рисунке ниже все устройства подключены параллельно к шине запроса линия (BR’) и ​​линия занятости шины (BBSY’), а также последовательно с линией предоставления шины (БГ). Если устройству нужна шина, оно утверждает BR’ и затем ждет.Когда он видит, что его BGi установлен, он проверяет ББСИ’. Если утверждается BBSY’, это ждет, пока он не будет деактивирован, а затем начинает автобусная сделка. Последовательное соединение подключения всех устройств к линии предоставления шины называется последовательной цепочкой. Каждое устройство в цепочке передает сигнал BG к следующему устройству в цепочке, если оно не запросило шину, в которой случае не проходит сигнал. В гирляндная цепочка, если несколько устройств одновременно запросили шину, тот, который находится ближе всего к арбитру в цепочке, имеет наивысший приоритет и сядет на автобус.

 

 

В распределенном Все устройства арбитра подключены к общему набору линий запроса. Каждое устройство знает свой приоритет. Когда устройству нужна шина, оно выводит приоритет на строки запроса, а затем читает строки запроса. Если строки запроса содержат код приоритета, то это запросчик с наивысшим приоритетом, поэтому он получает автобус. Все остальные устройства увидят код выше своего приоритета и отложит использование автобуса.

 

7.3 Синхронный и Асинхронные шины

 

Автобусы бывают двух видов: синхронные и асинхронные. Каждое устройство, подключенное к синхронной шине, включая BIU, получает информацию о времени от общих часов, например, Bclk. После того, как мастер получает шину, он может начать транзакцию на следующий положительный фронт Bclk. Мастер указывает адрес ведомого на адресная шина. Через некоторое время он ставит тип запроса (т.грамм. READ) и другую управляющую информацию на панели управления. автобус. Эта небольшая задержка перед отправкой контрольная информация необходима для того, чтобы к тому времени, когда она достигнет ведомому, адрес уже поступил на ведомое устройство. Следующие сроки диаграмма показывает последовательность, в которой различные сигналы подаются на шину во время транзакции, в которой ЦП считывает слово из памяти.

 

 

Количество Bclks для транзакции фиксируется аппаратно для каждого конкретный протокол синхронной шины.Каждая транзакция использует одинаковое количество Bclks, независимо от вида сделки. Длина T 1 должна быть достаточно длинным, чтобы каждый потенциальный ведомый на шине мог видеть стабильный адрес и сигналы управления к началу Т 2 . Как только раб увидит READ сигнал, он должен поместить запрошенные данные на шину данных достаточно до того, как начало T 3 что данные будут стабильно на шине данных. Хозяин предполагает, что запрошенные данные будут стабильными на шине данных в течение T 3 , так что он может зафиксировать данные в своей памяти. буфер ввода данных до окончания T 3 .Мы видим, что длина a Bclk должен быть не меньше максимального значения далее:

1) 1)         [T 1 ] Максимальное время, необходимое любому ведущему устройству для передачи адреса, данных и управляющих сигналов на шину, плюс максимальное задержка распространения между любой парой ведущий-ведомый, которая может быть подключена к автобус.

2) 2)         [T 2 ] Максимальное время, в течение которого любое ведомое устройство может расшифровать любой запрос и ответить на него. на этот запрос (т.грамм. поместить данные на шину или снять данные с шины), в том числе любой контроль или статус возвращаются мастеру.

3) 3)         [T 3 ] Максимальная задержка распространения между любая пара ведомый-ведущий, которая может быть подключена к шине плюс максимальное время любой ведущий требует фиксации данных, управления и сигналов состояния.

 

Синхронная шина просто и дешево.Его большой недостаток заключается в том, что часы должны быть достаточно медленными, чтобы работать с самым медленным устройством, которое будет когда-либо подключен к шине, так как BIU не может определить, устройство ответило и, следовательно, должно предположить, что устройство ответило к концу одного цикла шины. в В приведенном выше примере мастер предполагает, что ведомый ответил к концу T 2 , и завершает действия по завершению транзакции. во время Т 3 . Если ведомое устройство не ответило к концу T 2 , мастер защелкнет мусор в свой буфер ввода данных и принять его как допустимые данные.

 

Асинхронная шина имеет нет общих часов, вместо этого используется рукопожатие для синхронизировать действия устройства и БИУ. Имеются две линии контроля времени: Готов и Примите, как показано на рисунке ниже. Например, чтобы выполнить чтение из PM, BIU помещает адрес и сигнал READ на автобусе. После задержки на максимальный перекос (максимальный перекос — это время, за которое все автобусные линии стабильное состояние), BIU сообщает «Готово».К тому времени, когда PMC получил сигнал «Готово», он уже расшифровал информацию об адресе и режиме. После получения сигнала готовности PMC помещает данные на шину и утверждает Принять. (Стрелки в диаграмма указывает на реакцию на различные события). После того как BIU получает сигнал Accept, он задержки для максимального перекоса, а затем стробирует данные в MBR. Затем он сбрасывает сигнал готовности. После небольшой задержки, так что изменение в Готово достигает PMC до того, как PM увидит адрес и сброс сигнала чтения, BIU сбрасывает адрес и сигнал чтения.PMC видит падение сигнала Ready и затем удаляет данные и Принять сигнал.

 

 

Последовательность

1)    1) мастер утверждает, что готов

2)    2) подчиненный утверждает принять

3)    3) мастер де-утверждает готовность

4)    4) раб де-утверждает

— это четыре шага рукопожатия. Так как действия хозяина и раба не привязаны к часам, на асинхронной шине можно разместить устройства, очень разное время отклика.А фиксированный временной интервал, достаточный для размещения медленного CU, не нужный. Таким образом, транзакции между КС с коротким временем отклика будут короткими, а транзакции между CU с длительным время отклика будет долгим.

 

Адаптировано из Copyright 2000 Роберт М. Грэм

 

 

 

 

Шина не напрямую подключен к ЦП, PM, вторичным модулям хранения и IO устройства.Вместо этого он подключен к каждому контроллера этих устройств. DMA — это не устройство, а особый вид блока управления, который участвует в передаче во вторичную память и из нее устройства, такие как диск и компакт-диск. Автобус транзакция состоит из двусторонней связи между двумя компонентами во время которой шина обычно недоступна для какой-либо другой связи. Компонент, который инициирует шину транзакция называется инициатором, мастером шины или просто мастером.Мастер выдает запрос, например чтение или писать в какой-то другой компонент, который называется ответчиком или раб. Обычные пары ведущий-ведомый BIU-PMC, BIU-IOC и DMA-PMC. А транзакция начинается, когда мастер отправляет запрос, и заканчивается, когда запрошенный действие завершено. Конкретный автобус всегда использует один и тот же набор правил для связи между мастером и раб. Этот набор правил называется протокола шины, и каждое устройство, подключенное к шине, должно следовать этим правилам.SCSI (интерфейс для малых компьютеров), PCI (межсоединение периферийных компонентов) и EISA (расширенный ISA; ISA был оригинальная шина IBM AT) являются распространенными протоколами, используемыми в ПК.

 

Автобус состоит из три типа проводов, называемых линиями. линии управления, которые в совокупности называются шиной управления, передают вид шинных транзакций (например, READ, WRITE) и другую информацию от ведущего к раб. Кроме того, шина управления передает обратные сигналы от ведомого к ведущему (т.г., МРЦ). Адресные линии, вместе называемые адресная шина, передайте адрес местоположения в подчиненном устройстве данных которое должно быть прочитано (транзакция чтения) или местоположение, в которое данные должны быть быть записанным (записать транзакцию). Данные линии, которые в совокупности называются шиной данных, передают данные, которые читается или пишется. Обратите внимание, что даже хотя каждый из этих трех наборов линий называется шиной, все эти линии на самом деле являются частью одной и той же единой шины (системной шины).

 

В автобусе есть часы и один период этих часов составляет цикл шины или часы шины (BCLK), как в отличие от тактовой частоты процессора (CPU) (PCLK). BCLK намного длиннее, чем PCLK. Высокопроизводительные ПК могут иметь шину с частотой 100 МГц или немного выше. с процессором от 700 МГц до 1 ГГц. Обычно минимальное время передачи запроса от мастера к ведомый или для передачи ответа от ведомого к ведущему — один BCLK.

 

7.2 Автобус Арбитраж

 

Во время одного BCLK один и только один из компонентов, подключенных к шине, является мастером шины, каждый из другие устройства являются либо ведомыми, либо неактивными. Мастер шины инициирует передачу по шине, в то время как ведомый пассивен. потому что он может только ждать запроса от мастера шины. Эта зависимость не всегда постоянна, т. например, либо BIU, либо DMA могут быть ведущими с PMC в качестве раб. Автобусный арбитр решает одновременные запросы на использование автобуса.Два основных типа арбитров — централизованные и распределенные.

 

Централизованный арбитр — это отдельный компонент, который всегда принимает решение. Как показано на На рисунке ниже все устройства подключены параллельно к шине запроса линия (BR’) и ​​линия занятости шины (BBSY’), а также последовательно с линией предоставления шины (БГ). Если устройству нужна шина, оно утверждает BR’ и затем ждет. Когда он видит, что его BGi установлен, он проверяет ББСИ’. Если утверждается BBSY’, это ждет, пока он не будет деактивирован, а затем начинает автобусная сделка.Последовательное соединение подключения всех устройств к линии предоставления шины называется последовательной цепочкой. Каждое устройство в цепочке передает сигнал BG к следующему устройству в цепочке, если оно не запросило шину, в которой случае не проходит сигнал. В гирляндная цепочка, если несколько устройств одновременно запросили шину, тот, который находится ближе всего к арбитру в цепочке, имеет наивысший приоритет и сядет на автобус.

 

 

 

В распределенном Все устройства арбитра подключены к общему набору линий запроса.Каждое устройство знает свой приоритет. Когда устройству нужна шина, оно выводит приоритет на строки запроса, а затем читает строки запроса. Если строки запроса содержат код приоритета, то это запросчик с наивысшим приоритетом, поэтому он получает шину. Все остальные устройства будут видеть код выше, чем их приоритет и будет откладывать использование автобуса.

 

7.3 Синхронный и Асинхронные шины

 

Автобусы бывают двух видов: синхронные и асинхронные.Каждое устройство, подключенное к синхронной шине, включая BIU, получает информацию о времени от общих часов, например, Bclk. После того, как мастер получает шину, он может начать транзакцию на следующий положительный фронт Bclk. Мастер указывает адрес ведомого на адресная шина. Через некоторое время он ставит тип запроса (например, READ) и другая управляющая информация об элементе управления. автобус. Эта небольшая задержка перед отправкой контрольная информация необходима для того, чтобы к тому времени, когда она достигнет ведомому, адрес уже поступил на ведомое устройство.Следующие сроки диаграмма показывает последовательность, в которой различные сигналы подаются на шину во время транзакции, в которой ЦП считывает слово из памяти.

 

 

Количество Bclks для транзакции фиксируется аппаратно для каждого конкретный протокол синхронной шины. Каждая транзакция использует одинаковое количество Bclks, независимо от вида сделки. Длина T 1 должна быть достаточно длинным, чтобы каждый потенциальный ведомый на шине мог видеть стабильный адрес и сигналы управления к началу Т 2 .Как только раб увидит READ сигнал, он должен поместить запрошенные данные на шину данных достаточно до того, как начало T 3 что данные будут стабильно на шине данных. Хозяин предполагает, что запрошенные данные будут стабильными на шине данных в течение T 3 , так что он может зафиксировать данные в своей памяти. буфер ввода данных до окончания T 3 . Мы видим, что длина a Bclk должен быть не меньше максимального значения далее:

1) [T 1 ] Максимальное время, необходимое любому мастеру для поместите адрес, данные и управляющие сигналы на шину плюс максимальная задержка распространения между любой парой ведущий-ведомый, которая может быть подключен к автобусу.

2) [T 2 ] Максимальное время декодирования любым ведомым устройством. любой запрос и ответ на этот запрос (например, поместить данные на шину или взять данные от шины), включая любое управление или состояние, возвращаемое ведущему устройству.

3) [T 3 ] Максимум задержка распространения между любой парой ведомый-ведущий, которая может быть подключена к шины плюс максимальное время, которое требуется любому мастеру для фиксации данных, управления и сигналы состояния.

 

Синхронная шина просто и дешево. Его большой недостаток заключается в том, что часы должны быть достаточно медленными, чтобы работать с самым медленным устройством, которое будет когда-либо подключен к шине, так как BIU не может определить, устройство ответило и, следовательно, должно предположить, что устройство ответило к концу одного цикла шины. в В приведенном выше примере мастер предполагает, что ведомый ответил к концу T 2 , и завершает завершение транзакции. действия во время T 3 .Если ведомое устройство не ответило к концу T 2 , мастер защелкнет мусор в свой буфер ввода данных и принять его как допустимые данные.

 

Асинхронная шина имеет нет общих часов, вместо этого используется рукопожатие для синхронизировать действия устройства и БИУ. Имеются две линии контроля времени: Готов и Примите, как показано на рисунке ниже. Например, чтобы выполнить чтение из PM, BIU помещает адрес и READ сигнал в автобусе.После задержки на максимальный перекос (максимальный перекос — это время, за которое все автобусные линии стабильное состояние), BIU сообщает «Готово». К тому времени, когда PMC получил сигнал «Готово», он уже расшифровал информацию об адресе и режиме. После получения сигнала готовности PMC помещает данные на шину и утверждает Принять. (Стрелки в диаграмма указывает на реакцию на различные события). После того как BIU получает сигнал Accept, он задержки для максимального перекоса, а затем стробирует данные в MBR.Затем он сбрасывает сигнал готовности. После небольшой задержки, так что изменение в Готово достигает PMC до того, как PM увидит адрес и сброс сигнала чтения, BIU сбрасывает адрес и сигнал чтения. PMC видит падение сигнала Ready и затем удаляет данные и Принять сигнал.

 

 

Последовательность

1) мастер утверждает, что готов

2) подчиненный утверждает принять

3) мастер де-утверждает готовность

4) раб де-утверждает

— это четыре шага рукопожатия.Так как действия хозяина и раба не привязаны к часам, на асинхронной шине можно разместить устройства, очень разное время отклика. А фиксированный временной интервал, достаточный для размещения медленного CU, не нужный. Таким образом, транзакции между КС с коротким временем отклика будут короткими, а транзакции между CU с длительным время отклика будет долгим.

 

Адаптировано из Copyright 2000 Роберт М. Грэм

 

 

Шина

— Computer History Wiki

В компьютерной архитектуре шина представляет собой подсистему, которая передает данные или питание между компьютерными компонентами внутри компьютера или между компьютерами и обычно управляется программным обеспечением драйвера устройства.В отличие от двухточечного соединения, шина может логически соединять несколько периферийных устройств по одному и тому же набору проводов. Каждая шина определяет свой набор разъемов для физического соединения устройств, плат или кабелей.

Ранние компьютерные шины были буквально параллельными электрическими шинами с несколькими соединениями, но теперь этот термин используется для любого физического устройства, которое обеспечивает те же логические функции, что и параллельная электрическая шина. Современные компьютерные шины могут использовать как параллельные, так и последовательные соединения, а также могут быть подключены либо по многоточечной (электрической параллельной), либо по последовательной топологии, либо подключены через коммутируемые концентраторы, как в случае USB.

Первое поколение

Ранние компьютерные шины представляли собой пучки проводов, к которым подключалась память и периферийные устройства. Они были названы в честь электрических шин или сборных шин. Практически всегда была одна шина для памяти, а другая для периферии, и доступ к ним осуществлялся отдельными инструкциями, с совершенно разными таймингами и протоколами.

Одной из первых сложностей было использование прерываний. Ранние компьютеры выполняли ввод-вывод, ожидая в цикле готовности периферийного устройства.Это была пустая трата времени для программ, у которых были другие задачи. Кроме того, если программа попытается выполнить эти другие задачи, повторная проверка программы может занять слишком много времени, что приведет к потере данных. Таким образом, инженеры устроили так, чтобы периферийные устройства прерывали работу ЦП. Прерывания должны были иметь приоритет, потому что ЦП может выполнять код только для одного периферийного устройства за раз, а некоторые устройства более критичны ко времени, чем другие.

Через некоторое время после этого некоторые компьютеры стали разделять память между несколькими процессорами.На этих компьютерах доступ к шине также должен был быть приоритетным.

Классический и простой способ приоритизации прерываний или доступа к шине заключался в последовательной цепочке.

DEC отметила, что наличие двух шин кажется расточительным и дорогим для небольших компьютеров массового производства, и сопоставила периферийные устройства с шиной памяти, чтобы устройства выглядели как ячейки памяти. В то время это был очень смелый проект. Циники предсказывали провал.

Ранние микрокомпьютерные шинные системы представляли собой пассивную объединительную плату, соединенную с контактами ЦП.Память и другие устройства будут добавлены к шине с использованием того же адреса и контактов данных, что и сам ЦП, подключенных параллельно. В некоторых экземплярах, таких как IBM PC, инструкции по-прежнему генерировали сигналы в ЦП, которые можно было использовать для реализации настоящей шины ввода-вывода.

Во многих микроконтроллерах и встроенных системах шина ввода-вывода до сих пор не существует. Связь контролируется ЦП, который считывает и записывает данные с устройств, как если бы они были блоками памяти (в большинстве случаев), все синхронизировалось центральными часами, контролирующими скорость ЦП.Устройства запрашивают обслуживание, сигнализируя на других выводах ЦП, обычно используя некоторую форму прерывания.

Например, контроллер дисковода сигнализировал ЦП, что новые данные готовы к чтению, после чего ЦП перемещал данные, считывая память, соответствующую дисководу. Почти все первые компьютеры были построены таким образом, начиная с шины S-100 в «Альтаире» и заканчивая IBM PC в 1980-х годах.

Эти простые системы шин имели серьезный недостаток для компьютеров общего назначения.Все оборудование на шине должно говорить с одинаковой скоростью и, таким образом, использует одни и те же часы.

Увеличение скорости процессора — дело непростое, потому что скорость всех устройств также должна увеличиваться. Это часто приводит к странным ситуациям, когда очень быстрые процессоры должны «замедляться», чтобы общаться с другими устройствами в компьютере. Хотя эта проблема приемлема для встраиваемых систем, в коммерческих компьютерах она долго не допускалась.

Еще одна проблема заключается в том, что ЦП требуется для всех операций, поэтому, если он будет занят другими задачами, реальная пропускная способность шины может сильно пострадать.

Такие шинные системы трудно конфигурировать, если они построены из стандартного готового оборудования. Обычно для каждой добавляемой печатной платы требуется множество перемычек для установки адресов памяти, адресов ввода-вывода, приоритетов прерываний и номеров прерываний.

Второе поколение

Шинные системы «второго поколения», такие как NuBus , решили некоторые из этих проблем. Обычно они разделяли компьютер на два «мира»: ЦП и память с одной стороны и различные устройства с другой, а между ними находился контроллер шины .Это позволило процессору увеличить скорость, не влияя на шину. Это также перенесло большую часть нагрузки по перемещению данных из ЦП на карты и контроллер, поэтому устройства на шине могли общаться друг с другом без вмешательства ЦП. Это привело к гораздо лучшей производительности в «реальном мире», но также потребовало, чтобы карты были намного более сложными. Эти шины также часто решали проблемы со скоростью, будучи «больше» с точки зрения размера пути данных, переходя от 8-битных параллельных шин в первом поколении к 16 или 32-битным во втором, а также добавляя настройку программного обеспечения. (теперь стандартизированный как Plug-n-play), чтобы заменить или заменить перемычки.

Однако у этих более новых систем было одно общее качество со своими более ранними собратьями: все в автобусе должны были говорить с одинаковой скоростью. В то время как центральный процессор теперь был изолирован и мог без опасений увеличивать скорость, процессоры и память продолжали увеличивать скорость намного быстрее, чем шины, с которыми они общались. В результате скорость шины стала намного меньше, чем требуется современной системе, и машинам не хватало данных. Особенно распространенным примером этой проблемы было то, что видеокарты быстро обгоняли даже более новые системы шин, такие как PCI , и компьютеры начали включать AGP только для управления видеокартой.К 2004 году AGP снова переросла видеокарты высокого класса и была заменена новой шиной PCI Express .

Все больше внешних устройств также используют свои собственные шинные системы. Когда дисководы были впервые представлены, они добавлялись к машине с картой, вставленной в шину, поэтому в компьютерах так много слотов на шине. Но в 1980-х и 1990-х годах для удовлетворения этой потребности были представлены новые системы, такие как SCSI и IDE , в результате чего большинство слотов в современных системах остались пустыми.Сегодня в типичной машине может быть около пяти различных шин, поддерживающих различные устройства.

Затем стала популярной полезная дифференциация: концепция локальной шины в отличие от внешней шины . Первые относятся к шинным системам, предназначенным для использования с внутренними устройствами, такими как графические карты, а вторые — к шинам, предназначенным для добавления внешних устройств, таких как сканеры. Заметим, однако, что «местный» также относится к большей близости к процессору VL-Bus и PCI, чем ISA.IDE — это внешняя шина с точки зрения того, как она используется, но почти всегда находится внутри машины.

Третье поколение

Автобусы

«третьего поколения» в настоящее время находятся в процессе выхода на рынок, включая HyperTransport и InfiniBand . Обычно они включают в себя функции, которые позволяют им работать на очень высоких скоростях, необходимых для поддержки памяти и видеокарт, а также поддерживают более низкие скорости при обмене данными с более медленными устройствами, такими как дисководы. Они также имеют тенденцию быть очень гибкими с точки зрения их физических подключений, что позволяет использовать их как в качестве внутренних шин, так и для соединения разных машин вместе.Это может привести к сложным проблемам при попытке обслужить различные запросы, поэтому большая часть работы в этих системах касается разработки программного обеспечения, а не самого оборудования. В целом, эти шины третьего поколения, как правило, больше похожи на сеть, чем на первоначальную концепцию шины, с более высокими затратами на протокол, чем в ранних системах, а также позволяют нескольким устройствам использовать шину одновременно.

С другой стороны, интегральные схемы все чаще разрабатываются на основе предварительно разработанной логики, «интеллектуальной собственности».Такие шины, как Wishbone, были разработаны для того, чтобы устройства на интегральных схемах могли взаимодействовать друг с другом.

Описание автобуса

Когда-то «шина» означала электрически параллельную систему с электрическими проводниками, подобными или идентичными контактам ЦП. Это уже не так, и современные системы стирают границы между шинами и сетями.

Шины могут быть параллельными шинами, по которым слова данных передаются чередованием по нескольким проводам, или последовательными шинами, по которым данные передаются в побитовой последовательной форме.Добавление дополнительных соединений питания и управления, дифференциальных драйверов и соединений данных в каждом направлении обычно означает, что большинство последовательных шин имеют больше проводников, чем минимум два, используемых в последовательной шине I²C. По мере увеличения скорости передачи данных становится все труднее обойти проблемы временного перекоса и перекрестных помех между параллельными шинами. Одним из частичных решений этой проблемы была двойная прокачка автобуса. Часто последовательная шина фактически может работать с более высокими общими скоростями передачи данных, чем параллельная шина, несмотря на меньшее количество электрических соединений, потому что последовательная шина по своей природе не имеет перекоса синхронизации или перекрестных помех.USB, FireWire и Serial ATA являются примерами этого. Многоточечные соединения плохо работают для быстрых последовательных шин, поэтому в большинстве современных последовательных шин используется конструкция с гирляндной цепью или концентратором.

Большинство компьютеров имеют как внутренние, так и внешние шины. Внутренняя шина соединяет все внутренние компоненты компьютера с материнской платой (и, следовательно, ЦП и основной памятью). Эти типы шин также называются локальными шинами, поскольку они предназначены для подключения к локальным устройствам, а не к устройствам на других машинах или внешним по отношению к компьютеру устройствам.Внешняя шина соединяет внешние периферийные устройства с материнской платой.

Сетевые соединения, такие как Ethernet, обычно не считаются шинами, хотя разница в основном носит концептуальный, а не практический характер. Появление таких технологий, как InfiniBand и HyperTransport, еще больше стирает границы между сетями и шинами. Даже границы между внутренним и внешним иногда размыты, I²C может использоваться как в качестве внутренней шины, так и в качестве внешней шины (где она известна как ACCESS.bus), а InfiniBand предназначен для замены как внутренних шин, таких как PCI, так и внешних, таких как Fibre Channel.

Современные тенденции развития персональных компьютеров, особенно ноутбуков, направлены на отказ от всех внешних подключений, кроме разъема для модема, Cat5, USB, разъема для наушников и опционального VGA или FireWire.

Топология шины

В сети главный планировщик управляет трафиком данных. Если данные должны быть переданы, запрашивающий компьютер отправляет сообщение планировщику, который ставит запрос в очередь.Сообщение содержит идентификационный код, который передается всем узлам сети. Планировщик определяет приоритеты и уведомляет получателя, как только шина становится доступной.

Идентифицированный узел принимает сообщение и выполняет передачу данных между двумя компьютерами. После завершения передачи данных шина освобождается для следующего запроса в очереди планировщика.

Преимущество шины: можно получить прямой доступ к любому компьютеру и отправить сообщение относительно простым и быстрым способом.Недостаток: нужен планировщик для назначения частот и приоритетов для организации трафика.

См. также: Шинная сеть

Примеры внутренних компьютерных шин

Параллельный

Серийный номер

Примеры внешних компьютерных шин

Параллельный

  • IEEE-488 (он же GPIB, универсальная инструментальная шина и HPIB, инструментальная шина Hewlett-Packard)
  • Интерфейс малых компьютерных систем SCSI, шина подключения периферийных устройств для дисков/лент

Примеры внутренних/внешних компьютерных шин

См. также

Внешние ссылки

Эта страница содержит контент из Википедии, статья Bus_(computing), в соответствии с лицензией Creative Commons.

Структура шины в компьютерной организации — EasyExamNotes.com

Шина — это набор проводов, который соединяет несколько устройств.

Шины используются для передачи управляющих сигналов и данных между процессором и другими компонентами

Это необходимо для достижения разумной скорости работы.

В компьютерной системе все периферийные устройства подключены к микропроцессору через шину.

Типы конструкции шины:

  1. Шина адреса
  2. Шина данных
  3. Шина управления

1.Адресная шина:

  1. Адресная шина передает адрес памяти при чтении из записи в память.
  2. Адресная шина содержит почтовый адрес ввода-вывода или адрес устройства от порта ввода-вывода.
  3. В однонаправленном адресе bu только ЦП может отправлять адрес, а другие устройства не могут обращаться к микропроцессору.
  4. В наши дни компьютеры имеют двунаправленную адресную шину.

2. Шина данных:

  1. Шина данных передает данные.
  2. Шина данных является двунаправленной.
  3. Шина данных выбирает инструкции из памяти.
  4. Шина данных, используемая для сохранения результата команды в памяти.
  5. Шина данных передает команды контроллеру устройства ввода-вывода или порту.
  6. Шина данных передает данные от контроллера устройства или порта.
  7. Шина данных передает данные контроллеру устройства или порту.

3. Шина управления:

В шине используются различные типы управляющих сигналов:

  1. Чтение памяти: этот сигнал выдается ЦП или контроллером прямого доступа к памяти при выполнении операции чтения памяти.
  2. MemoryWrite: этот сигнал выдается ЦП или контроллером DMA при выполнении операции записи в память.
  3. Чтение ввода-вывода: этот сигнал выдается ЦП при чтении с входного порта.
  4. Запись ввода-вывода: этот сигнал выдается ЦП при записи в выходной порт.
  5. Готовность. Готовность — это входной сигнал ЦП, генерируемый для синхронизации памяти шоу или портов ввода-вывода с быстрым ЦП.

Системная шина — это единая компьютерная шина, которая соединяет основные компоненты компьютерной системы и сочетает в себе функции шины данных для передачи информации, адресной шины для определения, куда ее следует отправлять, и шины управления для определяют его действие.


Q1. USB это шина?

Ответ. USB — это быстрая последовательная шина, которая соединяет электронное устройство с компьютером. В основном используется на персональных компьютерах. USB используется с мобильными телефонами, видеоиграми и т. д.

.

Leave a comment