SYSTEMBUS SYSTEMBUS

SYSTEMBUS (Systembus), eine Reihe von Leitungen zur Übertragung aller Arten von Signalen (einschließlich Daten, Adressen und Steuerung) zwischen dem Mikroprozessor (cm. MIKROPROZESSOR) und der Rest elektronische Geräte Computer (cm. COMPUTER). Der Teil des Systembusses, der Daten überträgt, wird als Datenbus bezeichnet, Adressen werden als Adressbus bezeichnet und Steuersignale werden als Steuerbus bezeichnet. Ein wichtiges Merkmal des Systembusses, das sich auf die Leistung auswirkt persönlicher Computer, ist die Taktfrequenz des Systembusses – FSB (Frequency System Bus).
Ein Personalcomputer, der auf einem x86-kompatiblen Mikroprozessor basiert, wird mit gebaut folgendes Diagramm: Der Mikroprozessor ist über den Systembus mit dem Systemcontroller verbunden (normalerweise wird ein solcher Controller als „North Bridge“ – North Bridge) bezeichnet. Der Systemcontroller umfasst einen RAM-Controller und Buscontroller, an die Peripheriegeräte angeschlossen sind. Die leistungsstärksten Peripheriegeräte (z. B. Grafikkarten) werden normalerweise an die North Bridge angeschlossen (cm. VIDEOADAPTER)) und leistungsschwächere Geräte (BIOS-Chip, Geräte mit PCI-Bus) werden an „ Südbrücke„(Südbrücke), die durch einen speziellen Hochleistungsbus mit der Nordbrücke verbunden ist. Eine Reihe von „Süd“- und „Nord“-Brücken wird als Chipsatz bezeichnet (cm. CHIPSATZ)(Chipsatz). Der Systembus fungiert als Rückgrat zwischen dem Prozessor und dem Chipsatz.

Enzyklopädisches Wörterbuch. 2009 .

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System Bus- Autobahn Systemeinheit PC - [E.S. Alekseev, A.A. Myachev. Englisch-Russisches erklärendes Wörterbuch zur Computersystemtechnik. Moskau 1993] Themen Informationstechnologie im Allgemeinen Synonyme für das Rückgrat der PC-Systemeinheit EN SystembusS Bus ...

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EISA-Bus- erweiterte Architektur des Industriestandard-PC-Systembusses, die die Fähigkeiten des ISA-Busses von 16 auf 32 Bit erweitert. Es wurde schnell durch den PCI-Bus verdrängt. Themen Informationstechnologie im Allgemeinen Synonyme... ... Leitfaden für technische Übersetzer

Ein-/Ausgabekanalbus (Computer)- Lokaler Systembus des Prozessors, der normalerweise als Ein-/Ausgabekanal auf der Hauptplatine eines Computers mit einem Prozessor verwendet wird, beispielsweise im IBM PC XT. Apple Mac II, DEC Professional 325/350/380. [E.S. Alekseev, A.A. Myachev. Englischer Russe... ... Leitfaden für technische Übersetzer

AGP-Anschluss eingeschaltet Hauptplatine(normalerweise braun oder grün). AGP (vom englischen Accelerated Graphics Port, beschleunigter Grafikport) ist ein Systembus für eine Grafikkarte, der 1997 vom Unternehmen entwickelt wurde. Erschien gleichzeitig mit Chipsätzen... Wikipedia

PC-Bus mit fortschrittlicher Technologie- Der von IBM entwickelte Systembus wird in der IBM PC XT-Serie verwendet, die auf dem 8088-Mikroprozessor mit einem 8-Bit-Datenbus basiert. Der Bus enthält einen 20-Bit-Bus, einen bidirektionalen 8-Bit-Datenbus, 6 Interrupt-Level-Leitungen, ... ... Leitfaden für technische Übersetzer

S 100 Universeller Schnittstellenbus, der 1974 von MITS speziell für den Altair 8800 entwickelt wurde, der heute als erster Personal Computer gilt. Der S 100-Bus war der erste Schnittstellenbus für einen Mikrocomputer... ... Wikipedia

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Es ist nicht notwendig, dass der durchschnittliche Benutzer den Aufbau eines Computers kennt. Wenn Sie sich jedoch als fortgeschrittener Benutzer betrachten möchten, der jede Computeraufgabe problemlos bewältigen kann und in naher Zukunft auch die erste Systemeinheit selbst zusammenbauen möchte, sind solche Kenntnisse einfach erforderlich.

Ein Computer kann ohne mindestens eines der folgenden Systeme nicht funktionieren:

1. Prozessor.
2. Grafikkarten.
3. Speichergerät mit wahlfreiem Zugriff.

Aber auch alle diese Komponenten zusammen werden nicht funktionieren können. Dazu ist es notwendig, eine Verbindung zwischen ihnen zu organisieren, über die logische und rechnerische Operationen ausgeführt werden. Solche Kommunikationssysteme organisieren Computersystembusse. Daher können wir sagen, dass dies ein weiterer unersetzlicher Bestandteil der Systemeinheit ist.

System Bus

Der Systembus besteht aus einer Reihe von Datenübertragungspfaden, die den Verbundbetrieb zwischen den übrigen Elementen des Computers ermöglichen: Prozessor, Videoadapter, Festplatten und anderen Komponenten. Dieses Gerät besteht aus mehreren Ebenen:

• mechanisch;
• elektrisch oder physikalisch;
• Logik- und Kontrollebene.

Primäre Aufteilung der Systembusse

Die Aufteilung der Reifen basiert auf mehreren Faktoren. Der primäre Indikator ist der Standort. Nach diesem Indikator sind Reifen:

1. Intern, die für die Verbindung sorgen interne Komponenten Systemeinheit, wie Prozessor, RAM, Motherboard. Dieser Systembus wird auch lokal genannt, da er der Anbindung lokaler Geräte dient.
2. Extern, die zum Anschließen externer Geräte (Adapter, Flash-Laufwerke) an das Motherboard verwendet werden.

Als Systembus kann im allgemeinsten Fall jedes Gerät bezeichnet werden, das dazu dient, mehrere Geräte zu einem System zusammenzufassen. Sogar Netzwerkverbindungen Beispielsweise ist das Internet in gewisser Weise ein Systembus.

Das wichtigste Kommunikationssystem

Alle Aktivitäten, die wir über einen Computer ausführen – verschiedene Dokumente erstellen, Musik abspielen, starten Computerspiele- wäre ohne Prozessor nicht möglich. Der Mikroprozessor wiederum wäre nicht in der Lage, seine Aufgabe zu erfüllen, wenn er nicht über Kommunikationskanäle mit anderen wichtigen Elementen wie RAM, ROM, Timern und Ein-/Ausgabeanschlüssen verfüge. Um diese Funktion bereitzustellen, verfügt der Computer über einen Prozessorsystembus.

Computerleistung

Für die Funktion des Mikroprozessors umfasst das Kommunikationskanalsystem mehrere Busse gleichzeitig. Das sind die Reifen:

Die Anzahl der vorgestellten Arten von Prozessorsystem-Kommunikationskanälen kann eins oder mehrere betragen. Darüber hinaus wird angenommen, dass die Gesamtleistung des Computers umso höher ist, je mehr Busse installiert sind.

Ein wichtiger Indikator, der sich auch auf die PC-Leistung auswirkt, ist die Systembusbandbreite. Es bestimmt die Geschwindigkeit der Informationsübertragung zwischen lokale Systeme elektronischer Computer. Es ist ganz einfach zu berechnen. Sie müssen lediglich das Produkt zwischen der Taktfrequenz und der Informationsmenge finden, also den Bytes, die in einem Taktzyklus übertragen werden. Für den längst veralteten ISA-Bus beträgt der Durchsatz also 16 MB/s, für einen modernen PCI-Express-Bus liegt dieser Wert bei etwa 533 MB/s.

Arten von Computerbussen

Geschichte Computerausrüstung gibt es schon seit mehr als einem Jahrzehnt. Neben der Entwicklung neuer Komponenten wurden auch neuartige Systembusse entwickelt. Der allererste derartige Kommunikationskanal war das ISA-System. Diese Komponente des Computers sorgt für die Datenübertragung ganzheitlich langsame Geschwindigkeit, aber es reicht für die gleichzeitige Funktion von Tastatur, Monitor und einigen anderen Komponenten.

Trotz der Tatsache, dass es vor mehr als einem halben Jahrhundert erfunden wurde, wird dieser Systembus auch heute noch aktiv genutzt und konkurriert souverän mit moderneren Vertretern. Dies war dank der Veröffentlichung einer großen Anzahl von Erweiterungen möglich, die die Funktionalität erweiterten. Erst in den letzten Jahren wurde damit begonnen, Prozessoren ohne den Einsatz von ISA herzustellen.

Moderne Systembusse

Der VESA-Bus ist zu einem neuen Wort im Bereich der Computertechnologie geworden. Es wurde speziell für den direkten Anschluss externer Geräte an den Prozessor selbst entwickelt, weist dennoch hohe Informationsübertragungsraten auf und gewährleistet eine hohe Prozessorleistung.

Ein solches System von Kommunikationskanälen ist jedoch nicht in der Lage, die ordnungsgemäße Funktion des Mikroprozessors sicherzustellen. Daher wird es zusammen mit ISA in das System implementiert und fungiert als weitere Erweiterung.

Das ist es kurz gesagt Referenzinformationen, das Licht auf eine der wichtigsten Komponenten moderner Computer werfen soll. Es sollte gesagt werden, dass hier nur die geringste Information über Computerbusse präsentiert wird. Sie werden seit mehreren Jahren in speziellen Einrichtungen umfassend untersucht. Ähnlich genaue Information ist direkt für die Entwicklung neuer Mikroprozessormodelle oder für die Aufrüstung bestehender Modelle erforderlich. Der PCI-Bus ist der engste Konkurrent zum bisherigen Vertreter der Datenübertragungskanäle. Dieser Systembus wurde von Intel speziell für die Produktion seiner eigenen Prozessormarke entwickelt. Dieses Gerät kann mehr leisten höhere Geschwindigkeit Datenübertragung und erfordert keine zusätzliche Elemente, wie im vorherigen Beispiel.

Die Hauptaufgabe des Systembusses besteht darin, Informationen zwischen dem Kernmikroprozessor und den übrigen elektronischen Komponenten des Computers zu übertragen. Über diesen Bus werden auch Geräte angesprochen und spezielle Servicesignale ausgetauscht. Somit kann der Systembus vereinfacht als eine Reihe von Signalleitungen dargestellt werden, die je nach Zweck (Daten, Adressen, Steuerung) kombiniert werden. Die Informationsübertragung über den Bus wird von einem der daran angeschlossenen Geräte oder einem speziell dafür vorgesehenen Knoten, einem sogenannten Bus-Arbiter, gesteuert.

Der Systembus des IBM PC und IBM PC/XT wurde entworfen. Um jeweils nur 8 Bit an Informationen zu übertragen, da der in Computern verwendete Mikroprozessor 18088 über 8 Datenleitungen verfügte. Darüber hinaus umfasste der Systembus 20 Adressleitungen, wodurch der Adressraum auf eine Grenze von 1 MB beschränkt war. Um mit externen Geräten arbeiten zu können, stellte dieser Bus außerdem 4 Hardware-Interrupt-Leitungen (IRQ) und 4 Leitungen für externe Geräte bereit, die direkten Speicherzugriff benötigen (DMA, Direct Memory Access). Zum Anschluss von Erweiterungskarten wurden spezielle 62-Pin-Anschlüsse verwendet. Beachten Sie, dass Systembus und Mikroprozessor von einem Taktgenerator mit einer Frequenz von 4,77 MHz synchronisiert werden. Somit könnte die Datenübertragungsrate theoretisch mehr als 4,5 MB/s erreichen.

1. isa-Bus

Zum ersten Mal begannen PC/AT-Computer mit dem i80286-Mikroprozessor, den neuen ISA-Systembus (Industry Standard Architecture) zu verwenden, der die Fähigkeiten des genannten Mikroprozessors vollständig ausschöpft. Es zeichnete sich durch das Vorhandensein eines zusätzlichen 36-Pin-Anschlusses für die entsprechenden Erweiterungskarten aus. Dadurch wurde die Anzahl der Adressleitungen um vier und die der Datenleitungen um acht erhöht. Nun war es möglich, 16 Bit Daten parallel zu übertragen und dank 24 Adressleitungen direkt auf 16 MB zuzugreifen Systemspeicher. Die Anzahl der Hardware-Interrupt-Leitungen in diesem Bus wurde von 7 auf 15 und die der DMA-Kanäle von 4 auf 7 erhöht. Es ist zu beachten, dass der neue ISA-Systembus die Fähigkeiten des alten 8-Bit-Busses vollständig umfasste, d. h. Alle im PC /XT verwendeten Geräte konnten problemlos im PC/AT 286 verwendet werden. Motherboards mit einem ISA-Bus ermöglichten bereits die Möglichkeit, den Betrieb des Busses selbst und des Mikroprozessors mit unterschiedlichen Taktfrequenzen zu synchronisieren, was den Aufbau von Geräten ermöglichte Erweiterungskarten arbeiten langsamer als der Basis-Mikroprozessor. Dies wurde besonders relevant, wenn die Prozessortaktraten 10–12 MHz überstiegen. Nun begann der ISA-Systembus asynchron mit dem Prozessor mit einer Frequenz von 8 MHz zu arbeiten. Somit kann die maximale Übertragungsgeschwindigkeit theoretisch 16 MB/s erreichen.

3.1.2. Eisa-Reifen

Mit dem Aufkommen neuer Mikroprozessoren wie i80386 und i486 wurde deutlich, dass der ISA-Systembus eines der größten Hindernisse für die Leistungssteigerung von Computern mit diesen Mikroprozessoren ist. Fakt ist, dass die Möglichkeiten dieses Busses zum Bau von Hochleistungssystemen der nächsten Generation praktisch ausgeschöpft sind. Der neue Systembus sollte größtmöglichen adressierbaren Speicher, 32-Bit-Datenübertragung, auch im DMA-Modus, ein verbessertes Interrupt-System und DMA-Arbitrierung, automatische Konfiguration des Systems und Erweiterungskarten bieten. So ein Bus für IBM PC- Kompatible Computer wurden zu EISA (Extended Industry Standard Architecture). Beachten Sie, dass Motherboards mit dem EISA-Bus ursprünglich auf einen ganz bestimmten Anwendungsbereich der neuen Architektur ausgerichtet waren, nämlich Computer, die mit Hochgeschwindigkeits-Subsystemen ausgestattet waren Externer Speicher auf Festplatten mit Puffer-Cache-Speicher. Solche Computer werden immer noch hauptsächlich als leistungsstarke Dateiserver oder Workstations eingesetzt.

Im EISA-Anschluss eingeschaltet Hauptplatine, Mainboard, Motherboard Neben speziellen EISA-Karten kann natürlich auch eine 8- oder 16-Bit-Erweiterungskarte eingesetzt werden, die für einen gewöhnlichen PC/AT mit ISA-Bus ausgelegt ist. Dafür sorgt eine einfache, aber wirklich geniale Designlösung. EISA-Anschlüsse verfügen über zwei Kontaktreihen, von denen eine (oben) ISA-Bussignale und die zweite (unten) EISA-Bussignale verwendet. Die Pins in EISA-Steckern sind so angeordnet, dass sich neben jedem Signalpin ein Erdungspin befindet. Dies minimiert die Wahrscheinlichkeit der Erzeugung elektromagnetischer Störungen und verringert die Anfälligkeit für solche Störungen.

Der EISA-Bus ermöglicht die Adressierung des 4 GB großen Adressraums, der den Mikroprozessoren 180386/486 zur Verfügung steht. Der Zugriff auf diesen Raum ist jedoch möglicherweise nicht nur möglich CPU, aber auch Platinen von Steuergeräten wie Busmaster – dem Hauptteilnehmer (d. h. Geräte, die die Datenübertragung auf dem Bus steuern können) sowie Geräte, die den DMA-Modus organisieren können. Der EISA-Standard unterstützt die Multiprozessorarchitektur für intelligente Geräte (Boards), die mit eigenen Mikroprozessoren ausgestattet sind. Daher können Daten beispielsweise von Festplattencontrollern, Grafikcontrollern und Netzwerkcontrollern unabhängig voneinander verarbeitet werden, ohne den Hauptprozessor zu belasten. Theoretisch maximale Busübertragungsgeschwindigkeit

EISA im sogenannten Burst-Modus kann 33 MB/s erreichen. Im normalen (Standard-)Modus werden die bekannten Werte für ISA natürlich nicht überschritten.

Der EISA-Bus bietet eine zentralisierte Steuerungsmethode, die über ein spezielles Gerät – den Systemarbiter – organisiert wird. Dies unterstützt den Einsatz von Master-Geräten am Bus, es ist aber auch möglich, den Bus anfordernden Geräten zyklisch zur Verfügung zu stellen.

Wie der ISA-Bus verfügt auch das EISA-System über 7 DMA-Kanäle. Die Ausführung von DMA-Funktionen ist vollständig kompatibel mit ähnlichen Vorgängen auf dem ISA-Bus, obwohl sie möglicherweise etwas schneller sind. DMA-Controller können 8-, 16- und 32-Bit-Datenübertragungsmodi unterstützen. Im Allgemeinen ist es möglich, einen von vier Austauschzyklen zwischen dem DMA-Gerät und dem Systemspeicher durchzuführen. Dabei handelt es sich um ISA-kompatible Schleifen, die zur Datenübertragung 8 Bustaktzyklen nutzen; Zyklen vom Typ A, ausgeführt in 6 Buszyklen; Zyklen vom Typ B, die in 4 Bustaktzyklen ausgeführt werden, und Zyklen vom Typ C (oder Burst-DMA), bei denen die Datenübertragung in einem Bustaktzyklus erfolgt. Die Schleifentypen A, B und C werden auf 8-, 16- und 32-Bit-Geräten unterstützt und können die Größe (Breite) von Daten automatisch ändern, wenn sie in einen nicht ausreichend großen Speicher übertragen werden. Die meisten ISA-kompatiblen Geräte, die DMA verwenden, können bis zu zweimal schneller laufen, wenn sie so programmiert sind, dass sie A- oder B-Schleifen statt der standardmäßigen (und vergleichsweise langsamen) ISA-Schleifen verwenden. Diese Leistung wird nur durch eine Verbesserung der Busarbitrierung und nicht durch Einbußen bei der ISA-Kompatibilität erreicht. DMA-Prioritäten in einem System können entweder „rotierend“ (variabel) oder fest codiert sein. Die Interrupt-Leitungen des ISA-Busses, die Interrupt-Anforderungen als Spannungsflanken übertragen, sind sehr anfällig für Impulsrauschen. Daher stellt das EISA-System zusätzlich zu den üblichen flankenaktiven Interruptsignalen auf dem ISA-Bus auch pegelaktive Interruptsignale zur Verfügung. Darüber hinaus kann für jede Unterbrechung die Wahl des einen oder anderen Aktivitätsmusters im Voraus programmiert werden. Edge-aktive Interrupts selbst werden in EISA nur aus Kompatibilitätsgründen mit „alten“ ISA-Adaptern beibehalten, deren Interrupt-Anforderungen von einer flankenempfindlichen Schaltung bedient werden. Es ist klar, dass pegelaktive Interrupts weniger anfällig für Rauschen und Störungen sind als normale Interrupts. Darüber hinaus können (theoretisch) unendlich viele Interrupt-Level über dieselbe physikalische Leitung übertragen werden. Auf diese Weise kann eine Interrupt-Leitung für mehrere Anfragen verwendet werden.

Für Computer mit EISA-Bus ist eine automatische Systemkonfiguration vorgesehen. Jeder Hersteller von Erweiterungskarten für Computer mit EISA-Bus liefert mit diesen Karten spezielle Konfigurationsdateien aus. Informationen aus diesen Dateien werden während der Systemvorbereitungsphase verwendet

Arbeit, die darin besteht, Computerressourcen auf separate Boards aufzuteilen. Bei „alten“ Adapterplatinen muss der Benutzer die richtige Position der DIP-Schalter (Abb. 25) und Jumper auswählen, das Serviceprogramm auf EISA-Computern ermöglicht jedoch die Anzeige der eingestellten Positionen der entsprechenden Schalter auf dem Bildschirm und gibt einige Empfehlungen für deren korrekte Installation. Darüber hinaus sieht die EISA-Architektur die Zuweisung bestimmter Gruppen von I/O-Adressen für bestimmte Bussteckplätze vor – jedem Erweiterungssteckplatz wird ein Adressbereich von 4 KB zugewiesen, wodurch auch Konflikte zwischen einzelnen EISA-Karten vermieden werden.

Beachten Sie, dass Computer, die Motherboards mit EISA-Bus verwenden, recht teuer sind. Darüber hinaus wird der Bus immer noch mit einer Frequenz von etwa 8–10 MHz getaktet und die Übertragungsgeschwindigkeit erhöht sich hauptsächlich aufgrund einer Vergrößerung der Datenbusbreite.

Computerbus

Geschichte

Erste Generation

Solch einfache Reifen hatten einen gravierenden Nachteil Universalcomputer. Alle Geräte am Bus mussten Informationen mit derselben Geschwindigkeit übertragen und dieselbe Taktquelle verwenden. Die Steigerung der Prozessorgeschwindigkeit war nicht einfach, da dafür die gleiche Beschleunigung aller Geräte erforderlich war. Dies führte oft dazu, dass sehr schnelle Prozessoren musste langsamer werden, um Informationen an einige Geräte übertragen zu können. Obwohl dies für eingebettete Systeme akzeptabel ist, dieses Problem für kommerzielle Computer nicht zulässig. Ein weiteres Problem besteht darin, dass der Prozessor für alle Vorgänge benötigt wird und der tatsächliche Busdurchsatz erheblich beeinträchtigt werden kann, wenn er mit anderen Vorgängen beschäftigt ist.

Solche Computerbusse waren mit einer breiten Ausstattung schwierig zu konfigurieren. Beispielsweise kann es für jede hinzugefügte Erweiterungskarte erforderlich sein, mehrere Schalter einzustellen, um die Speicheradresse, die E/A-Adresse, die Prioritäten und die Interrupt-Nummern festzulegen.

Zweite Generation

Computerbusse der „zweiten Generation“, z.B. NuBus einige der oben genannten Probleme gelöst. Sie teilten den Computer normalerweise in zwei „Teile“ auf: den Prozessor und den Speicher in einem und verschiedene Geräte im anderen. Zwischen den Teilen wurde ein spezieller Buscontroller eingebaut ( Bus-Controller). Diese Architektur ermöglichte es, die Prozessorgeschwindigkeit zu beschleunigen, ohne den Bus zu beeinträchtigen, und den Prozessor von Busverwaltungsaufgaben zu entlasten. Mit Hilfe eines Controllers könnten Geräte am Bus ohne Eingreifen des Zentralprozessors miteinander kommunizieren. Neue Reifen hatten bessere Leistung, erforderte aber auch komplexere Erweiterungskarten. Geschwindigkeitsprobleme wurden oft durch eine Vergrößerung der Datenbusbreite gelöst, von 8-Bit-Bussen in der ersten Generation auf 16- oder 32-Bit-Busse in der zweiten Generation. Die Software-Gerätekonfiguration schien auch den Anschluss neuer Geräte zu vereinfachen, der jetzt als Plug-n-Play standardisiert ist.

Allerdings erforderten die neuen Busse, wie auch die Vorgängergeneration, die gleichen Geschwindigkeiten von Geräten am selben Bus. Prozessor und Speicher waren nun auf einem eigenen Bus isoliert und ihre Geschwindigkeit stieg schneller als die Geschwindigkeit des Peripheriebusses. Dadurch waren die Busse für die neuen Systeme zu langsam und die Maschinen litten unter Datenmangel. Ein Beispiel für dieses Problem: Grafikkarten verbesserten sich rasch, und es gab nicht genug davon Bandbreite sogar neue Busse (PCI). Computer begannen, (AGP) einzubinden, nur um mit Videoadaptern zu arbeiten. Auch dieses Jahr war AGP nicht schnell genug leistungsstarke Grafikkarten und AGP wurde durch einen neuen Bus ersetzt PCI-Express

Immer mehr externe Geräte nutzten eigene Busse. Als Festplattenlaufwerke erfunden wurden, wurden sie über eine an den Bus angeschlossene Karte an die Maschine angeschlossen. Aus diesem Grund verfügten Computer über viele Erweiterungssteckplätze. Doch in den 1980er und 1990er Jahren wurden neue Reifen erfunden IDE hat dieses Problem gelöst und die meisten Erweiterungssteckplätze in neuen Systemen leer gelassen. Heutzutage unterstützt ein typisches Auto etwa fünf verschiedene Reifen.

Die Reifen wurden in interne ( Ortsbus) und extern ( externer Bus). Die ersten sind für die Verbindung konzipiert interne Geräte B. Videoadapter und Soundkarten, wobei letztere für den Anschluss externer Geräte wie Scanner gedacht waren. Die IDE ist von Natur aus ein externer Bus, wird jedoch fast immer intern vom Computer verwendet.

Dritte Generation

Reifen der „dritten Generation“ sind derzeit [ Wann?] befinden sich im Prozess des Markteintritts, darunter

Moderne integrierte Schaltkreise werden häufig aus vorgefertigten Teilen entwickelt, die als „geistiges Eigentum“ oder IP bezeichnet werden. Busse (wie Wishbone) wurden entwickelt, um die Integration verschiedener Teile integrierter Schaltkreise zu erleichtern.

Beispiele für interne Computerbusse

Parallel

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Ein Computerbus, über den Signale übertragen werden, die die Art des Informationsaustauschs entlang der Autobahn bestimmen. Steuersignale bestimmen, welche Operation (Informationen aus dem Speicher lesen oder schreiben) ausgeführt werden muss, synchronisieren den Austausch... ... Wikipedia

Adressbus Ein Computerbus, der von der Zentraleinheit oder von Geräten verwendet wird, die DMA-Sitzungen initiieren können, um die physische Adresse eines RAM-Wortes (oder den Anfang eines Wortblocks) anzugeben, auf den das Gerät zugreifen kann ... ... Wikipedia

Der Erweiterungsbus ist ein Computerbus, der verwendet wird Systemkarte B. Computer oder Industriesteuerungen, um dem Computer Geräte (Platinen) hinzuzufügen. Es gibt verschiedene Typen: Personalcomputer ISA 8 und 16 Bit, ... ... Wikipedia

Ein Computerbus, der von einer Zentraleinheit oder Geräten verwendet wird, die DMA-Sitzungen initiieren können, um die physische Adresse eines RAM-Worts (oder den Anfang eines Wortblocks) anzugeben, auf den das Gerät für eine Operation zugreifen möchte. .. . Wikipedia

Adressbus Ein Computerbus, der von der Zentraleinheit oder von Geräten verwendet wird, die DMA-Sitzungen initiieren können, um die physische Adresse eines RAM-Wortes (oder den Anfang eines Wortblocks) anzugeben, auf den das Gerät zugreifen möchte, um ... ... Wikipedia

Tyre (deutsch: Schiene): Inhalt 1 Ethnonym 2 In Wissenschaft und Technik 3 In der Kunst ... Wikipedia

Auf dem Foto sind 4 PCI Express-Steckplätze zu sehen: x4, x16, x1, x16. Unten ist ein standardmäßiger 32-Bit-PCI-Steckplatz auf dem DFI LanParty nForce4 SLI DR PCI Express- oder PCIe- oder PCI E-Motherboard (auch als 3GIO bekannt) zu sehen für I/O der 3. Generation; nicht zu verwechseln mit PCI... Wikipedia

Computer-BUS, Datenübertragungsleitung zwischen RAM und Controllern. Der Systembus lässt sich vereinfacht als eine Reihe von Signalleitungen darstellen, die je nach Zweck (Daten, Adressen, Steuerung) kombiniert sind und... ... Enzyklopädisches Wörterbuch

PCI-Express-Busanschlüsse (von oben nach unten: x4, x16, x1 und x16). Unten ist ein normaler 32-Bit-PCI-Bus-Anschluss. Dieser Begriff hat andere Bedeutungen, siehe Tyrus. Computerbus (aus ... Wikipedia

PCI-Express-Busanschlüsse (von oben nach unten: x4, x16, x1 und x16), im Vergleich zum üblichen 32-Bit-Busanschluss Computerbus (vom englischen Computerbus, bidirektionaler Universalschalter) in der Computerarchitektur... ... Wikipedia

Ein Computer besteht aus vielen verschiedenen Komponenten, wie der Zentraleinheit, dem Speicher, Festplatte sowie eine Vielzahl zusätzlicher und externer Geräte wie Bildschirm, Maus, Tastatur, Plug-in-Flash-Laufwerke usw. All dies muss vom Prozessor gesteuert werden, der Daten sendet und empfängt, Signale sendet und den Zustand ändert.

Um diese Interaktion umzusetzen, sind alle Computergeräte über Busse miteinander und mit dem Prozessor verbunden. Der Reifen ist gemeinsamer Weg, durch die Informationen von einer Komponente zur anderen übertragen werden. In diesem Artikel betrachten wir die wichtigsten Computerbusse, ihre Typen sowie die Geräte, mit denen sie verbunden werden und warum sie benötigt werden.

Wie ich bereits sagte, ist ein Bus ein Gerät, mit dem Sie mehrere Computerkomponenten verbinden können. Es können jedoch mehrere Geräte an einen Bus angeschlossen werden, und jeder Bus verfügt über eigene Steckplätze zum Anschluss von Kabeln oder Karten.

Tatsächlich handelt es sich bei einem Bus um eine Reihe von elektrischen Leitungen, die in einem Bündel zusammengefasst sind. Darunter befinden sich Stromleitungen sowie Signalleitungen für die Datenübertragung. Busse können auch nicht in Form von externen Drähten hergestellt werden, sondern in den Schaltkreis des Motherboards integriert werden.

Basierend auf der Art der Datenübertragung werden Busse in serielle und parallele Busse unterteilt. Serielle Busse übertragen Daten bitweise auf einer Leitung. Bei parallelen Bussen wird die Datenübertragung auf mehrere Leitungen aufgeteilt, sodass mehr Daten übertragen werden können.

Arten von Systembussen

Alle Computerbusse können je nach Zweck in verschiedene Typen unterteilt werden. Hier sind sie:

• Datenbusse- alle Busse, die zur Datenübertragung zwischen dem Computerprozessor und den Peripheriegeräten verwendet werden. Für die Übertragung können sowohl serielle als auch parallele Methoden verwendet werden, wobei ein bis acht Bits gleichzeitig übertragen werden können. Basierend auf der Größe der Daten, die gleichzeitig übertragen werden können, werden solche Busse in 8, 16, 32 und sogar 64 Bit unterteilt;
• Adressbusse- sind mit bestimmten Bereichen des Prozessors verbunden und ermöglichen das Schreiben und Lesen von Daten aus dem RAM;
• Energiebusse- Diese Busse versorgen verschiedene mit ihnen verbundene Geräte mit Strom;
• Timer-Bus- Dieser Bus überträgt das Systemtaktsignal, um an den Computer angeschlossene Peripheriegeräte zu synchronisieren.
• Erweiterungsbus- ermöglicht den Anschluss zusätzlicher Komponenten wie Sound- oder TV-Karten;

Gleichzeitig können alle Reifen in zwei Typen unterteilt werden. Dabei handelt es sich um die Systembusse oder internen Busse des Computers, die den Prozessor mit den wichtigsten Computerkomponenten auf der Hauptplatine, beispielsweise dem Speicher, verbinden. Der zweite Typ sind I/O-Busse, die für den Anschluss verschiedener Peripheriegeräte konzipiert sind. Diese Busse sind über eine Brücke, die in Form von Prozessorchips implementiert ist, mit dem Systembus verbunden.

An die I/O-Busse ist außerdem ein Erweiterungsbus angeschlossen. Zu diesen Bussen gehören Computerkomponenten wie z LAN-Karte, Grafikkarte, Soundkarte, Festplatte und andere, und wir werden sie in diesem Artikel genauer betrachten.

Hier sind die häufigsten Bustypen in einem Computer für Erweiterungen:

• IST EIN- Industriestandard-Architektur;
• EISA- Erweiterte Industriestandardarchitektur;
• M.C.A.- Mikrokanalarchitektur;
• VESA- Video Electronics Standards Association;
• PCI- Peripheriekomponenten-Verbindung;
• PCI-E- Peripheral Component Interconnect Express;
• PCMCIA- Personal Computer Memory Card Industry Association (auch bekannt als PC-Bus);
• AGP- Beschleunigter Grafikport;
• SCSI- Schnittstelle für kleine Computersysteme.

Schauen wir uns nun alle diese PC-Busse genauer an.

ISA-Bus

Bisher war dies der am häufigsten verwendete Erweiterungsbustyp. Es wurde von IBM für den Einsatz im IBM PC-XT-Computer entwickelt. Dieser Bus hatte eine Breite von 8 Bit. Das bedeutet, dass jeweils 8 Bit bzw. ein Byte übertragen werden konnten. Der Bus arbeitete mit einer Taktfrequenz von 4,77 MHz.

Für den IBM PC-AT-basierten 80286-Prozessor wurde das Busdesign so geändert, dass er jeweils 16 Datenbits übertragen kann. Manchmal wird die 16-Bit-Version des ISA-Busses AT genannt.

Zu den weiteren Verbesserungen dieses Busses gehört die Verwendung von 24 Adressleitungen, die die Adressierung von 16 Megabyte Speicher ermöglichten. Dieser Bus war abwärtskompatibel zur 8-Bit-Variante, sodass hier alle alten Karten verwendet werden konnten. Die erste Version des Busses arbeitete mit einer Prozessorfrequenz von 4,77 MHz, in der zweiten Implementierung wurde die Frequenz auf 8 MHz erhöht.

MCA-Bus

IBM entwickelte diesen Bus als Ersatz für den ISA für den PS/2-Computer, der 1987 auf den Markt kam. Der Reifen hat im Vergleich zu ISA noch weitere Verbesserungen erfahren. Beispielsweise wurde die Frequenz auf 10 MHz erhöht, was zu einer höheren Geschwindigkeit führte und der Bus 16 oder 32 Bit Daten gleichzeitig übertragen konnte.

Außerdem wurde die Bus-Mastering-Technologie hinzugefügt. Jede Erweiterungsplatine enthielt einen Miniprozessor; diese Prozessoren steuerten die meisten Datenübertragungsprozesse und entlasteten so die Ressourcen des Hauptprozessors.

Einer der Vorteile dieses Busses bestand darin, dass die angeschlossenen Geräte über einen eigenen verfügten Software, was bedeutet, dass für die Konfiguration nur minimale Benutzereingriffe erforderlich waren. Der MCA-Bus unterstützte keine ISA-Karten mehr und IBM beschloss, anderen Herstellern Gebühren für die Nutzung dieser Technologie zu berechnen, was sie unbeliebt machte und heute nirgendwo mehr verwendet wird.

EISA-Bus

Dieser Reifen wurde von einer Gruppe von Herstellern als Alternative zum MCA entwickelt. Der Bus wurde angepasst, um Daten über einen 32-Bit-Kanal zu übertragen und auf 4 GB Speicher zuzugreifen. Wie die MCA nutzte jede Karte einen Mikroprozessor und es war möglich, Treiber über eine Diskette zu installieren. Der Bus lief jedoch weiterhin mit 8 MHz, um ISA-Karten zu unterstützen.

EISA-Steckplätze sind doppelt so tief wie ISA; wenn eine ISA-Karte eingesteckt wird, belegt sie nur die oberste Steckplatzreihe, während EISA alle Steckplätze nutzt. EISA-Karten waren teuer und wurden typischerweise auf Servern verwendet.

VESA-Bus

Der VESA-Bus wurde entwickelt, um Videosignalübertragungsmethoden zu standardisieren und das Problem zu lösen, dass jeder Hersteller versucht, seinen eigenen Bus zu entwickeln.

Der VESA-Bus verfügt über einen 32-Bit-Datenübertragungskanal und kann mit Frequenzen von 25 und 33 MHz betrieben werden. Sie arbeitete gleichzeitig Taktfrequenz, das gleiche wie der Zentralprozessor. Dies wurde jedoch zum Problem, die Prozessorfrequenz stieg und die Geschwindigkeit der Grafikkarten musste erhöht werden, und je schneller die Peripheriegeräte waren, desto teurer waren sie. Aufgrund dieses Problems wurde der VESA-Bus schließlich durch PCI ersetzt.

VESA-Steckplätze verfügten über zusätzliche Anschlusssätze und daher waren die Karten selbst groß. Die ISA-Kompatibilität blieb jedoch erhalten.

PCI-Bus

Am häufigsten kommt Peripheral Component Interconnect (PCI) zum Einsatz Neue Entwicklung im Bereich Erweiterungsbusse. Es ist der aktuelle Standard für PC-Erweiterungskarten. Intel hat diese Technologie 1993 für entwickelt Pentium-Prozessor. Dieser Bus verbindet den Prozessor mit dem Speicher und anderen Peripheriegeräten.

PCI unterstützt die Übertragung von 32- und 64-Bit-Daten. Die übertragene Datenmenge entspricht der Bitgröße des Prozessors. Ein 32-Bit-Prozessor verwendet einen 32-Bit-Bus und ein 64-Bit-Prozessor verwendet einen 64-Bit-Bus. Der Bus arbeitet mit einer Frequenz von 33 MHz.

PCI kann Plug and Play (PnP)-Technologie nutzen. Alle PCI-Karten unterstützen PnP. Dies bedeutet, dass der Benutzer eine Verbindung herstellen kann neue Karte, schalten Sie Ihren Computer ein und er wird automatisch erkannt und konfiguriert.

Auch hier wird die Bussteuerung unterstützt, es gibt einige Datenverarbeitungsfunktionen, sodass der Prozessor weniger Zeit mit der Verarbeitung verbringt. Die meisten PCI-Karten arbeiten mit 5 Volt, es gibt jedoch Karten, die 3 Volt benötigen.

AGP-Bus

Die Notwendigkeit einer Videoübertragung Gute Qualität führte mit großer Geschwindigkeit zur Entwicklung von AGP. Der Accelerated Graphics Port (AGP) stellt eine Verbindung zum Prozessor her und arbeitet mit Prozessorbusgeschwindigkeit. Das bedeutet, dass Videosignale viel schneller zur Grafikkarte übertragen werden und dort verarbeitet werden können.

AGP verwendet RAM Computer zum Speichern von 3D-Bildern. Dadurch erhält die Grafikkarte im Wesentlichen unbegrenzten Videospeicher. Um die Datenübertragung zu beschleunigen, hat Intel AGP als direkten Weg zur Datenübertragung in den Speicher entwickelt. Der Bereich der Übertragungsgeschwindigkeiten reicht von 264 Mbit bis 1,5 Gbit.

PCI-Express

Hierbei handelt es sich um eine modifizierte Version des PCI-Standards, der 2002 veröffentlicht wurde. Die Besonderheit dieses Busses besteht darin, dass nicht alle Geräte parallel an den Bus angeschlossen werden, sondern eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung zwischen zwei Geräten verwendet wird. Es können bis zu 16 solcher Verbindungen vorhanden sein.

Dies sorgt für maximale Datenübertragungsgeschwindigkeit. Der neue Standard unterstützt auch den Hot-Swapping von Geräten bei laufendem Computer.

PC-Karte

Der PCICIA-Bus (Personal Computer Memory Card Industry Association) wurde entwickelt, um Datenbusse in Laptop-Computern zu standardisieren.

SCSI-Bus

Der SCSI-Bus wurde von M. Shugart entwickelt und 1986 standardisiert. Dieser Bus dient zum Anschluss verschiedener Datenspeichergeräte wie z Festplatten, DVD-Laufwerke usw. sowie Drucker und Scanner. Das Ziel dieses Standards bestand darin, eine einzige Schnittstelle für die Verwaltung aller Speichergeräte mit maximaler Geschwindigkeit bereitzustellen.

USB-Bus

Dabei handelt es sich um einen externen Busstandard, der Datenübertragungsraten bis zu 12 Mbit/s unterstützt. Über einen USB-Anschluss (Universal Serial Bus) können Sie bis zu 127 Peripheriegeräte wie Mäuse, Modems, Tastaturen und andere anschließen USB-Geräte. Das Entfernen und Einfügen von Hardware im laufenden Betrieb wird ebenfalls unterstützt. Im Moment gibt es solche externen Busse Computer USB Dies sind USB 1.0, USB 2.0, USB 3.0, USB 3.1 und USB Typ-C.

USB 1.0 wurde 1996 veröffentlicht und unterstützte Datenübertragungsraten von bis zu 1,5 Mbit/s. Der USB 1.1-Standard unterstützte bereits Geschwindigkeiten von 12 Mbit/s für Geräte wie Festplatten.

Eine neuere Spezifikation, USB 2.0, erschien im Jahr 2002. Die Datenübertragungsgeschwindigkeit wurde auf 480 Mbit/s erhöht, was 40-mal schneller ist als zuvor.

USB 3.0 erschien 2008 und erhöhte den Geschwindigkeitsstandard noch weiter, jetzt können Daten mit 5 Gbit/s übertragen werden. Auch die Anzahl der Geräte, die über einen Port mit Strom versorgt werden können, wurde erhöht. USB 3.1 wurde 2013 veröffentlicht und unterstützte bereits Geschwindigkeiten von bis zu 10 Gbit/s. Auch für diese Variante wurde ein kompakter Typ-C-Stecker entwickelt, an den der Stecker beidseitig angeschlossen werden kann.