Waar de systeembus uit bestaat. Het belangrijkste communicatiesysteem. Moderne systeembussen

Wat is de modulaire benadering van het bouwen van een computer?

De architectuur van moderne personal computers is gebaseerd op een modulair principe. Hiermee kan de consument de vereiste computerconfiguratie voltooien en, indien nodig, upgraden. De modulaire organisatie van de computer is gebaseerd op het trunk (bus) principe van informatie-uitwisseling tussen modules. Informatie-uitwisseling tussen individuele computerapparaten vindt plaats via drie multi-bit-bussen die alle modules verbinden: databus, adresbus en besturingsbus.

Wat is de ruggengraat manier om informatie uit te wisselen?

De backbone-methode zorgt voor de uitwisseling van informatie tussen functionele en structurele modules van verschillende niveaus met behulp van snelwegen die input- en outputbussen combineren.

Maak onderscheid tussen communicatie met één, twee, drie en meerdere lijnen.

Wat is microprogrammeerbaarheid?

Microprogrammeerbaarheid is een manier om het principe van geprogrammeerde besturing te implementeren. De essentie ervan ligt in het feit dat het principe van programmabesturing zich uitstrekt tot de implementatie van het besturingsapparaat. Met andere woorden, het besturingsapparaat is op precies dezelfde manier gebouwd als de hele computer, alleen op microniveau, d.w.z. Het besturingsapparaat heeft zijn eigen geheugen, het zogenaamde besturingsgeheugen of micro-instructiegeheugen, zijn eigen "processor", zijn eigen besturingsapparaat.

Hoe ziet de architectuur van een computer met een enkele busstructuur eruit?

Single-bus architectuur - de architectuur van een microprocessorsysteem met een gedeeld geheugen van gegevens en commando's en een gemeenschappelijke bus voor uitwisseling met geheugen.

Het lezen van commandocodes uit het systeemgeheugen wordt uitgevoerd met behulp van leescycli. Daarom worden, in het geval van een architectuur met één bus, de leescycli van de opdrachten en de cycli van gegevensoverdracht (lezen en schrijven) afgewisseld op de systeembus, maar de uitwisselingsprotocollen blijven ongewijzigd, ongeacht wat er wordt verzonden - gegevens of opdrachten. In een architectuur met één bus wordt dezelfde bus gebruikt om te communiceren met geheugen en VU.

Hoe ziet de architectuur van een computer met een multibusstructuur eruit?

Het belangrijkste kenmerk van deze architectuur is dat voor elke methode van informatie-uitwisseling met de centrale een aparte groep bussen wordt gebruikt: aparte bussen voor de geprogrammeerde modus van informatie-uitwisseling met of zonder onderbrekingen en voor de input-output van informatie in de directe geheugentoegangsmodus, die datablokken met hoge snelheid verzendt.

De communicatieprotocollen, busstructuur en communicatiesnelheid voor elk van de busgroepen kunnen volgens de geselecteerde methode optimaal worden aangepast aan de CP.

Waar is een von Neumann-machine van gemaakt?

Een von Neumann-machine bestaat uit geheugen, invoer-/uitvoerapparaten en een centrale verwerkingseenheid (CPU). De centrale processor bestaat op zijn beurt uit een besturingseenheid (CU) en een rekenkundige logische eenheid (ALU)

Gegeneraliseerd algoritme van het functioneren van de computer van von Neumann.

Met behulp van een extern apparaat wordt een programma in het geheugen van de computer ingevoerd.

De besturingseenheid leest de inhoud van de geheugencel waar de eerste instructie (opdracht) van het programma zich bevindt en organiseert de uitvoering ervan. De opdracht kan instellen:

Logische of rekenkundige bewerkingen uitvoeren;

Gegevens uit het geheugen lezen om rekenkundige of logische bewerkingen uit te voeren;

Opname resultaten in het geheugen;

Gegevens van een extern apparaat in het geheugen invoeren;

Gegevensuitvoer van geheugen naar een extern apparaat.

De besturingseenheid begint de opdracht uit te voeren vanaf een geheugenlocatie direct achter de zojuist uitgevoerde opdracht. Deze volgorde kan echter worden gewijzigd met behulp van commando's voor besturingsoverdracht (springen). Deze commando's geven aan het besturingsapparaat aan dat het de uitvoering van het programma moet voortzetten, te beginnen met het commando op een andere geheugenlocatie.

De resultaten van de uitvoering van het programma worden uitgevoerd naar een extern computerapparaat.

De computer gaat in de stand-bymodus voor een signaal van een extern apparaat.

Multi-busstructuur van een computer. Voordelen nadelen.

Het belangrijkste kenmerk van de organisatie is dat voor elke methode van informatie-uitwisseling met de centrale een aparte groep bussen wordt gebruikt: afzonderlijke bussen voor de geprogrammeerde modus van informatie-uitwisseling met of zonder onderbrekingen en voor de input-output van informatie in de directe geheugentoegangsmodus, die datablokken met hoge snelheid verzendt. De communicatieprotocollen, busstructuur en communicatiesnelheid voor elk van de busgroepen kunnen volgens de geselecteerde methode optimaal worden aangepast aan de CP.

De nadelen zijn een grotere complexiteit dan een enkele busstructuur en minder standaardisatie van de banden.

Single-bus structuur van een computer. Voordelen nadelen.

In dit geval worden de computerblokken gecombineerd door middel van één busgroep, die deelverzamelingen van databussen, adressen en stuursignalen omvat. Met een dergelijke organisatie van het bussysteem wordt de uitwisseling van informatie tussen de processor, randapparatuur en geheugen uitgevoerd volgens een enkele regel, er zijn geen afzonderlijke I / O-commando's voor toegang tot de CP in het commandosysteem. Dit maakt het mogelijk om de flexibiliteit en efficiëntie van de computer te vergroten, aangezien de hele set instructies voor toegang tot het geheugen kan worden gebruikt om de inhoud van de CP-registers over te dragen en te verwerken. Daarnaast is een ander belangrijk voordeel de eenvoud van de busstructuur en het minimaliseren van het aantal verbindingen voor de uitwisseling van informatie tussen computerapparatuur.

De nadelen zijn: de aanwezigheid van trage apparaten op de bus, beperking van de gelijktijdige uitwisseling van gegevens (niet meer dan twee apparaten tegelijk).

13. Noem de vereisten voor moderne computers.

Vereisten voor moderne computers zijn als volgt:

Kosten-prestatieverhouding.

Betrouwbaarheid en veerkracht.

schaalbaarheid.

Softwarecompatibiliteit en draagbaarheid.

Wat is betrouwbaarheid?

De betrouwbaarheid van een computer is het vermogen van een machine om zijn eigenschappen gedurende een bepaalde periode onder bepaalde bedrijfsomstandigheden te behouden. De volgende indicatoren kunnen dienen als een kwantitatieve beoordeling van de betrouwbaarheid van een computer die elementen bevat waarvan het falen leidt tot het falen van de hele machine:

Waarschijnlijkheid van storingsvrij bedrijf gedurende een bepaalde tijd onder gegeven bedrijfsomstandigheden;

Computergebruikstijd tussen storingen;

Gemiddelde hersteltijd voor een auto, enz.

15. Waarin verschilt het begrip "betrouwbaarheid" van het begrip "fouttolerantie"?

In tegenstelling tot betrouwbaarheid - het vermogen van een machine om zijn eigenschappen onder bepaalde bedrijfsomstandigheden gedurende een bepaalde periode te behouden, is fouttolerantie de eigenschap van een machine om zijn prestaties te behouden na het uitvallen van een of meer van zijn componenten. De fouttolerantie wordt bepaald door het aantal opeenvolgende uitval van een enkel onderdeel, waarna het systeem als geheel operationeel blijft.

Wat is schaalbaarheid?

Schaalbaarheid kenmerkt het vermogen van een computer om de rekenkracht soepel te vergroten zonder de prestaties van de computer als geheel te verminderen. Een systeem wordt schaalbaar genoemd als het de prestaties kan verhogen in verhouding tot de extra resources.

Wat is compatibiliteit?

Hardwarecompatibiliteit verwijst naar het vermogen van een apparaat om een ​​ander apparaat van hetzelfde type logisch te vervangen, of het vermogen van een apparaat om zowel fysiek als logisch met andere te communiceren. In het laatste geval worden de termen "volledige (hardware)compatibiliteit" en "connectorcompatibiliteit" ook gebruikt als synoniemen voor hardwarecompatibiliteit.

Onder softwarecompatibiliteit van de ene computer met de andere wordt verstaan ​​het vermogen van de eerste om programma's uit te voeren die voor de tweede computer zijn ontwikkeld. Verschillende modellen van dezelfde familie van computers hebben in de regel "eenrichtings"-compatibiliteit, aangezien computers van latere (oudere) modellen meestal krachtiger zijn (dat wil zeggen, ze kunnen extra instructies uitvoeren, hebben meer geheugen, enz. .) ... In dit geval zeggen ze dat een computer van een ouder model opwaarts compatibel is met een computer van een jonger model, waarbij ze benadrukken dat de eerste programma's kan uitvoeren die voor het tweede zijn voorbereid, maar niet omgekeerd.

Wat zijn X-terminals?

Een X-terminal is speciale hardware waarop een X-server wordt uitgevoerd en die dienst doet als thin client. Ze zijn handig in gevallen waarin veel gebruikers tegelijkertijd één grote applicatieserver gebruiken.

Wat is een mainframe?

Mainframe (Mainframe) - een krachtige computer met een aanzienlijke hoeveelheid RAM en extern geheugen, ontworpen om gecentraliseerde gegevensopslag met grote capaciteit te organiseren en intensief rekenwerk uit te voeren. Mainframes worden meestal gebruikt voor integere bewerkingen die snelheid van gegevensuitwisseling, betrouwbaarheid en de mogelijkheid om meerdere processen tegelijkertijd te verwerken, vereisen.

SPEC-testen.

De belangrijkste output van SPEC zijn testsuites. Deze kits worden door SPEC ontwikkeld met behulp van codes uit verschillende bronnen. SPEC werkt eraan om deze codes over te dragen naar verschillende platforms en creëert ook tools om zinvolle werklasten te genereren op basis van de codes die als tests zijn geselecteerd. Daarom zijn SPEC-tests anders dan gratis software.

Momenteel zijn er twee basis SPEC-benchmarks, die rekenintensief zijn en de prestaties meten van de processor, het geheugensysteem en de efficiëntie van de codegeneratie van de compiler. Meestal zijn deze tests gericht op het UNIX-besturingssysteem, maar ze zijn ook overgezet naar andere platforms. Het percentage tijd dat wordt besteed aan besturingssysteem en I/O-functies is over het algemeen te verwaarlozen.

Functioneel diagram van ROM.

Classificatie van ROM.

ROM's zijn onderverdeeld in:

Masker ROM

Elektrisch eenmalige programmeerbare ROM

Herprogrammeerbaar (EPROM, EPROM)

Uf. RPZU

E-mail RPZU

54. Fysieke fundamenten van het geheugenelement van een eenmalige programmeerbare ROM (diagram).

Wanneer de jumper aanwezig is, vloeit er stroom door de transistor en wordt een hoog niveau gelezen. Als Uп hoog is, brandt de stroom door de draad wanneer de transistor opent.

55. Fysieke fundamenten van het geherprogrammeerde ROM-opslagelement (diagram).

De herschrijfbare ROM maakt gebruik van een magnetische inductie MOSFET met zwevende poort.

56. Doel en apparaat PLM (diagram).

PLM is een functioneel blok gemaakt op basis van halfgeleidertechnologie en ontworpen om de logische functies van digitale systemen te implementeren. Ze worden gebruikt in controle- en decoderingsapparaten.

57. Verticale opbouw van geheugen (schema) en het doel ervan.

Verticale groei wordt gebruikt om de adresseerbare opslagruimte te vergroten.

58. Horizontale geheugenuitbreiding (schema) en het doel ervan.

Horizontale groei wordt gebruikt om de bitcapaciteit van het RAM te vergroten.

Uit welke bussen bestaat de systeembus?

De systeembus omvat drie multibit-bussen:

Databus - Wordt gebruikt om gegevens over te dragen tussen de CPU en het geheugen, of de CPU en I/O-apparaten.

Adresbus - dient om apparaten of geheugencellen te selecteren waar gegevens via de databus worden verzonden of gelezen. Eenrichtingsbus.

Besturingsbus - dient voor het verzenden van besturingssignalen die de aard van de informatie-uitwisseling langs de snelweg bepalen, bedoeld voor geheugen- en invoer- / uitvoerapparaten.

Dient voor de uitwisseling van commando's en gegevens tussen de computercomponenten die zich op de mat bevinden. bord. PU is verbonden met de bus via controllers (open architectuur). overdracht van informatie op sis. de bus wordt uitgevoerd in klokcycli.

Syst. bus omvat:

Code data bus voor // - overdracht van alle bits van de numerieke code (machinewoord) van de operand van RAM naar MPP en vice versa (64 bits)

De codebus van het RAM-celadres (32-bits)

Codebus van instructies (commando's en stuursignalen, pulsen) naar alle computerblokken (32-bits)

Powerbus voor het aansluiten van computerunits op het voedingssysteem

Syst. de bus biedt 3 richtingen voor informatieoverdracht: -tussen MP en RAM; -tussen de MP en de apparaatcontroller; -tussen RAM en externe apparaten (VZU en PU, in directe geheugentoegangsmodus)

Alle apparaten zijn aangesloten op het systeem. bus through controllers - apparaten die zorgen voor de interactie van de VU en het systeem. banden.

Om de MT te bevrijden van het beheer van de uitwisseling van informatie tussen de RAM en de VU, is de modus Direct Memory Access (DMA) voorzien.

Systeemkenmerken bussen: het aantal apparaten dat het bedient en de bandbreedte, d.w.z. Maximaal mogelijke snelheid van informatieoverdracht.

Busbandbreedte is afhankelijk van:

Busbreedte (of breedte) - aantal bits, cat. mb. tegelijkertijd via de bus verzonden (er zijn 8,16,32 en 64-bits bussen);

Bus klokfrequentie - frequentie met cat. stukjes informatie worden via de bus verzonden.

Belangrijkste kenmerken van banden:

PCI (Peripheral Component Interconnect) is de meest voorkomende systeembus. De bussnelheid is onafhankelijk van het aantal aangesloten apparaten. Ondersteunt de volgende modi:

- Plug en Toneelstuk (PnP) - automatische detectie en configuratie van het apparaat dat op de bus is aangesloten;

- Bus Mastering- de modus van exclusieve controle over de bus door elk apparaat dat op de bus is aangesloten, waarmee u snel gegevens over de bus kunt overbrengen en vrijgeven.

AGP (Accelerated Graphics Port) is de verbinding tussen de videokaart en het RAM-geheugen. Ontworpen omdat PCI-busparameters niet voldoen aan de prestatievereisten van videoadapters. De bus werkt met een hogere frequentie, waardoor het werk van het grafische subsysteem van de computer kan worden versneld.

College 5

18. Computergeheugen en zijn kenmerken en doel. Pzu, ozu, vzu. Organisatie en fysieke presentatie van gegevens in een computer.

Permanent en operationeel geheugen.

Een geheugen in een computer bestaat uit een reeks cellen, die elk de waarde van de 1e byte bevatten en een eigen nummer (adres) hebben waarop toegang wordt verkregen tot de inhoud. Alle gegevens op een computer worden in binaire vorm (0,1) opgeslagen.

Het geheugenapparaat wordt gekenmerkt door 2 parameters:

Geheugengrootte - de grootte in bytes die beschikbaar is voor het opslaan van informatie

Toegangstijd tot geheugencellen - het gemiddelde tijdsinterval tijdens de kat. de gewenste geheugenlocatie wordt gevonden en gegevens worden daaruit opgehaald.

Random Access Memory (RAM; RAM - Random Access Memory) is bedoeld voor het operatief opnemen, opslaan en lezen van informatie (programma's en gegevens) die direct betrokken zijn bij het informatie- en rekenproces dat in de huidige tijdsperiode door de computer wordt uitgevoerd. Nadat de computer is uitgeschakeld, wordt de informatie in het RAM-geheugen vernietigd. (In een computer op basis van Intel Pentium-processors wordt 32-bits adressering gebruikt. Dat wil zeggen, het aantal adressen is 2 32, dat wil zeggen dat de mogelijke adresruimte 4,3 GB is. Toegangstijd 0,005-0,02 s. 1 s = 106 s.

Read Only Memory (ROM) slaat onveranderlijke (permanente) informatie op: programma's die worden uitgevoerd tijdens het opstarten van het systeem en permanente computerparameters. Op het moment dat de computer wordt aangezet, zijn er geen gegevens in het RAM-geheugen, aangezien het RAM geen gegevens opslaat nadat de computer is uitgeschakeld. Maar de MP heeft commando's nodig, ook direct na het inschakelen. Daarom vraagt ​​de MP een speciaal startadres aan, dat hij altijd weet, voor zijn eerste elftal. Dit adres is van ROM. Het belangrijkste doel van de ROM-programma's is om de samenstelling en werking van het systeem te controleren en om interactie te bieden met het toetsenbord, de monitor, de harde schijf en de diskettes. Meestal kunt u de ROM-informatie niet wijzigen. ROM-volume 128-256 Kbytes, toegangstijd 0,035-0,1 s. Omdat de hoeveelheid ROM klein is, maar de toegangstijd langer is dan die van RAM, wordt bij het opstarten de volledige inhoud van de ROM ingelezen in een speciaal toegewezen RAM-gebied.

Niet-vluchtig geheugen CMOS RAM (Complementary Metal-Oxide Semiconductor RAM), waarin gegevens worden opgeslagen over de hardwareconfiguratie van de computer: apparaten die op de computer zijn aangesloten en hun parameters, opstartparameters, wachtwoord voor toegang tot het systeem, huidige tijd en datum. Het CMOS RAM wordt gevoed door een batterij. Als de batterij leeg raakt, worden de instellingen die zijn opgeslagen in het CMOS RAM-geheugen gereset en gebruikt de computer de standaardinstellingen.

ROM en CMOS RAM vormen het Basic Input-Output System (BIOS).

Extern geheugen. VCU voor langdurige opslag en transport van informatie. VCU interactie met het systeem. bus via regelaars VZU (KVZU). KVZU biedt de interface van de VCU en sist. bussen in DMA-modus, d.w.z. zonder de deelname van de MP. INTERFACE is een set verbindingen met uniforme signalen en apparatuur bedoeld voor gegevensuitwisseling tussen apparaten van een computersysteem.

OVC kan volgens het transportcriterium worden onderverdeeld in DRAAGBAAR en STATIONAIR. Draagbare VCU's bestaan ​​uit een medium aangesloten op een I/O-poort (meestal YUSB), (flashgeheugen) of een medium en een drive (drives op de GMD-, cd- en dvd-drives). In stationaire VCU's worden de drager en de schijf gecombineerd tot één apparaat (HDD). Stationaire VCU's zijn ontworpen om informatie in een computer op te slaan.

Voor het eerste gebruik of in geval van storingen, moet de VCU worden GEFORMATTEERD - schrijf service-informatie naar de vervoerder.

Belangrijkste technische kenmerken van OVC

Informatiecapaciteit bepaalt het grootste aantal eenheden. gegevens die de kat tegelijkertijd in de VCU kan opslaan (afhankelijk van het gebied van het mediavolume en de opnamedichtheid.)

Opnamedichtheid is het aantal bits informatie dat is opgenomen op een eenheid van mediaoppervlak. Maak onderscheid tussen longitudinale dichtheid (bit / mm) en transversale dichtheid. //

Toegangstijd - het tijdsinterval vanaf het moment van het verzoek (lezen of schrijven) tot het moment dat het blok wordt uitgegeven (inclusief het moment van zoeken naar informatie op de media en het moment van lezen of schrijven.)

De gegevensoverdrachtsnelheid bepaalt de hoeveelheid gegevens die per tijdseenheid wordt gelezen of geschreven en is afhankelijk van de snelheid van het medium, de opnamedichtheid, het aantal kanalen, enz.

Bus (Bus) is de hele reeks lijnen (geleiders op het moederbord) waarmee componenten en pc-apparaten informatie uitwisselen. Bussen zijn ontworpen om informatie uit te wisselen tussen twee of meer apparaten. Een bus die slechts twee apparaten verbindt, wordt genoemd haven... In afb. 1 toont de opbouw van de bus.

De bus heeft plaatsen voor het aansluiten van externe apparaten - slots, die daardoor onderdeel wordt van de bus en informatie kan uitwisselen met alle andere daarop aangesloten apparaten.

Rijst. 1. Busstructuur

Banden in pc verschillen in hun functionele doel :

• systeem bus(of de CPU-bus) wordt door Cipset-chips gebruikt om informatie van en naar te sturen (zie ook Fig. 1);
• band bedoeld voor de uitwisseling van informatie tussen de CPU en het cachegeheugen (zie ook Fig. 1);
• geheugen bus gebruikt om informatie uit te wisselen tussen RAM en CPU;
• I / O-bussen informatie is onderverdeeld in standaard en lokaal.

Lokale I/O-bus Is een hogesnelheidsbus die is ontworpen voor de uitwisseling van informatie tussen hogesnelheidsrandapparatuur (videoadapters, netwerkkaarten, scannerkaarten, enz.) en de systeembus onder controle van de CPU. Momenteel wordt de PCI-bus gebruikt als de lokale bus. Intel heeft de AGP-bus ontwikkeld ( VersneldGrafische afbeeldingenHaven).

Standaard I/O-bus gebruikt om langzamere apparaten (bijvoorbeeld muizen, toetsenborden, modems, oude geluidskaarten) aan te sluiten op de hierboven genoemde bussen. Tot voor kort was deze bus de ISA-bus. Momenteel - USB-bus.

De bus heeft zijn eigen architectuur waarmee hij zijn belangrijkste eigenschappen kan implementeren - de mogelijkheid van parallelle aansluiting van een bijna onbeperkt aantal externe apparaten en het zorgen voor de uitwisseling van informatie tussen hen. Elke busarchitectuur heeft de volgende componenten:

• lijnen voor gegevensuitwisseling (databus);
• lijnen voor adressering van gegevens (adresbus);
• databesturingslijnen (besturingsbus);
• buscontroller.

Controller De bus beheert de dataprocessor en servicesignalen en wordt meestal uitgevoerd als een afzonderlijke microschakeling of in de vorm van een compatibele chipset - Chipset.

Databus biedt gegevensuitwisseling tussen de CPU, in slots geïnstalleerde uitbreidingskaarten en RAM-geheugen. Hoe groter de busbreedte, hoe meer gegevens er per klokcyclus kunnen worden overgedragen en hoe hoger de pc-prestaties. Computers met de 80286-processor hebben een 16-bits databus, die met de 80386 en 80486 CPU's hebben een 32-bits databus en computers met een Pentium-familie van CPU's hebben een 64-bits databus.

Adres bus dient om het adres aan te geven van een pc-apparaat waarmee de CPU gegevens uitwisselt. Elk pc-onderdeel, elk I / O-register en RAM-cel heeft zijn eigen adres en zijn opgenomen in de algemene adresruimte van de pc. Een identificatiecode ( adres) de afzender en (of) de ontvanger van de gegevens.

Om de gegevensuitwisseling te versnellen, wordt een tussentijds gegevensopslagapparaat gebruikt - RAM – RAM... In dit geval wordt de beslissende rol gespeeld door de hoeveelheid gegevens die daarin tijdelijk kan worden opgeslagen. Het volume is afhankelijk van: vanaf de breedte van de adresbus(aantal regels) en dus van het maximaal mogelijke aantal adressen dat door de processor op de adresbus wordt gegenereerd, d.w.z. op het aantal RAM-cellen waaraan een adres kan worden toegewezen. Het aantal RAM-cellen mag niet groter zijn dan 2 n, waarbij: N- bitbreedte van de adresbus. Anders worden sommige cellen niet gebruikt, omdat de processor ze niet kan adresseren.

In het binaire getalsysteem is de maximale adresseerbare geheugengrootte 2 n, waarbij N- het aantal regels van het busadres.

De 8088-processor had bijvoorbeeld 20 adresregels en kon dus 1 MB geheugen aanspreken (2 20 = 1.048.576 bytes = 1024 KB). In een pc met een 80286-processor werd de adresbusbreedte vergroot naar 24 bits en de 80486-, Pentium-, Pentium MMX- en Pentium II-processors hebben al een 32-bits adresbus waarmee je 4 GB geheugen kunt aanspreken.

Besturingsbus verzendt een aantal servicesignalen: schrijven / lezen, gereedheid om gegevens te ontvangen / verzenden, gegevensontvangst te bevestigen, hardware-onderbreking, controle en andere om gegevensoverdracht te garanderen.

Belangrijkste kenmerken van de band:

Bus breedte bepaald door het aantal parallelle geleiders dat erin is opgenomen. De eerste ISA-bus voor de IBM PC was 8-bit, d.w.z. het was mogelijk om 8 bits tegelijk te verzenden. De systeembussen van moderne pc's, zoals de Pentium IV, zijn 64-bits.

Bandbreedte banden wordt bepaald door het aantal bytes aan informatie dat per seconde over de bus wordt verzonden.

Bij het berekenen van de bandbreedte, bijvoorbeeld de AGP-bus, moet u rekening houden met de werkingsmodus: door de verdubbeling van de klokfrequentie van de videoprocessor en de verandering in het gegevensoverdrachtprotocol was het mogelijk om de bus te vergroten bandbreedte met twee (2x modus) of vier (4x modus) keer, wat overeenkomt met het verhogen van de busklokfrequentie met het overeenkomstige aantal keren (tot respectievelijk 133 en 266 MHz).

Externe apparaten worden op de bussen aangesloten met behulp van: koppel (Koppel- interfacing), wat een reeks verschillende kenmerken is van elk randapparaat van de pc, die de organisatie van de uitwisseling van informatie tussen het en de centrale processor bepalen.

Deze kenmerken omvatten elektrische en timingparameters, een set besturingssignalen, communicatieprotocol en ontwerpkenmerken van de verbinding. Gegevensuitwisseling tussen pc-componenten is alleen mogelijk als de interfaces van deze componenten compatibel zijn.

PC-busstandaarden

Het principe van IBM-compatibiliteit impliceert de standaardisatie van de interfaces van individuele pc-componenten, wat op zijn beurt de flexibiliteit van het systeem als geheel bepaalt, d.w.z. de mogelijkheid om de systeemconfiguratie naar behoefte te wijzigen en verschillende randapparatuur aan te sluiten. Bij incompatibiliteit van interfaces worden controllers gebruikt. Bovendien wordt flexibiliteit en systeemunificatie bereikt door de introductie van tussenliggende standaardinterfaces, zoals de interfaces die nodig zijn voor de werking van de belangrijkste perifere invoer- en uitvoerapparaten.

Systeem bus bedoeld voor de uitwisseling van informatie tussen de CPU, het geheugen en andere apparaten in het systeem. Systeembussen zijn onder meer:

• GTL met 64-bit capaciteit, kloksnelheden van 66, 100 en 133 MHz;
• EV6, waarvan de specificatie het mogelijk maakt om de kloksnelheid te verhogen tot 377 MHz.

Banden zijn verbeterd in overeenstemming met de ontwikkeling van pc-randapparatuur. Tafel 2 toont de kenmerken van enkele I/O-bussen.

BandIS EEN werd jarenlang als een pc-standaard beschouwd, maar wordt nog steeds op sommige pc's bewaard, samen met de moderne PCI-bus. Intel is een samenwerking aangegaan met Microsoft om een ​​uitfaseringsstrategie voor de ISA-bus te ontwikkelen. In het begin is het de bedoeling om ISA-connectoren op het moederbord uit te sluiten en later om ISA-slots uit te sluiten en diskettestations, muizen, toetsenborden, scanners op de USB-bus en harde schijven, cd-rom-drives op de IEEE 1394-bus aan te sluiten. Er is echter een enorme vloot pc's waarbij de ISA-bus nog geruime tijd in trek zal zijn.

Band EISA was een verdere ontwikkeling van de ISA-bus in de richting van het verbeteren van de systeemprestaties en de compatibiliteit van de componenten. De bus werd niet veel gebruikt vanwege de hoge kosten en bandbreedte, die inferieur was aan de bandbreedte van de VESA-bus die op de markt verscheen.

tafel 2. I/O-busspecificaties

Band VESA , of VLB , is ontworpen om de CPU te verbinden met snelle randapparatuur en is een uitbreiding van de ISA-bus voor het uitwisselen van videogegevens.

Band PCI is door Intel ontwikkeld voor de Pentium processor en is een compleet nieuwe bus. Het onderliggende principe achter de PCI-bus is het gebruik van zogenaamde bridges, die communiceren tussen de PCI-bus en andere typen bussen. De PCI-bus implementeert het Bus Mastering-principe, wat inhoudt dat een extern apparaat de bus kan besturen bij het verzenden van gegevens (zonder tussenkomst van de CPU). Tijdens de overdracht van informatie grijpt een apparaat dat Bus Mastering ondersteunt de bus en wordt de master. In dit geval wordt de centrale processor vrijgemaakt voor andere taken terwijl de gegevensoverdracht plaatsvindt. In het moderne

Op moederborden is de kloksnelheid van de PCI-bus ingesteld op de helft van de kloksnelheid van de systeembus, d.w.z. bij 66 MHz FSB zal de PCI-bus werken op 33 MHz. De PCI-bus is inmiddels de de facto standaard onder de I/O-bussen geworden.

Band AGP - een snelle lokale I / O-bus die exclusief is ontworpen voor de behoeften van het videosysteem. Het verbindt de videoadapter (3D-versneller) met het pc-geheugensysteem. De AGP-bus is ontwikkeld vanuit de PCI-busarchitectuur, dus ook 32-bits. Tegelijkertijd heeft het echter extra mogelijkheden om de doorvoer te vergroten, met name door het gebruik van hogere klokfrequenties.

Band USB is ontwikkeld door de leiders van de computer- en telecommunicatie-industrie Compaq, DEC, IBM, Intel, Microsoft voor het aansluiten van randapparatuur buiten de pc-behuizing. De snelheid van informatie-uitwisseling via de USB-bus is 12 Mbit/s of 15 Mbyte/s. Randapparatuur zoals toetsenbord, muis, joystick en printer kunnen worden aangesloten op computers die zijn uitgerust met een USB-bus zonder de stroom uit te schakelen. Alle randapparatuur moet zijn uitgerust met USB-connectoren en op de pc zijn aangesloten via een aparte externe eenheid genaamd USB-hub , of middelpunt , waarmee u tot 127 randapparaten op uw pc kunt aansluiten. De USB-busarchitectuur wordt getoond in Fig. 4.

Band SCSI (KleinComputerSysteemKoppel) biedt een gegevensoverdrachtssnelheid tot 320 MB/s en zorgt voor aansluiting op één adapter van maximaal acht apparaten: harde schijven, cd-rom-drives, scanners, foto- en videocamera's. Een onderscheidend kenmerk van de SCSI-bus is dat het een kabellus is. Bij pc-bussen (ISA of PCI) wordt de SCSI-bus aangesloten via host-adapter (GastheerAdapter). Elk apparaat dat op de SCSI-bus is aangesloten, kan communicatie met andere apparaten initiëren.

Band IEEE 1394 – is een snelle lokale seriële busstandaard ontwikkeld door Apple en Texas Instruments. De IEEE 1394-bus is ontworpen om digitale informatie uit te wisselen tussen:

Pc's en andere elektronische apparaten, met name voor het aansluiten van harde schijven en audio- en videoverwerkingsapparaten, evenals voor het uitvoeren van multimediatoepassingen. Het is in staat om gegevens over te dragen met snelheden tot 1600 MB / s, en werkt gelijktijdig met verschillende apparaten die gegevens met verschillende snelheden verzenden, zoals SCSI.

Vrijwel elk apparaat dat met SCSI kan werken, kan via de IEEE 1394-interface op een computer worden aangesloten. Deze omvatten alle soorten schijfstations, inclusief harde schijven, optische stations, cd-roms, dvd's, digitale camcorders, apparaten. Dankzij zulke brede mogelijkheden is deze bus de meest veelbelovende geworden voor het combineren van computers met consumentenelektronica. IEEE 1394-adapters voor de PCI-bus worden al uitgebracht.

Personal computer bus

Gemiddeld percentage in punten: 100%
totaal aantal stemmen: 1
gemiddelde: 5

Door het BEST-EXAM-project te helpen, maak je onderwijs toegankelijker voor iedereen, je levert ook je eigen bijdrage -
deel dit artikel op social media!

Na het bestuderen van dit onderwerp, leer je:

Wat is het structurele diagram van een computer;
- wat is het principe van geprogrammeerde besturing;
- wat is het doel van de systeembus;
- wat wordt bedoeld met het principe van open architectuur dat wordt gebruikt bij het bouwen van een computer.

Structureel diagram van een computer

In de vorige onderwerpen hebt u kennis gemaakt met het doel en de kenmerken van de belangrijkste apparaten van uw computer. Het is duidelijk dat al deze apparaten niet afzonderlijk kunnen werken, maar alleen als onderdeel van de hele computer. Om te begrijpen hoe een computer informatie verwerkt, is het daarom noodzakelijk om rekening te houden met de structuur van de computer en de basisprincipes van de interactie van zijn apparaten.

In overeenstemming met het doel van een computer als hulpmiddel voor informatieverwerking, moet de interactie van de apparaten die erin zijn opgenomen, zo worden georganiseerd dat de belangrijkste stadia van gegevensverwerking worden gegarandeerd.

Om te verduidelijken wat er is gezegd, kijk eens naar het blokschema van informatieverwerking door een computer, weergegeven in figuur 21.1, waarop de belangrijkste fasen van dit proces die u al bekend zijn uit paragraaf 1 in de bovenste rij zijn aangegeven. De implementatie van elk van deze fasen wordt bepaald door de aanwezigheid van overeenkomstige apparaten in de structuur van de computer. Uiteraard gebeurt de invoer en uitvoer van informatie met behulp van invoerapparatuur (toetsenbord, muis, enz.) en uitvoer (monitor, printer, enz.). Intern en extern geheugen op verschillende media (magnetische of optische schijven, magneetbanden, enz.) wordt gebruikt om informatie op te slaan.

Rijst. 21.1. Structureel diagram van een computer

Donkere pijlen geven de uitwisseling van informatie tussen verschillende apparaten op de computer aan. Stippellijnen met pijlen vertegenwoordigen stuursignalen van de processor. Lichte lege pijlen vertegenwoordigen respectievelijk de invoer- en uitvoerstromen.

Een computer is een systeem van onderling verbonden componenten. Structureel zijn alle hoofdcomponenten van een computer gecombineerd in een systeemeenheid, het belangrijkste onderdeel van een personal computer.

Systeemeenheid en moederbord

De volgende apparaten bevinden zich in de systeemeenheid:

♦ microprocessor;
♦ intern computergeheugen;
♦ diskettestations - externe geheugenapparaten;
♦ systeembus;
♦ elektronische schakelingen die zorgen voor communicatie tussen verschillende onderdelen van de computer;
♦ elektromechanisch deel van de computer, waaronder de stroomvoorziening, ventilatie, indicatie- en beveiligingssystemen.

Computerindeling IBM 286

Indeling van een moderne pc

Alle vermelde apparaten waaruit de systeemeenheid bestaat, worden in een koffer geplaatst en er zijn verschillende soorten koffers. Het type behuizing van de systeemeenheid hangt af van het type personal computer en bepaalt de grootte, locatie en het aantal geïnstalleerde componenten van de systeemeenheid. Voor stationaire personal computers zijn de meest voorkomende gevallen horizontaal of desktop (desktop) of in de vorm van een toren (toren). In draagbare computers wordt de systeemeenheid gecombineerd met een monitor en gemaakt in de boekformaatstandaard, dat wil zeggen de grootte van een boek.

De technische (hardware) basis van een personal computer is het systeem of moederbord.

Het moederbord is het moederbord in de systeemeenheid van uw computer. Het bevat de belangrijkste microschakelingen - de processor en het geheugen. Het moederbord verbindt verschillende apparaten tot één geheel, zorgt voor werkomstandigheden en communicatie van de belangrijkste componenten van een personal computer. De processor zorgt niet alleen voor de transformatie van informatie, maar ook voor de controle over de werking van alle andere computerapparatuur.

De computer is gebaseerd op het zogenaamde principe van programmabesturing. In overeenstemming hiermee worden programmacommando's en gegevens opgeslagen in een gecodeerde vorm in RAM. Wanneer de computer draait, worden de uit te voeren commando's en de gegevens die ze nodig hebben, beurtelings uit het geheugen gelezen en naar de processor gevoerd, waar ze worden gedecodeerd en vervolgens worden uitgevoerd. De resultaten van de uitvoering van verschillende opdrachten kunnen op hun beurt in het geheugen worden geschreven of naar verschillende uitvoerapparaten worden overgedragen. De snelheid waarmee een processor uitvoert, is bepalend voor de prestatie. Feit is dat alle informatie (cijfers, tekst, afbeeldingen, muziek, enz.) alleen in digitale vorm op een computer wordt opgeslagen en verwerkt. Daarom wordt de verwerking ervan beperkt tot het uitvoeren van verschillende rekenkundige en logische bewerkingen door de processor, geleverd door zijn instructiesysteem.

Systeem bus

Om informatie-uitwisseling tussen verschillende apparaten van een computer mogelijk te maken, moet deze worden voorzien van een soort snelweg om informatiestromen te verplaatsen. Laten we dit idee verduidelijken met een klein voorbeeld.

U weet dat het leven van een grote stad een constante stroom van mensen en voertuigen is die in verschillende richtingen bewegen. Vaak hangt de snelheid van het verkeer of de mensenstroom niet af van de snelheid van een auto, fiets of voetganger, maar van de capaciteit van het stadsvervoersnetwerk, op de ondergrondse en bovengrondse snelwegen.

De computer verplaatst geen verkeer, maar informatie stroomt langs de bijbehorende informatiesnelweg. De rol van een dergelijke informatiesnelweg die alle computerapparaten met elkaar verbindt, wordt uitgevoerd door de systeembus die zich in de systeemeenheid bevindt. Vereenvoudigd kan de systeembus worden gezien als een groep kabels en elektrische (geleidende) leidingen op de systeemkaart.

Alle hoofdunits van een personal computer zijn aangesloten op de systeembus (Figuur 21.2). De belangrijkste functie is om interactie te bieden tussen de processor en de rest van de elektronische componenten van de computer. Deze bus draagt ​​gegevens, geheugenadressen en besturingsinformatie over.

Rijst. 21.2. Het doel van de systeembus

De snelheid van informatieverwerking door een personal computer hangt af van het type systeembus, evenals van het type processor. De belangrijkste kenmerken van de systeembus zijn de bitbreedte en de prestaties van het communicatiekanaal.

Bus breedte bepaalt het aantal bits informatie dat gelijktijdig van het ene apparaat naar het andere wordt verzonden.

De systeembussen van de eerste personal computers konden slechts 8 bits informatie verzenden, waarbij hiervoor 8 datalijnen in de vorm van 8 parallelle geleiders werden gebruikt. Verdere ontwikkeling van computers leidde tot de creatie van een 16-bits systeembus, en vervolgens nam de bitdiepte toe tot 32 en verder tot 64 bits. Een vergroting van de breedte van de databus leidde tot een verhoging van de snelheid van informatie-uitwisseling, en een vergroting van de breedte van de adresbus zorgde voor een grotere hoeveelheid RAM.

Bandenprestaties wordt bepaald door de hoeveelheid informatie die er in één seconde doorheen kan worden verzonden.

Net als snelwegen, waarvan de doorstroming afhankelijk is van het aantal rijstroken op de weg, wordt de prestatie van de systeembus voor een groot deel bepaald door de capaciteit. Hoe groter de busbreedte, hoe meer bits informatie er tegelijkertijd over kunnen worden verzonden, bijvoorbeeld van de processor naar het geheugen. Dit leidt tot snellere gegevensuitwisseling en het vrijmaken van de processor voor andere taken.

De systeembus als belangrijkste informatiesnelweg kan echter niet voldoende prestaties leveren voor externe apparaten. Om dit probleem op te lossen, werden lokale bussen in de computer gebruikt, die de microprocessor verbinden met verschillende geheugen-, invoer- en uitvoerapparaten. Het doel van lokale bussen is vergelijkbaar met het doel van circuit- of ringwegen rond een grote stad, die de hoofdwegen ontlasten.

Poorten

De computer communiceert via poorten met verschillende invoer- en uitvoerapparaten. Sommige apparaten bieden externe verbinding met poorten via connectoren, ook wel poorten genoemd. Deze connectoren bevinden zich aan de achterkant van de systeemeenheid. Diskettedrives, harde schijven en laserdrives zijn geïnstalleerd en aangesloten in de systeemeenheid. Maak onderscheid tussen bekabelde ( serieel en parallel, USB, Fire Wire) en draadloos ( infrarood, bluetooth) poorten.

Parallelle poorten

Dit type poort wordt gebruikt om externe apparaten aan te sluiten die een grote hoeveelheid informatie over een korte afstand moeten verzenden. Een parallelle poort verzendt doorgaans 8 bits aan gegevens tegelijkertijd over 8 parallelle draden. Een printer, scanner zijn aangesloten op de parallelle poort. Het aantal parallelle poorten op een computer is niet groter dan drie, en ze hebben respectievelijk de logische namen LPT1, LPT2, LPT3 (van de English Line PrinTer - printer line).

Seriële poorten

Dit type poorten wordt gebruikt om muizen, modems en vele andere apparaten op de systeemeenheid aan te sluiten. Via zo'n poort gaat een seriële datastroom van 1 bit. Dit kan worden vergeleken met hoe het verkeer zich voortbeweegt op een weg met één rijstrook. Seriële datatransmissie wordt gebruikt over lange afstanden. Daarom worden seriële poorten vaak communicatiepoorten genoemd. Het aantal communicatiepoorten is niet groter dan vier, en ze worden genoemd van COM1 tot COM4 (COMmunicatiepoort).

USB poort

De USB-poort (Universal Serial Bus) is momenteel de meest gebruikte manier om medium- en low-speed randapparatuur op een computer aan te sluiten. De USB-poort maakt gebruik van een seriële communicatiemethode. De meest voorkomende is de high-speed USB 2.0-poort. Als uw computer niet genoeg USB-poorten heeft, kan dit nadeel worden verholpen door een USB-hub aan te schaffen die meerdere van dergelijke poorten heeft.

Dankzij de ingebouwde stroomkabels kunnen apparaten met USB vaak zonder eigen stroomvoorziening worden gebruikt.

FireWire-poort

FireWire (IEEE 1394) - vurige draad (uitgesproken als "fire wire") is een seriële poort die gegevensoverdrachtsnelheden van 400 Mbps ondersteunt. Deze poort wordt gebruikt om videoapparaten op de computer aan te sluiten, zoals bijvoorbeeld een videorecorder, evenals andere apparaten die een snelle overdracht van grote hoeveelheden informatie vereisen, zoals externe harde schijven.

De FireWire-poorten zijn plug-and-play en hot-pluggable.

Er zijn twee typen FireWire-poorten. De meeste desktopcomputers gebruiken 6-pins poorten, terwijl laptops 4-pins poorten gebruiken.

Infrarood draadloze poort

De gegevensoverdracht vindt plaats via een optisch kanaal in het infraroodbereik. Afstandsbedieningen voor huishoudelijke apparaten - tv's, videorecorders, enz. werken op een vergelijkbare manier. Het bereik van de infraroodpoort is enkele meters, terwijl het noodzakelijk is om een ​​directe zichtlijn tussen de ontvanger en de zender te bieden.

De infraroodpoort wordt meestal gebruikt om verbinding te maken met een mobiele telefoon die dezelfde poort heeft. Dit maakt het mogelijk om internettoegang te implementeren met behulp van een mobiele telefoon, wat vooral belangrijk is voor draagbare laptops in niet-stationaire omstandigheden.

Bluetooth draadloze verbindingsmodule

Eén Bluetooth-adapter maakt draadloze verbinding mogelijk van ongeveer 100 apparaten op een afstand van maximaal 10 m. Tegelijkertijd kunnen verschillende soorten draadloze apparaten worden aangesloten op een computer die is uitgerust met een dergelijke adapter: mobiele telefoons, printers, muizen, toetsenborden , enz. frequentiebereik 2,2-2,4 GHz. Het belangrijkste voordeel is een stabiele verbinding ongeacht de relatieve positie van de ontvanger en zender. Als uw computer geen ingebouwde Bluetooth-module heeft, kan deze afzonderlijk worden aangeschaft en via een USB-poort worden aangesloten.

Andere systeemkaartcomponenten

Het moederbord bevat, naast de bovengenoemde kritieke componenten van de computer, extra microschakelingen, schakelaars en jumpers. Al deze apparaten zijn nodig om de interactie van verschillende computerapparaten te garanderen, om hun bedrijfsmodi in te stellen. Op het moederbord kunnen bijvoorbeeld microschakelingen worden geïnstalleerd die verschillende voedingsspanningen nodig hebben. De bedrijfsparameters van de apparaten worden ingesteld door schakelaars op het moederbord.

In elke systeemeenheid zijn er verplichte componenten die zorgen voor de werking van een computer - een voeding, een systeemklok, een batterij, signaalindicatoren aan de voorkant van de systeemeenheid.

De systeemklok bepaalt de snelheid waarmee de computer bewerkingen uitvoert, die gerelateerd is aan de klokfrequentie, gemeten in megahertz (1 MHz is gelijk aan 1 miljoen cycli per seconde).

De systeemklok bepaalt het ritme van de hele computer, synchroniseert de werking van de meeste componenten van het moederbord.

Uitbreidingskaarten en slots zorgen voor de implementatie van het zogenaamde principe van open architectuur voor het bouwen van een moderne personal computer. Een slot is de connector waar het bord in wordt gestoken. Door de aanwezigheid van uitbreidingsslots op het moederbord kunt u een personal computer beschouwen als een apparaat dat kan worden aangepast. Uitbreiding van de mogelijkheden van de computer wordt uitgevoerd door een uitbreidingskaart in de sleuf te installeren. Een apparaat dat zich buiten de systeemeenheid bevindt, is met een kabel aangesloten op de connector van dit bord.

In plaats van de term "uitbreidingskaart" worden vaak de namen "kaart", "adapter" gebruikt. De meest voorkomende uitbreidingskaarten zijn videokaarten, geluidskaarten en interne modems.

De open architectuur van de computer begrijpen

De computerproductietechnologie ontwikkelt zich snel, wat zorgt voor een continue toename van hun prestaties, geheugencapaciteit en als gevolg daarvan het vermogen om steeds complexere problemen op te lossen. Sommige apparaten verbeteren snel, andere worden gemaakt, fundamenteel nieuw. Met zo'n snelle technologische ontwikkeling is het noodzakelijk om te voorzien in een dergelijk principe van het bouwen van een computer die het mogelijk maakt om de apparaten (blokken) die er al in zitten te gebruiken, en om ze te vervangen door nieuwe, meer geavanceerde zonder het ontwerp te veranderen. Zoals steden worden gebouwd volgens de wetten van de architectuur, zo moet het computerapparaat zich volgens bepaalde wetten ontwikkelen. Het belangrijkste principe van het bouwen van een moderne personal computer is het principe van open architectuur: elk nieuw blok moet software en hardware compatibel zijn met de eerder gemaakte. Dit betekent dat een moderne personal computer eenvoudig kan worden gepresenteerd als een bouwset voor kinderen van bakstenen, die voor iedereen bekend is. In een computer is het even gemakkelijk om oude kubussen (blokken) te vervangen door nieuwe, waar ze zich ook bevinden, waardoor het werk van de computer niet alleen niet gestoord wordt, maar ook productiever wordt. Het is het principe van open architectuur dat het mogelijk maakt om een ​​eerder gekochte computer niet weg te gooien, maar te moderniseren, verouderde blokken gemakkelijk te vervangen door meer geavanceerde en handigere, evenals nieuwe blokken en samenstellingen te kopen en te installeren. Bovendien zijn de plaatsen voor hun installatie (connectoren) in alle computers standaard en vereisen ze geen wijzigingen in het ontwerp van de computer zelf.

Het principe van open architectuur zijn de regels voor het bouwen van een computer, volgens welke elk nieuw knooppunt (blok) compatibel moet zijn met het oude en eenvoudig op dezelfde plaats in de computer moet worden geïnstalleerd. 

Controlevragen

1. Wat zijn de belangrijkste blokken die de structuur van een computer vormen en hoe verhouden ze zich tot de stadia van informatieverwerking?

2. Wat is de rol van een personal computerprocessor bij informatieverwerking?

3. Wat is het principe van geprogrammeerde besturing?

4. Wat zijn het doel en de belangrijkste onderdelen van de systeemeenheid?

5. Welke soorten gevallen van de systeemeenheid kent u?

6. Waar is het moederbord voor?

7. Wat is het doel van de systeembus in een personal computer?

8. Wat is de analogie tussen de systeembus- en transportsnelwegen?

9. Welke kenmerken van de systeembus kent u?

10. Wat is een computerpoort? Welke soorten poorten zijn er en wat is het verschil tussen beide?

11. Waarom hebben we uitbreidingskaarten nodig?

12. Waarom heb ik uitbreidingsslots nodig?

13. Wat is het principe van open architectuur?

14. Wat weet je uit fictie, populair-wetenschappelijke publicaties, televisieprogramma's en films over de mogelijkheden en het gebruik van computers van de toekomst?

Een complex dat bestaat uit een bundel draden en elektronische circuits die zorgen voor de juiste overdracht van informatie binnen een computer, wordt een backbone, een systeembus of simpelweg bus. De band wordt gekenmerkt door: capaciteit en frequentie.

De maximale hoeveelheid gelijktijdig verzonden informatie wordt opgeroepen bus breedte... De busbreedte wordt bepaald door de processorcapaciteit en is momenteel 64 bits. Hoe groter de busbreedte, hoe meer informatie hij per tijdseenheid kan verzenden.

De processor zoekt naar een apparaat of geheugencel. Elk apparaat of elke cel heeft zijn eigen adres. Het adres wordt verzonden via de adresbus, welke signalen in één richting van de processor naar het hoofdgeheugen en apparaten worden verzonden. De breedte van de adresbus bepaalt de adresruimte van de processor, d.w.z. aantal geheugencellen. Het aantal adresseerbare geheugencellen wordt berekend met de formule: N = 2l, waar l- bitbreedte van de adresbus. Als de breedte van de adresbus 32 bits is, dan is het maximaal mogelijke aantal adresseerbare geheugencellen 232 = 4.294.967.296 cellen.

Informatie op de bus wordt verzonden in de vorm van pulsen van elektrische stroom. De bus rijdt niet continu, maar in cycli. Het aantal buscycli per tijdseenheid wordt genoemd bus frequentie.

De bus verbindt niet alleen de processor en RAM met elkaar, in feite alle computerapparaten - schijven, toetsenbord, beeldscherm, enz. - op de een of andere manier ontvangen en verzenden ze gegevens via de bus. Hiervoor biedt de bus standaard connectoren waarop een of ander computerapparaat wordt aangesloten. Als er maar één bus is, dan is de I/O-bandbreedte beperkt. De bussnelheid wordt beperkt door fysieke factoren - de lengte van de bus en het aantal aangesloten apparaten. Daarom gebruiken moderne grote systemen een reeks onderling verbonden bussen. Traditioneel worden bussen onderverdeeld in bussen die zorgen voor de organisatie van de communicatie tussen de processor en geheugen en I/O-bussen.

I / O-bussen kunnen lang zijn, ondersteunen de aansluiting van vele soorten apparaten en volgen meestal een van de busnormen. De processor-naar-geheugenbussen zijn relatief kort, snel en passen bij de organisatie van het geheugensysteem om de geheugen-naar-processorkanaalbandbreedte te maximaliseren.

Sommige computers hebben een enkele bus voor geheugen en I/O-apparaten. Deze bus heet systemisch. lokaal Een bus is een bus die elektrisch rechtstreeks naar de contacten van de microprocessor gaat. Het integreert meestal de processor, het geheugen, de buffercircuits voor de systeembus en de controller, evenals enkele hulpcircuits.

Aanvankelijk werd de ISA-bus (8- en 16-bits, frequentie - 8 MHz) gebruikt, die begin jaren 80 werd gecreëerd en een lage bandbreedte had. Nu wordt de ISA-bus soms gebruikt om apparaten met een lage snelheid (toetsenborden, muizen, enz.) aan te sluiten.

Momenteel de meest gebruikte:

ü PCI-bus (Peripheral Component Interconnect-bus);

ü grafische bus AGP (Accelerated Craphic Port - versnelde grafische poort);

ü HyperTransport is een hogesnelheidsbus voor het aansluiten van de interne apparaten van een computersysteem. De klokfrequentie bereikt 800 MHz. De bandbreedte is maximaal 6,4 GB/s;

ü USB is ontworpen om tot 256 externe apparaten (zoals een muis, printer, scanner, camera, FM-tuner, enz.) op één USB-kanaal aan te sluiten (volgens het common bus-principe). Doorvoer tot 480 Mbps (in USB 2.0-versie).

In moderne computers kan de processorfrequentie hoger zijn dan de systeembusfrequentie (de processorfrequentie is 1 GHz en de busfrequentie is 100 MHz).