Описания / Внешние шины компьютера
Многие устройства ввода/выводаинформации подключаются к компьютеру посредством внешней шины. Обычно разъёмывнешних шин располагаются на задней панели системного блока. Физическиони различаются на те, в которых вставляют кабель, и те, которые сами вставляютсяв кабель. Из-за «бугра» к нам пришли и соответствующие названия «мама» и «папа». Это не просто шутка зарубежных инженеров, т.к. вполне официальноза «male» обозначают соединители-вилки, а «female» — розетки. Также разъёмыделятся по количеству контактов на 9, 25 и т.д. — контактные. Так, разъёмдля подключения принтера является 25-контактным типа «мама», а подключаемыйк нему разъём на одном из концов шнура принтера является 25-контактнымтипа «папа». В компьютерной индустрии чаще всего применяются разъёмы Д-формы (к таким подключаются принтер, монитор), Mini-DIN (подключениеклавиатуры и мыши в новых компьютерах стандарта АТХ и компьютерах PS/2), DIN (клавиатуры АТ). Можно встретить и другие, всех не перечислишь. Болеепринято внешние шины компьютера называть портами (LPT-порт, COM-порт).Следующее и, пожалуй, самое главное деление — по виду передачи данных. Как Вы знаете, данные в компьютере представляются битами (0 или 1), биты группируются в байты восьмёрками, байты с слова (1 слово = 2 байта = 16бит), двойное слово (32 бита)и т.д. Если порт передаёт несколько бит одновременно, то его называют параллельным портом. Если же биты передаются по очередиодин за другим, то этот порт последовательный. Сразу видны прелести и недостаткипоследовательных и параллельных портов: при последовательной передаче данных вся информация может передаваться по двум проводам (один «земля» и одининформациюнный), следовательно на проводах можно сэкономить. Но для передачиодного байта потребуется восемь циклов (я рассматриваю самый простой случай), следовательно данные будут передаваться медленно. При параллельной передаче виден заметный выигрыш в скорости, но для передачи байта нужно 9 проводов. При такой передаче байты «мешают» друг другу в следствии законов электромагнетизма, поэтому вероятность ошибок увеличивается. Порт принтера является параллельным: скорость его передачи может достигать 2 мегабит в секунду, но максимальнаядлина шнура может быть 2,5 метра. Порт, к которому подключаются мыши компьютеров АТ и внешние модемы последовательный: длина шнура может достигать 15 метров, но скорость передачи всего 115 килобит в секунду. Теперь о каждой из шинконкретнее.
Порт принтера (LPT, параллельный порт)
Применяется в основном для подключения принтеров к компьютеру. Но существуют также LPT-сканеры, CD-ROM приводыи LPT-модемы. Поначалу скорость порта была невысокой (до 600 Кбит/с) ипорт обеспечивал передачу только в одном направлении (из компьютера). Но стандарт EPP (Enhanced Parallel Port) обеспечил двунаправленную передачусо скоростями до 2 Мбит/с и подключение до 64-х устройств. Последующий за ним стандарт ECP (Enhanced Communication Port) расширил количество подключаемых устройств до 128 и объявил стандарт на сжатие данных, благодаря чему реальная скорость увеличилась ещё больше. EPP стандарт был разработан фирмами Intel, Xircon и Zenith; ECP — Microsoft и Hewlett-Packard. В дальнейшем Американский Институт Инженеров по электротехнике и электронике включил эти два стандартав свой IEEE1284. Новый стандарт описал все прежние и добавил новую функцию: взаимодействие устройств при возникновении ошибки. Для LPT порта обычно используется 25-контактный разъём Д-формы. На задней стенкекомпьютера разъём типа «мама».
Последовательный порт (COM-порт, RS-232)
Обычно применяется для подключения мыши или внешнего модема. Стандарт на него был разработан в 1969 году. Скорость порта зависит от множества стандартов. Сейчас максимальная скорость передачи составляет 115 Кбит/с. Наиболее часто используются разъёмы Д-формы 15 и 25 — контактные. Обычно к 15-ти контактному типа «папа» подключается «мышь», к 25-контактному «папа» — модем. Почему не наоборот? Дело в том,что стандарт на использование 25-контактного разъёмы вышел в 1987 году как модификация «D». В этот стандарт были внесены некоторые дополнительные линии, которые необходимы для более быстрого функционирования модема. Вообщето «мышь» подключается к COM-порту «незаконно», так как никакой стандартне описывает вывод на разъём последовательного порта линий питания, а в «мыши» используется активный компонент (микросхема), требующий этого. Питаниемышь берёт с одной из линий данных. С выходом форм-фактора АТХ мышь перенеслина PS/2 последовательный порт, в котором реализовано питание на разъёме. Также с появлением шины USB и AMR модемы потихоньку перекочёвывают на них. Вывод: СОМ «умирает».
IrDA порт (Infrared Data Association)
Используется для подключения IR-мышей, клавиатур, принтеров находящихся на расстоянии до 2-х метров. Также посредством этого интерфейса можно связать два компьютера на столе или компьютер и PalmTop («компьютер на ладони»). Скорость — до 115 КБит/с. По сути дела это обычный последовательный COM-порт со световой передачей данных.
Данный разъём появился на компьютерах совсем недавно, хотя разработан был ещё в 1995 фирмами Compaq, DEC, IBM, Intel, Microsoft, NEC и Northern Telecom. Прелести данного порта следующие:
Стандарт разработан фирмами Aplle Computers и Texas Instruments. Предназначается для создания домашних сетей. Скорость обмена данными до 400 Мбит/с. Как и USB, поддерживает «горячее» подключение. О разъёмах, сами понимаете, говорить бесполезно.
Данная шина не является чистовнешней, так как во многих компьютерах применяются SCSI-контроллеры в купе со SCSI-винчестерами, ZIP, Jazz или CD-приводами. К одному шнуру можноподключить до 7 (15 для SCSI-Wide) устройств. Длина кабеля до 25 метров. Скорость передачи данных опять же зависит от спецификации. Для UWSCSI онасоставляет 40 Мбайт/с. Вид разъёма зависит от предназначения (какие устройстванужно подключать).
Шина данных это
Шина данных это система передачи информации в ПК
Шина данных это одна из самых важных шин, из-за необходимости которой собственно и формируется вся остальная система. Численность имеющихся у нее разрядов указывает на скорость и производительность обмена данными, кроме этого определяет наибольшее число выполняемых команд. Шина данных это устройство, которое передает данные всегда в двух направлениях.
Для работы компьютера предполагается наличие в его составе комплекса определенных систем, и отсутствие хотя бы одной из них приведет к полной неработоспособности ПК. Ниже перечислены основные системы:
- Центральный процессор
- Графический адаптер
- Система оперативной памяти (ОЗУ)
Но все-таки эти модули, даже в комплексе не будут выполнять тех функций, которые от них требуются. Для того, чтобы все компоненты функционировали как положено, среди них создается взаимосвязь, с помощью которой будет выполняться необходимые вычислительные и другие операции. Средства связи такого рода создают именно компьютерные системные шины. Следовательно, можно утверждать, что данный компонент является крайне необходимым элементом в компьютерном блоке.
Компьютерная шина
Компьютерная шина – это электронная магистраль предназначенная для передачи информации между функциональными модулями компьютера. Такими как: центральный процессор, графический адаптер, винчестер, ОЗУ и остальными устройствами. Данная система включает в себя некоторое количество других шин, в частности: шины адреса, шина данных, кстати их может быть несколько, и шина управления.
Основное деление компьютерных шин
Отличие шин друг от друга базируется на нескольких моментах. Главным признаком считается Первенствующим показателем является место расположения. Исходя из этого шины бывают следующих типов:
- Шины для создания магистральной связи между компонентами установленными внутри компьютерного блока, а именно: центральный процессор, оперативное запоминающее устройство, системная плата. В современных компьютерах она обозначается как — локальная шина.
- Шины служащие для подсоединения к системной плате периферийных гаджетов, таких, как: адаптеры, карты памяти, называются — внешними шинами.
По-большому счету, компьютерной шиной можно охарактеризовать практически всякое устройство, служащее для создания связи между двумя и более компонентами. Даже оборудование для подключения компьютера к сети Интернет в определенной степени считается системной шиной.
Одна из самых значимых устройств связи
Все действия выполняемые нами с помощью компьютера, будь то работа с документами или прослушивание музыкальных треков, компьютерные игры — все это возможно только благодаря процессору. Равным образом и процессор не может выполнять свои функции, не имея при этом магистральной связи с остальными значимыми компонентами осуществляющими полноценную работу компьютера. То есть, именно с помощью системной шины процессора организуется в одно целое комплекс устройств.
Производительность компьютера
Все основные компьютерные шины в зависимости от предназначения, делятся на несколько категорий:
- Адресные шины
- Шины управления
- Шины данных
У процессора может быть задействовано несколько системных трактов связи, при этом, как показала практика, наличие определенного количества шин увеличивает эффективность работы компьютера. Пропускная способность компьютерной шины в большей части определяет производительность ПК. Принцип ее действия заключается в определение скорости трансляции данных, передающихся с локальных устройств на другие вычислительные модули и обратно.
Системные шины в современных компьютерах
Стандартная локальная шина, разработанная ассоциацией VESA, получила компетентное признание в мире компьютерных технологий. Официальное ее название VL-Bus и она же является одной из самых популярных шин локального назначения со дня ее представления. Используя шину VL-Bus можно осуществлять 32-разрядную передачу информации между графическим адаптером и процессором либо винчестером.
Однако, такая магистраль связи не способна поддерживать корректную работу микропроцессора. Вследствие этого она встраивается в систему вместе с 16-разрядной шиной ISA, и таким образом выполняет функции дополнительного расширения.
Компьютерная шина, оперативка, центральный процессор и мосты
Внешняя шина данных и шина адреса
Самыми важными характеристиками, которые определяют скорость работы Вашего процессора, являются производительность, ну и, конечно же, разрядность внешней шины данных и шины адреса.
Внешняя шина данных
Если речь идет о шине процессора, то, в большинстве случаев, имеют в виду шину данных, которая представляет собой определенное количество различных соединений, предназначенных для приема/передачи любого рода данных. Здесь все просто: чем больше сигналов в единицу времени может принять шина, тем больше информации пропускается свозь нее, то есть, тем быстрее становится ее работа. Для того чтобы Вы могли в полном объеме уловить весь смысл того, что я пытаюсь Вам донести, давайте проведем следующую ассоциацию: разрядность подобна многополосной скоростной дороге, то есть с увеличением количества полос увеличивается скорость и количество передачи данных.
В любом компьютере информация передается посредством цифр через одни те же промежутки времени. Сейчас мы немного окунемся в технологию! Для того чтобы передать единичный бит система посылает сигнал напряжения ВЫСОКОГО уровня, который примерно равен 5B, в то время как для передачи нулевого бита передается сигнал примерно равный 0B. Из всего этого делаем тот же вывод, что и раньше: чем больше линий (выше разрядность), тем большее количество битов передается в единицу времени. Современные процессоры оснащаются 64-разрядными внешними шинами данных. Это говорит о том, что сейчас каждый новый процессор способен передавать в системную память либо получать из нее данные в размере 64 бит, если кому-то удобнее, то 8 байт.
Теперь вот еще что. От разрядности шины данных зависит банк памяти, то есть его разрядность. Предыдущее предложение должно было рассказать Вам о том, что 64-битный процессор способен в единицу времени записывать в память либо же считывать из нее 64 бита данных, в то время как 32 битный способен считать/записать только 32 бита.
Шина адреса
Шина адреса есть ничто иное как определенное количество проводников, которые служат для передачи информации об адресе ячейки, в которую, либо из которой, направляются данные. Так же как и в шине данных, по каждому из проводников передается 1 бит, указывающий на одну из цифр в адресе. Чем больше проводников в шине, которые используют в формировании адреса, тем больше количество адресуемых ячеек. От разрядности шины адреса зависит максимальное количество памяти, которое может быть адресовано процессором.
Для информации: в компьютерах используется двоичная система исчисления, а это значит, что если адресация 2-разрядная, то может быть использовано лишь 4 ячейки (00, 01, 10, 11), если 20 разрядная, то 1045876 байт, что равно 1 мегабайту.
Вот что Вы должны вынести из всего написанного: чем выше разрядность шины данных, тем лучше и быстрее процессор будет производить обмен информацией, и чем выше разрядность шины адреса, тем больше банк памяти, который можно использовать для работы.
Внутренние регистры или внутренняя шина данных
Общее количество битов информации (данных), которое способен обработать процессор в единицу времени, то есть в один прием, напрямую зависит от разрядности внутренних регистров.
Регистр – это ячейка в памяти процессора, предназначенная для хранения определенной информации. Предположим, что Ваш процессор выполняет какие-то вычислительные операции, при этом числа или переменные для проведения расчетов могут находиться в двух совершенно разных регистрах (ячейках), а результат вычислений сохраняется в новый регистр. На сегодняшний день популярностью пользуются мощные высокопроизводительные процессоры, которые имеют 64-разрядные регистры.
Осмелюсь предположить, что Вы смогли разобраться с тем, что я только что тут написал.
Источник