Шина что это: Недопустимое название — Викисловарь

Содержание

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

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

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

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

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

История

Первое поколение

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Второе поколение

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

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

(AGP) только для работы с видеоадаптерами. В 2004 году AGP снова стало недостаточно быстрым для мощных видеокарт и AGP стал замещаться новой шиной PCI Express

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

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

Третье поколение

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

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

Примеры внутренних компьютерных шин

Параллельные

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

Последовательные

Примеры внешних компьютерных шин

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

Проприетарные

Примеры универсальных компьютерных шин

См.

также

Внешние ссылки

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

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

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

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

История

Первое поколение

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Второе поколение

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

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

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

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

Третье поколение

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

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

Примеры внутренних компьютерных шин

Параллельные

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

Последовательные

Примеры внешних компьютерных шин

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

Проприетарные

Примеры универсальных компьютерных шин

См.

также

Внешние ссылки

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

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

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

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

История

Первое поколение

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Второе поколение

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

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

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

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

Третье поколение

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

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

Примеры внутренних компьютерных шин

Параллельные

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

Последовательные

Примеры внешних компьютерных шин

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

Проприетарные

Примеры универсальных компьютерных шин

См.

также

Внешние ссылки

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

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

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

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

История

Первое поколение

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Второе поколение

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

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

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

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

Третье поколение

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

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

Примеры внутренних компьютерных шин

Параллельные

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

Последовательные

Примеры внешних компьютерных шин

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

Проприетарные

Примеры универсальных компьютерных шин

См.

также

Внешние ссылки

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

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

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

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

История

Первое поколение

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Второе поколение

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

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

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

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

Третье поколение

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

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

Примеры внутренних компьютерных шин

Параллельные

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

Последовательные

Примеры внешних компьютерных шин

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

Проприетарные

Примеры универсальных компьютерных шин

См.

также

Внешние ссылки

Чем отличается шина от покрышки

Многие ошибочно считают, что шина и автопокрышка — это одно и то же изделие. На самом деле это разные вещи, причем одно изделие ранее выступало частью другого. Речь идет о шинах, которые сегодня можно увидеть только на мотоциклах и грузовых автомобилях. До появления бескамерных автопокрышек, колесо автомобиля состояло из колесного диска, покрышки и шины внутри нее. Именно шина предназначалась для накачивания воздуха. Покрышка при этом выступала в роли защиты, оберегающей шину от контакта с дорогой, и принимала на себя основные механические удары при движении. Кроме того, от конструкции покрышки зависят ходовые качества машины. Поэтому покрышка — это более функциональный элемент колеса.

С появлением бескамерных шин, камера для накачивания воздуха исчезла. Сегодня воздух удерживается самой покрышкой, благодаря резиновому герметизирующему слою между ней и колесным диском. Собственно и покрышку теперь не называют своим именем, так как она получила название “бескамерная шина”. Ее конструкция изменена и усилена, чтобы исключить деформацию при повышенных нагрузках и, как следствие, нарушении герметизации. Рассмотрим более детально отличия между покрышкой и шиной.

Основные различия

Как говорилось выше, основные различия между этими изделиями заключается в том, что они являлись внутренней и наружной частью автомобильного колеса. Соответственно и конструкция их отличается.

Шина


Изготавливается из резины с отменной стойкостью на растяжение и при работе при высоких температурах. Изделие оснащается вентилем для подсоединения насоса или компрессора, чтобы накачать воздух. При проколе или порезе, шину можно отремонтировать, воспользовавшись вулканизатором. Размер данного изделия не может быть больше покрышки.

Покрышка

В отличие от шины, имеет сложную конструкцию с волокнами, расположенными под углом или параллельно. На поверхности изделия имеется рельефный рисунок и сеть канавок для отвода воды. Если покрышки зимние, в их конструкции предусмотрена возможность установки шипов. Толщина стенок гораздо толще, чем у резины, что, в сочетание с металлическим поясом боковин, снижает вероятность деформации колеса при входе автомобиля в поворот.

Выводы


Таким образом, современная бескамерная шина — это модифицированная покрышка с усиленной конструкцией. Роль шины теперь выполняет герметизирующий слой, представляющий собой резиновую подкладку. Она устанавливается между монтажным контуром автопокрышки и посадочным местом на колесном диске. При накачивании воздухом, за счет давления, покрышка прижимает резиновую подкладку к колесному диску, обеспечивая таким образом герметичность. Чтобы работать с такими колесами, для шиномонтажа необходим станок балансировочный, цена которого по карману каждому СТО. Благодаря такому оборудованию, масса бескамерной шины равномерно распределяется по колесному диску, а герметизирующий слой плотно прилегает к нему. На станок колесо устанавливается, имея небольшое давление, а после выполнения балансировочных работ докачивается.

А что такое компьютерные шины?

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

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

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

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

Основными характеристиками компьютерных шин можно считать

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

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

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

Компьютерный автобус

: что это?

Последнее обновление Вторник 26 января 2021 в 10:57 , Елена Керачева.

В вычислениях шина определяется как набор физических соединений (например, кабели, печатные схемы и т. Д.), Которые могут совместно использоваться несколькими аппаратными компонентами для связи друг с другом. Назначение шин — между компонентами, путем выполнения всех коммуникаций по одному каналу данных.Вот почему иногда используется метафора магистрали данных .

Характеристики

Если по линии обмениваются данными только два аппаратных компонента, это называется аппаратным портом (например, портом или параллельным портом).

Есть разные типы компьютерных шин. Шина характеризуется объемом информации, которая может быть передана за один раз . Это количество, выраженное в битах, соответствует количеству физических линий, по которым одновременно отправляются данные.32-жильный ленточный кабель может передавать 32 бита параллельно. Термин ширина используется для обозначения количества битов, которые шина может передавать за один раз.

Кроме того, скорость шины определяется ее частотой (выраженной в герцах), количеством пакетов данных, отправленных или полученных в секунду. Каждый раз, когда данные отправляются или принимаются, это называется циклом .

Можно найти максимальную скорость передачи шины или количество данных, которые она может передать за единицу времени, умножив ее ширину на на частоту .Например, шина шириной 16 бит и частотой 133 МГц имеет скорость передачи, равную:

 16 * 133,10  6  = 2128 * 10  6  бит / с, 
или 2128 * 10 6 /8 = 266 * 10 6 байт / с
или 266 * 10 6 /1000 = 266 * 10 3 КБ / с
или 259,7 * 10 3 /1000 = 266 МБ / с

Архитектура

В действительности каждая шина обычно состоит из от 50 до 100 отдельных физических линий, разделенных на три подузла :

  • Адресная шина : иногда называемая шиной памяти , она передает адреса памяти, к которым процессор хочет получить доступ для чтения или записи данных.Это однонаправленный автобус.
  • Шина данных : передает инструкции, поступающие от процессора или идущие к нему. Это двунаправленная шина.
  • Управляющая шина или командная шина : она передает команды и сигналы синхронизации, поступающие от блока управления и передаваемые ко всем остальным компонентам оборудования. Это двунаправленная шина, так как она также передает ответные сигналы от оборудования.

Основные автобусы

Обычно в компьютере две шины .

  • Внутренняя шина : иногда называемая внешней шиной или FSB для краткости, она позволяет процессору взаимодействовать с центральной памятью системы (ОЗУ).
  • Шина расширения : иногда называемая шиной ввода / вывода , она позволяет использовать различные компоненты материнской платы (а именно, USB, последовательный порт и [содержимое / 415-последовательный-последовательный порт-и-параллельный порт параллельные порты], вставленные карты в разъемах PCI, жестких дисках, приводах CD-ROM и CD-RW и т. д.) общаться друг с другом. Однако он в основном используется для добавления новых устройств , используя так называемые слоты расширения , подключенные к шине ввода / вывода.

Набор микросхем материнской платы

Что такое «чипсет»? Набор микросхем — это компонент, который направляет данные между шинами компьютера, так что все компоненты, составляющие компьютер, могут обмениваться данными друг с другом. Чипсет изначально состоял из большого количества электронных микросхем, отсюда и название.

Обычно он состоит из двух компонентов. Первый — это северный мост (также называемый контроллером памяти ), который отвечает за управление передачей данных между процессором и ОЗУ; по этой причине он физически расположен рядом с процессором. Иногда его называют GMCH , для Graphic and Memory Controller Hub .

Второй — южный мост (также называемый контроллером ввода / вывода или контроллером расширения ), который управляет обменом данными между периферийными устройствами.Его также называют ICH ( I / O Controller Hub ). Термин мост обычно используется для обозначения компонента, который соединяет две шины:

Примечательно, что для связи две шины должны иметь одинаковую ширину . Это объясняет, почему модули ОЗУ иногда необходимо устанавливать парами (например, ранние чипы Pentium, чьи процессорные шины были 64-битными, требовали двух модулей памяти шириной 32 бита каждый).

Вот таблица со спецификациями наиболее часто используемых автобусов:

Стандартный Ширина шины (бит) Скорость шины (МГц) Пропускная способность (МБ / с)
ISA 8-бит 8 8.3 7,9
ISA 16 бит 16 8,3 15,9
EISA 32 8,3 31,8
VLB 32 33 127,2
PCI 32-бит 32 33 127,2
PCI 64-разрядная 2,1 64 66 508,6
AGP 32 66 254.3
AGP (режим x2) 32 66×2 528
AGP (режим x4) 32 66×4 1056
AGP (режим x8) 32 66×8 2112
ATA33 16 33 33
ATA100 16 50 100
ATA133 16 66 133
Последовательный ATA (S-ATA) 1 180
Последовательный ATA II (S-ATA2) 2 380
USB 1 1.5
USB 2.0 1 60
FireWire 1 100
FireWire 2 1 200
SCSI-1 8 4,77 5
SCSI-2 — быстрый 8 10 10
SCSI-2 — широкий 16 10 20
SCSI-2 — Fast Wide, 32 бита 32 10 40
SCSI-3 — Ультра 8 20 20
SCSI-3 — сверхширокий 16 20 40
SCSI-3 — Ультра 2 8 40 40
SCSI-3 — сверхширокий 2 16 40 80
SCSI-3 — Ультра 160 (Ультра 3) 16 80 160
SCSI-3 — Ультра 320 (Ультра 4) 16 80 ГДР 320
SCSI-3 — Ультра 640 (Ультра 5) 16 80 QDR 640

Изображение: © Знаки и символы — Shutterstock.com

автобус | автомобиль | Британника

автобус , любой из класса больших самоходных колесных транспортных средств, предназначенных для перевозки пассажиров, как правило, по фиксированному маршруту. Они были разработаны в начале 20 века, чтобы конкурировать с трамваями, обеспечивая большую гибкость маршрута. Автобус был естественным продолжением кареты, запряженной лошадьми. Сегодня автобусы определяются как транспортные средства, вмещающие более 10 пассажиров.

Разработка

В 1830 году сэр Голдуорти Герни из Великобритании сконструировал большой дилижанс, приводимый в движение паровым двигателем, который, возможно, был первым автобусом с моторным приводом.В 1895 году в Германии был построен омнибус с восемью пассажирами, приводимый в движение четырехцилиндровым одноцилиндровым двигателем. Ранние автобусы в Соединенных Штатах эксплуатировались экскурсионными компаниями в Нью-Йорке. Один тип этих открытых транспортных средств, построенный Mack Trucks, Inc. в 1900 году, имел номинальную вместимость 20 человек с четырехцилиндровым бензиновым двигателем, развивающим мощность 40 лошадиных сил при уличной скорости до 32 км (20 миль) в час.

Автобус с 20 пассажирами, мощностью 40 лошадиных сил, построенный Mack Trucks для осмотра достопримечательностей Бруклинского проспект-парка, 1900 год.

Исторический музей Mack Trucks

До 1920-х годов техническая история автобуса была историей грузовика, потому что первые автобусы состояли из кузова автобуса, установленного на шасси грузовика. Так производится большинство современных школьных автобусов. В 1921 году первый автомобиль с шасси, специально разработанным для автобусных перевозок, был произведен в Соединенных Штатах компанией Fageol Safety Coach Company из Окленда, Калифорния. Расширенная и удлиненная рама была на 30 см (12 дюймов) ниже, чем рама грузовика.В 1926 году компания Fageol разработала первый автобус с цельной рамой, с двумя двигателями, установленными на миделе под полом. В единой раме в качестве конструктивных элементов использовались крыша, пол и борта автобуса.

Другими первыми производителями автобусов были Mack и Yellow Truck & Coach в Соединенных Штатах, которые выпускали бензино-электрические модели. В этих автобусах бензиновый двигатель приводил в действие генератор постоянного тока, а выходная мощность генератора обеспечивала электрическую мощность для приводных двигателей на задних колесах.В 1928 году в США было открыто трансконтинентальное автобусное сообщение. В 1931 году был представлен первый задний двигатель в автобусе с цельной рамой. Двухтактные дизельные двигатели были впервые использованы в автобусах в 1938 году и до сих пор используются в большинстве городских и междугородних моделей.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Пневматическая подвеска была представлена ​​в 1953 году и до сих пор используется в моделях автобусов с цельной рамой. Они состоят из множества тяжелых резиновых сильфонов или пневматических рессор, установленных на каждой оси.Пневматические рессоры снабжаются воздухом из резервуара, в котором поддерживается давление около 690 килопаскалей (100 фунтов на квадратный дюйм). Преимущество этого типа подвески состоит в том, что при увеличении или уменьшении нагрузки уровень и высота транспортного средства остаются постоянными. Это достигается с помощью клапанов, которые увеличивают давление в пневматической рессоре. Повышенное давление агрегата, умноженное на почти постоянную площадь, дает большую грузоподъемность.

В отличие от листовой рессоры, но, как и винтовая пружина, пневматическая рессора способна выдерживать только вертикальные силы.Следовательно, тормозные и поворотные усилия должны восприниматься радиусными стержнями. Это наборы звеньев или рычагов, один конец которых прикреплен к корпусу оси, а другой конец присоединен к корпусу.

Современные автобусы

Существует четыре основных типа автобусов: городские или транзитные, пригородные, междугородние или туристические и школьные. Городской автобус курсирует в черте города и отличается низкой максимальной скоростью, низкой платформой, возможностью для стоящих и инвалидных колясок, двумя входами со стороны тротуара, сиденьями с низкой спинкой и отсутствием места для багажа.Пригородный автобус рассчитан на короткие междугородние рейсы, имеет сиденья с высокой спинкой, багажные отделения и полки, а также одинарный, парадный вход.

Междугородний тип имеет платформу с высокой посадкой, обеспечивающую максимальное пространство для багажа под пассажирами, сиденья с высокой спинкой, верхние багажные полки, телевизионные мониторы, индивидуальные лампы для чтения и органы управления вентиляцией, а также туалет. Типичный междугородний автобус весит около 12 000 кг (26 000 фунтов), вмещает до 47 пассажиров, имеет двухтактный дизельный двигатель V-8 мощностью до 450 лошадиных сил, автоматическую коробку передач с электронным управлением и воздушные тормоза.Школьные автобусы обычно состоят из кузова на 50 пассажиров со специальной сигнальной лампой и средствами безопасности, установленного на шасси грузового автомобиля с длинной колесной базой. Поскольку в 1990-х и 2000-х годах расходы на топливо увеличились, количество пассажиров автобусов увеличилось во многих городских регионах по всему миру.

Автобусы с шарнирно-сочлененной рамой впервые начали использовать в Европе в 1950-х годах. В этой конструкции кузов прицепа соединен с задней частью обычного автобуса с передним двигателем с помощью сцепного устройства, гибкой диафрагмы и сплошной панели пола с дугообразными сопрягаемыми поверхностями во время маневров поворота.Такая компоновка позволяет на 75 процентов увеличить количество сидячих мест и на 20 процентов повысить эффективность использования топлива на одно сиденье-километр. Радиус поворота такой же, как у обычного автобуса. Производство этой конструкции было начато в США в 1980-х годах несколькими европейскими фирмами. Двойные настилы, повышенный комфорт сидений и большие площади остекления были тенденциями в туристических автобусах, в основном в Европе и Азии.

По оценкам, типичный автобус повышенной проходимости снимает с шоссе 17 автомобилей и достигает 69 пассажиро-километров на литр (162 пассажиро-мили на галлон).Строятся экспериментальные гибридно-электрические автобусы на основе автомобильной практики. Интермодальные транзитные системы со скоординированными автобусами, поездами и частными автомобилями продолжают изучаться из-за их эффективности и потенциала сокращения загрязнения.

Новые стандарты выбросов выхлопных газов для автобусов вступили в силу в Соединенных Штатах в 2006 и 2007 годах, согласно которым выбросы, связанные с смогом, были сокращены на 95 процентов, а сажи — на 90 процентов по сравнению с уровнями 2000 года. Сокращения потребовали перехода на дизельное топливо с измененным составом с содержанием серы не более 15 частей на миллион.

Арчи Х. Истон Джордж К. Кромер

Узнайте больше в этих связанных статьях Britannica:

Стоимость

— Служебный автобус | Microsoft Azure

Для объектов через посредников (очередей, тем или подписок) операция — это любое взаимодействие API со службой служебной шины по любому протоколу.

Отправка, получение, удаление сообщения, размер которого меньше или равен 64 КБ, считается одной оплачиваемой операцией. Если размер сообщения превышает 64 КБ, количество оплачиваемых операций рассчитывается в соответствии с размером сообщения, кратным 64 КБ.Например, сообщение размером 8 КБ, отправленное в служебную шину, будет оплачено как одна операция, а сообщение размером 96 КБ, отправленное в служебную шину, будет оплачено как две операции. Чтение сообщения размером 8 КБ с блокировкой и последующее завершение или явный отказ от сообщения будут оплачены как две операции. Восстановление блокировки сообщения также влечет за собой операцию.

Множественные доставки одного и того же сообщения (например, разветвление сообщения нескольким подписчикам или извлечение сообщения после отказа, отсрочки или ввода мертвых букв) будут считаться независимыми операциями.Например, в случае темы с тремя подписками, одно отправленное и полученное впоследствии сообщение размером 64 КБ будет генерировать четыре оплачиваемые операции: одна «вход» плюс три «выход», при условии, что все сообщения доставляются во все подписки и удаляются в течение читать.

Кроме того, за создание, чтение (перечисление), обновление и удаление очереди, темы или подписки взимается операционная плата.

Операции — это вызовы API, выполняемые для конечных точек службы очереди, темы или подписки.Сюда входят операции управления, отправки / получения и состояния сеанса.

Тип операции Описание
Управление Создание, чтение, обновление, удаление по очередям, темам или подпискам
Обмен сообщениями Отправка и получение сообщений с очередями, разделами или подписками
Состояние сеанса Получение или установка состояния сеанса в очереди, теме или подписке
Уровень Premium не взимает плату за операции, превышающие приобретенный предел емкости.

Автобус в Steam

«Мы хотим дать возможность нашему сообществу присоединиться к разработке нашего нового симулятора The Bus на раннем этапе, чтобы обеспечить отличные впечатления от его окончательного и официального релиза. Итак, вы уже можете играть и следить за текущими разработками ». « Автобус пройдет через различные фазы, в которые будут добавлены дополнительные функции, контент и доработка, пока он не будет готов к выпуску.Вероятно, это займет от 8 до 16 месяцев итераций и разработки ». «Релизная версия Bus будет содержать автобусные линии TXL, 100, 200 и 245, а также несколько вариантов автобусов различных марок.

Внутриигровые редакторы позволят вам создавать и редактировать автобусные линии, маршруты, туры и многое другое.

Инструменты модификации на основе Unreal Engine 4 Game Editor будут доступны для создателей контента, чтобы они могли делиться своими модами через Steam Workshop.

Режимы игры «Свободная игра» и «Эконом» будут доступны в одиночной и многопользовательской игре.

Режим свободной игры позволит вам управлять всеми автобусными маршрутами в любое время года на выбранном вами транспортном средстве. Включая пассажирский транспорт с продажей билетов и проверкой достоверности.

Экономичный режим позволит вам создать собственную автобусную компанию. Покупайте автомобили и нанимайте персонал. Поддерживайте и ремонтируйте автомобили вашего автопарка. И получать доход за счет продажи билетов.

По сути, вы, вероятно, получите полную и законченную игру в самом конце раннего доступа до того, как Gold Master Bus поступит в производство для розничной доставки.”

«В начале раннего доступа Bus будет включать в себя автобусную линию TXL, а также сочлененный и одиночный автобус в режиме одиночной игры в режиме свободной игры с редактором линий и редактором маршрутов. Посадка и высадка пассажиров, включая продажу и проверку билетов. AI-Traffic с участием различных типов транспортных средств, пешеходов и сложных светофоров. Полный дневной и ночной цикл с погодой и временами года.

Полное описание текущего состояния версии в раннем доступе см. В разделе «Об этой игре» ниже.”

«Цена The Bus будет постепенно повышаться по мере того, как в ходе раннего доступа будет добавляться все больше и больше функций и контента». «Мы будем собирать отзывы и данные во время раннего доступа здесь, в Steam, и на наших форумах разработчиков. Отзывы и данные будут обработаны командой, которая затем определит список изменений для каждого обновления во время раннего доступа к The Bus ». Руководство по шине данных

— что нужно знать

Вы когда-нибудь приходили в голову исследовать, что происходит на вашем компьютере? Как различные компоненты вашего компьютера, например.g., память, центральный процессор, жесткий диск и т. д. Общаться друг с другом для выполнения разных задач? Что происходит внутри вашего USB-кабеля (универсальная последовательная шина) при подключении к компьютеру для передачи файлов с телефона или на него или других устройств, например флэш-накопителей, внешнего жесткого диска и т. Д.? Это небольшое исследование направлено на то, чтобы заинтересовать вас и рассказать о том, как компьютеры и другие устройства взаимодействуют друг с другом, а также о трафике данных между ними.

1 、 Шина данных

1.1 Что такое шина данных?

От слова «шина данных» в веб-словаре автобус определяется как транспортное средство, перевозящее множество пассажиров из одного места в другое, но в данном случае речь идет о данных. Шина — это соединение, которое требует передачи данных или канала связи между двумя или более устройствами. Отличительной иллюстрацией является шина связи между блоком обработки и блоком памяти компьютерной системы.

Структура шины включает в себя несколько линий связи или трактов, и в физическом представлении она будет построена из различных проводов (т.е., сигнальные линии).

Информация, передаваемая шиной, связана с тем, где данные инициируются или куда они будут отправлены. Каждая из линий шинных каналов / передает один бит информации. Следовательно, чем больше линий на шине, тем больше данных она может получить / адресовать.

Это называется размером или шириной шины, и он решает, в какой степени / количество данных может быть передано за один раз. 8-битная шина разделяет 8 бит данных.

В зависимости от типа шины информация может передаваться либо в последовательном режиме (т.е.е., последовательность битов, передаваемых с использованием линии) или аналогичным способом, что означает одновременную передачу битов данных / информации по нескольким линиям.

Изображение 1: Технология шины данных

32-битный

был первым стандартом для шины данных, но последние системы шин данных могут передавать гораздо большие объемы данных. Шина данных может передавать данные к компьютеру или центральному процессору (ЦП), который является мозгом компьютера. Шина данных также может передавать информацию между двумя компьютерами.

Частое использование термина «шина данных» в мире информационных технологий (ИТ) в среднем аналогично использованию в другое время, «электрические шины» в мире электроники. Электронная шина — это канал для передачи тока примерно так же, как шина данных обеспечивает способ передачи данных. Сегодняшние вычислительные системы стали более сложными, поскольку данные часто проходят через части, компоненты платы ЦП и периферийные / физические структуры.

Шины данных являются важными инструментами для облегчения передачи данных, что делает существенную потребность в передаче данных в потребительских и других системах. Благодаря новым сетевым структурам и проектам данные также циркулируют между различным оборудованием и более широкими подключенными кабелями или виртуальными системами.

2 、 Внешняя шина данных

К настоящему времени вы узнали, что информация передается по всему компьютеру и его компонентам с помощью двоичного кода (т.е., Комбинации 0 и 1), проходящие через шину (шину данных). Внешняя шина данных (также называемая внешней шиной или шиной данных) — это данные на компьютере. К нему подключены все компоненты адресации данных или любые другие дополнительные устройства данных; следовательно, любая информация / данные, отправленные по этой шине, доступны для всех устройств, подключенных к компьютеру.

Как обсуждалось ранее, компьютеры используют восемь проводников (8-битная шина данных), что позволяет передавать за один раз только 1-байтовую информацию. Затем эволюционировали компьютеры, размер / ширина внешней шины данных увеличилась с 1 до 16, 32 и, наконец, до нынешнего размера / ширины данных в 64 проводника.Более крупная и широкая шина дает больше места для потока данных за один раз, так же как добавление большего количества полос движения к шоссе позволяет большему количеству автомобилей перемещаться через точку за заданный промежуток времени

Первичная плата / ЦП / материнская плата — это основная монтажная плата компьютера, которая содержит внешнюю шину данных, подключенную к устройствам расширения, которые не являются частью основной конструкции материнской платы. Слоты расширения имеют наклонную поверхность, соединяющую два внешних устройства с материнской платой компьютера через внешнюю шину.

Платы расширения

, также называемые дочерними картами, представляют собой платы с миниатюрными схемами, устанавливаемые в слоты шины расширения на материнской плате. Другие формы — это слоты, в которых размещается компьютерная память.

Различные разъемы на материнской плате обеспечивают доступ к шине данных для периферийных устройств, например принтеров, сканеров, модема и т. Д., И некоторых внешних устройств, таких как клавиатуры, мыши.

Изображение 2: Устройство шины данных

Чтобы полностью понять, как компьютер передает данные между своими компонентами, представьте каждое устройство на шине данных, подключенное к шине, как набор переключателей включения / выключения.Глядя на то, какие из проводов имеют питание, а какие нет, устройство может считывать данные по мере получения данных, отправленных другим устройством. Режим включения-выключения линии представлен значением 0, которое «включено», и значением «выключено». Провода упрощают код двоичных чисел, который компьютер интерпретирует, а затем отправляет его другому компоненту системы или пользователю через устройство вывода, например, монитор, принтер, динамик, факс и т. Д. Связь происходит, когда напряжение достаточно приложено к любому из проводников или считано с него системой.

Зашифрованные сообщения могут передаваться на любые подключенные устройства, подключенные к внешней шине данных, или с них. Представьте шину данных как гигантское шоссе с параллельными полосами движения. По этой аналогии биты — это автомобили, которые едут бок о бок друг с другом, несущие часть закодированного сообщения. Микропроцессоры компилируют закодированные сообщения в данные, которые выполняют задачи, значимые для пользователя компьютера.

Изображение 3: Компьютерные шины

3 、 Адресная шина

Данные, как определено ранее, переносят данные в компьютерной системе, а адресная шина определяет, куда данные должны быть переданы.Итак, в этом мы освещаем, что я определяю адресную шину как структуру компьютерной шины, используемую для передачи данных между устройствами, которые описываются аппаратным адресом физической памяти, который помещается в виде двоичных чисел (т. Е. Нулей и единиц). чтобы шина данных могла получить доступ к памяти.

Центральный процессор использует адресную шину или другой тип доступа к памяти, называемый прямым доступом к памяти, который позволяет некоторым устройствам находить адрес для передачи команд чтения / записи.Центральный процессор выполняет запись и чтение всех адресных шин в виде битов.

Адресная шина была встроена в материнскую плату компьютера, чтобы сделать компьютер совместимым, удешевить и позволить большему количеству устройств подключаться к компьютеру.

Изображение 4: Автобус ISA

Адресная шина оценивается по количеству памяти, которую система способна восстановить. Система с 32-битной адресной шиной может адресовать 4096 мебибайт (что эквивалентно 4 гигибайтам) пространства памяти.Компьютеры с 64-битной адресной шиной с условием наличия операционной системы, которая может поддерживать адресную шину, будут адресовать 16 384 пебибайта (эквивалент 16 эксбибайт) ячеек памяти, что считается чрезвычайно большим.

Согласно другому выпуску, адресная шина считается набором линий или проводов, используемых для передачи адресов памяти или устройств включения и выключения (I // O). Это основная характеристика ненаправленного атрибута. Примером этого является микропроцессор Intel 88085, который имеет 16-битную шину адреса.

Из этого следует, что этот микропроцессор (Intel 88085) может передавать до 16 бит адреса (т.е. он может адресовать 665,5536 различных ячеек памяти). Эта шина объединяет несколько сигналов в единую 8-битную шину данных. Следовательно, наиболее значимые биты адреса проходят через шину адреса ((A7-A0). Более того, младший бит проходит через шину мультиплексированных данных (AD0-AD7)).

4 、 Шина управления

Помните, мы говорили о трех основных типах компьютерных шин: шина данных, адресная шина, а теперь и шина управления.После того, как шина данных и местоположение отправлены, данные известны адресной шине; тогда для правильного выполнения данных необходима шина управления.

Тогда шина управления представляет собой компьютерную шину определенного типа, которую центральный процессор использует для связи с другими компонентами и устройствами, подключенными к компьютерной системе. Такой вид связи стал возможным благодаря кабельным соединениям и схемам / печатным платам.

Шина управления наиболее важна в том смысле, что управление всеми подключенными устройствами.Кроме того, эта шина управления делает возможными компоненты компьютерной системы с помощью различных сигналов управления, передаваемых центральным процессором. Не забывая, что одна из основных задач автобуса — минимизировать количество линий, необходимых для связи в компьютерной системе.

В отличие от отдельной шины, которая обеспечивает связь между устройствами с использованием одной линии передачи данных (т. Е. Однонаправленной), шина управления является в значительной степени двунаправленной, поскольку она обеспечивает двустороннюю связь по шине данных между компонентами компьютера.И его устройства, а также помогает центральному процессору координировать и унифицировать сигналы управления во внутренних инструментах и ​​внешних функциях. Шина управления состоит из линий прерывания, линий разрешения байтов, сигналов чтения / записи и строк состояния.

Совет: некоторые элементы управления являются общими для всех центральных процессоров

Линии запроса прерывания (IRQ): это аппаратная линия определенного типа, используемая устройствами для прерывания текущего потока данных, которые должны быть введены в центральный процессор.Это позволяет компьютеру выполнять так много задач одновременно, прерывая текущий процесс, чтобы быстро получить задание из-за его высокого приоритета. Большинство системных шин содержат от 50 до 100 дискретных линий связи.

Связь между центральным процессором компьютера и шиной управления имеет большое значение для правильной и качественной работы компьютерной системы.

Центральный процессор не может знать, отправляет ли система или принимает данные без шины управления.То, куда должна идти информация для записи и чтения, управляется и регулируется шиной управления. На шине управления есть выделенный путь / линия управления для инструкций о команде записи и отдельный путь / строка для управления командой чтения. Сигнал немедленно передается в командную строку записи. Центральный процессор записывает данные или команду, адресованные в память центрального компьютера, и сигнал также отправляется центральным процессором, когда ему необходимо прочитать данные из системной памяти.Этот сигнал позволяет ЦП получать или передавать данные из основной памяти.

С помощью шины управления данные процесса микропроцессора — это то, что делать с выбранной ячейкой памяти. Некоторые управляющие сигналы включают чтение, запись и выборку кода операции. Команды. Обратите внимание на то, что микропроцессор выполняет различные операции с помощью одной и той же шины управления. Шина управления предназначена для всех сигналов синхронизации и управляется в соответствии с сигналом управления от шины управления.

5 、 Расписание шины данных

Настоящее раскрытие в целом относится к электронной связи. Более конкретно, настоящее раскрытие относится к системам и способам кодирования DBI на основе скорости работы.

Инверсия шины данных

(DBI) применяется для повышения целостности питания и сигнала и одновременного снижения энергопотребления. Мы не можем переоценить инверсию шины данных, когда нам нужно передать большое количество данных с максимально возможной скоростью.

Изображение 5: Расписание шины данных

Заключение

Простые шинные системы потерпели серьезное поражение при использовании в компьютерах общего назначения. Все устройства, размещенные непосредственно на шине, должны были работать с одинаковой скоростью, определяемой шиной, поскольку все они использовали единую систему синхронизации. Это стало сложной задачей, когда целью было увеличение скорости центрального процессора. Потому что для этого нужно увеличить скорость всех устройств на шине.

Тогда стало почти непрактичным или экономичным, чтобы все компоненты / устройства компьютера имели ту же скорость, что и ЦП. Таким образом, ЦП должен ждать или работать на очень низкой тактовой частоте, чтобы взаимодействовать с другими устройствами в компьютерной системе. Хотя эта проблема допустима во встроенных системах, она долго не допускалась в компьютерах общего назначения и расширяемых пользователем компьютерах. Такие шинные системы также сложно настроить, если они построены из стандартных готовых инструментов / оборудования.

Изображение 6: Контроллер локальной шины

Микропроцессор обычно представляет собой отдельную микросхему, на контактах которой имеется множество электрических соединений.

Его можно использовать для выбора «адреса» в основной памяти и другого набора выводов для чтения. Запишите данные, хранящиеся в этом месте. В большинстве случаев ЦП и память совместно используют сигнальные характеристики и работают синхронно.

Шина, соединяющая ЦП и память, является одной из определяющих характеристик системы и часто упоминается только как системная шина.Можно позволить периферийным устройствам обмениваться данными с памятью таким же образом, подключив адаптеры в виде карт расширения непосредственно к системной шине. Обычно это осуществляется через какой-либо стандартизированный электрический соединитель, образующий шину расширения или локальную шину.

Однако разница в производительности между процессором и периферийными устройствами сильно различается. Некоторые решения обычно необходимы для того, чтобы периферийные устройства не снижали общую производительность системы и не снижали прямой доступ к памяти.Большинство современных систем сочетают в себе оба решения там, где это необходимо. По мере роста числа потенциальных периферийных устройств использование карты расширения для каждого периферийного устройства становилось все более неприемлемым.

Это привело к появлению шинных систем, специально предназначенных для поддержки нескольких периферийных устройств. Однако эти высокопроизводительные системы, как правило, слишком дороги для реализации в устройствах низкого уровня, таких как мышь. Это привело к параллельной разработке некоторых низкопроизводительных шинных систем для этих решений.Наиболее распространенным примером является стандартизированная универсальная последовательная шина (USB).

% PDF-1.4 % 1 0 obj> / XObject> / ProcSet 57 0 R >> / MediaBox [0 0 612.000 792.000] / Type / Page / Contents 58 0 R >> эндобдж 2 0 obj> / MediaBox [0 0 612.000 792.000] / Тип / Страница / Содержание 59 0 R >> эндобдж 3 0 obj> / ProcSet 57 0 R >> / MediaBox [0 0 612.000 792.000] / Type / Page / Contents 66 0 R >> эндобдж 4 0 объект> / MediaBox [0 0 612,000 792.000] / Тип / Страница / Содержание 67 0 R >> эндобдж 5 0 obj> / ProcSet 57 0 R >> / MediaBox [0 0 612.000 792.000] / Type / Page / Contents 76 0 R >> эндобдж 6 0 obj> / ProcSet 57 0 R >> / MediaBox [0 0 612.000 792.000] / Type / Page / Contents 81 0 R >> эндобдж 7 0 obj> / ProcSet 57 0 R >> / MediaBox [0 0 612.000 792.000] / Type / Page / Contents 88 0 R >> эндобдж 8 0 obj> / MediaBox [0 0 612.000 792.000] / Тип / Страница / Содержание 89 0 R >> эндобдж 9 0 obj> / ProcSet 57 0 R >> / MediaBox [0 0 612,000 792.000] / Тип / Страница / Содержание 110 0 R >> эндобдж 10 0 obj> / ProcSet 57 0 R >> / MediaBox [0 0 612.000 792.000] / Type / Page / Contents 125 0 R >> эндобдж 11 0 obj> / ProcSet 57 0 R >> / MediaBox [0 0 612.000 792.000] / Type / Page / Contents 141 0 R >> эндобдж 12 0 obj> / ProcSet 57 0 R >> / MediaBox [0 0 612.000 792.000] / Type / Page / Contents 160 0 R >> эндобдж 13 0 obj> / ProcSet 57 0 R >> / MediaBox [0 0 612.000 792.000] / Type / Page / Contents 173 0 R >> эндобдж 14 0 obj> / ProcSet 57 0 R >> / MediaBox [0 0 612.000 792.000] / Тип / Страница / Содержание 190 0 R >> эндобдж 15 0 obj> / ProcSet 57 0 R >> / MediaBox [0 0 612.000 792.000] / Type / Page / Contents 209 0 R >> эндобдж 16 0 obj> / ProcSet 57 0 R >> / MediaBox [0 0 612.000 792.000] / Type / Page / Contents 224 0 R >> эндобдж 17 0 obj> / ProcSet 57 0 R >> / MediaBox [0 0 612.000 792.000] / Type / Page / Contents 243 0 R >> эндобдж 18 0 obj> / ProcSet 57 0 R >> / MediaBox [0 0 612.000 792.000] / Type / Page / Contents 258 0 R >> эндобдж 19 0 obj> / ProcSet 57 0 R >> / MediaBox [0 0 612.000 792.000] / Тип / Страница / Содержание 269 0 R >> эндобдж 20 0 obj> / ProcSet 57 0 R >> / MediaBox [0 0 612.000 792.000] / Type / Page / Contents 282 0 R >> эндобдж 21 0 obj> / ProcSet 57 0 R >> / MediaBox [0 0 612.000 792.000] / Type / Page / Contents 292 0 R >> эндобдж 22 0 obj> / ProcSet 57 0 R >> / MediaBox [0 0 612.000 792.000] / Type / Page / Contents 299 0 R >> эндобдж 23 0 obj> / ProcSet 57 0 R >> / MediaBox [0 0 612.000 792.000] / Type / Page / Contents 310 0 R >> эндобдж 24 0 obj> / ProcSet 57 0 R >> / MediaBox [0 0 612.000 792.000] / Тип / Страница / Содержание 321 0 R >> эндобдж 25 0 obj> / ProcSet 57 0 R >> / MediaBox [0 0 612.000 792.000] / Type / Page / Contents 332 0 R >> эндобдж 26 0 obj> / ProcSet 57 0 R >> / MediaBox [0 0 612.000 792.000] / Type / Page / Contents 341 0 R >> эндобдж 27 0 obj> / ProcSet 57 0 R >> / MediaBox [0 0 612.000 792.000] / Type / Page / Contents 358 0 R >> эндобдж 28 0 obj> / ProcSet 57 0 R >> / MediaBox [0 0 612.000 792.000] / Type / Page / Contents 369 0 R >> эндобдж 29 0 obj> / ProcSet 57 0 R >> / MediaBox [0 0 612.000 792.000] / Тип / Страница / Содержание 380 0 R >> эндобдж 30 0 obj> / ProcSet 57 0 R >> / MediaBox [0 0 612.000 792.000] / Type / Page / Contents 393 0 R >> эндобдж 31 0 obj> / ProcSet 57 0 R >> / MediaBox [0 0 612.000 792.000] / Type / Page / Contents 411 0 R >> эндобдж 32 0 obj> / ProcSet 57 0 R >> / MediaBox [0 0 612.000 792.000] / Type / Page / Contents 426 0 R >> эндобдж 33 0 obj> / ProcSet 57 0 R >> / MediaBox [0 0 612.000 792.000] / Type / Page / Contents 439 0 R >> эндобдж 34 0 obj> / ProcSet 57 0 R >> / MediaBox [0 0 612.000 792.000] / Тип / Страница / Содержание 454 0 R >> эндобдж 35 0 obj> / ProcSet 57 0 R >> / MediaBox [0 0 612.000 792.000] / Type / Page / Contents 467 0 R >> эндобдж 36 0 obj> / ProcSet 57 0 R >> / MediaBox [0 0 612.000 792.000] / Type / Page / Contents 478 0 R >> эндобдж 37 0 obj> / ProcSet 57 0 R >> / MediaBox [0 0 612.000 792.000] / Type / Page / Contents 493 0 R >> эндобдж 38 0 obj> / ProcSet 57 0 R >> / MediaBox [0 0 612.000 792.000] / Type / Page / Contents 506 0 R >> эндобдж 39 0 obj> / ProcSet 57 0 R >> / MediaBox [0 0 612.000 792.000] / Тип / Страница / Содержание 519 0 R >> эндобдж 40 0 obj> / ProcSet 57 0 R >> / MediaBox [0 0 612.000 792.000] / Type / Page / Contents 534 0 R >> эндобдж 41 0 obj> / ProcSet 57 0 R >> / MediaBox [0 0 612.000 792.000] / Type / Page / Contents 546 0 R >> эндобдж 42 0 obj> / ProcSet 57 0 R >> / MediaBox [0 0 612.000 792.000] / Type / Page / Contents 555 0 R >> эндобдж 43 0 obj> / ProcSet 576 0 R >> / MediaBox [0 0 612.000 792.000] / Type / Page / Contents 577 0 R >> эндобдж 56 0 obj> поток xwfUy} # m`zQDTQizQH @ (B QQE1Ċ1DIL5 $ TSLϓZ {yhoǽ}.׾ g6lsGӟ = s] wo`m} ғ ‘{U- [mrN8t>; s ܝ wyWd-9y 駟 [{德 H} 3 {uWi /] O ~ = yz [

ml’mHv} ׼5 ~ qc-DV [ m-? xW \ yuQU ܿ. 즛 nzӛKHx4 «deʥQ– + 4 | W \ q} d» 8 묳> ls1. @ ⿷2AGy7G {, ZMhw $; x. |> C ȓ

FAQ: Что такое системная шина в компьютерах и как это используется?

Архитектура компьютера — это сложная работа, которая включает в себя несколько технических компонентов. Специалисты в широком диапазоне технологических профессий используют различные методы и компоненты, такие как системная шина компьютера, для передачи данных и поддержки обработки памяти компьютеров.Если вас интересует карьера в области информатики, понимание концепции системной шины компьютера может расширить ваши теоретические знания для использования в отрасли. В этой статье мы определяем системную шину в компьютерах, объясняем, как она работает, обсуждаем типы и отвечаем на другие часто задаваемые вопросы об этой концепции.

Связано: Руководство по карьере в области компьютерных наук

Что такое системная шина?

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

Конструкция системной шины меняется в зависимости от стиля, размера и потребностей каждой конкретной компьютерной системы. Вы можете настроить системную шину компьютера или позволить системе работать, используя стандартизованный дизайн.Размер и конструкция самой системной шины определяют скорость передачи данных и объем данных, которые шина может передавать за один раз.

Как работает системная шина?

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

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

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

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

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

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

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

Связано: 25 самых популярных вопросов на собеседовании по архитектуре компьютера

Какие типы системной шины?

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

  • Шина данных: Шина данных передает фактические данные между главным процессором компьютера, памятью и всеми другими внутренними компонентами оборудования.Он работает между частями компьютера или устройствами, чтобы увеличить поток данных, передавая данные в центральный процессор или из него или с одного устройства на другое.
  • Адресная шина: Адресная шина сообщает системе, откуда поступают или отправляются данные. Обычно эта шина принимает данные от центрального процессора и сохраняет их в определенном месте в памяти компьютера или наоборот.
  • Шина управления: Шина управления определяет, как работает системная шина, управляя управлением, синхронизацией и координацией шин, чтобы гарантировать передачу данных без искажений.Эта шина важна для точности и безопасности, поскольку она защищает данные во время передачи.

Связанный: 19 Карьерные пути для инженеров-программистов

Как вы используете системную шину?

Вы используете системную шину, управляя стандартными шинами, которые поставляются с компьютером, или устанавливаете и настраиваете свои собственные, что может быть несложным процессом для программиста. Обычно централизованная шина передает команды по линии, пока не достигнет нужной шины.Хотя сложность системы меняется в зависимости от размера компьютера, минимальная система включает по одной шине каждого типа. Если у вас есть контроль над проектированием системной шины в качестве инженера, вы можете решить реализовать уникальное использование системы в соответствии с вашими потребностями.

Два разных подхода к реализации системной шины включают:

  • Синхронный: Синхронная системная шина работает на высокой скорости, потому что она работает вместе с часами компьютера. Этот метод имеет фиксированный протокол для связи и обмена данными, связанными со временем.
  • Асинхронный: Асинхронная системная шина работает независимо от часов с возможностью подключения к различным устройствам или нескольким из них. По сути, это ручной способ управления шиной.

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

В каких профессиях используется системная шина?

Многие ИТ-специалисты и специалисты по технологиям используют системную шину компьютера. Вы можете регулярно взаимодействовать с системными шинами, получив работу в области технологий, защиты данных, разработки программного обеспечения или компьютерной архитектуры.Обычно эти профессии требуют образования, подготовки и опыта в качестве квалификаций для работы. Однако некоторые должности могут проходить обучение без отрыва от производства. Карьерные специалисты, использующие эту технологию, могут включать:

  • Инженер-программист
  • Инженер по обеспечению качества
  • Разработчик полного цикла
  • Инженер-менеджер
  • Инженер по данным
  • Инженер по машинному обучению
  • Компьютеролог

Если вы хотите продолжить Для карьеры в этой области важно понимать различные требования для каждой должности.Некоторые из них могут включать в себя высшее образование и ученые степени, в то время как другие должности требуют определенного сертификата для получения квалификации. Поскольку безопасность данных — важная и развивающаяся область, и эта работа требует обширных технических знаний и навыков, часто лучше получить образование и опыт, чтобы лучше подготовить вас к работе в отрасли.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.