Základní vlastnosti pneumatiky. Systémová sběrnice je nejdůležitějším prvkem počítače

Dobrý den, milí čtenáři tohoto blogu. Velmi často na internetu najdete mnoho nejrůznějších počítačových terminologií, zejména takový koncept jako „System bus“. Málokdo ale ví, co přesně tento počítačový termín znamená. Myslím, že dnešní článek pomůže věci objasnit.

Systémová sběrnice (sběrnice) obsahuje datovou, adresovou a řídicí sběrnici. Každý z nich přenáší své vlastní informace: na datové sběrnici - data, adresy - respektive adresy (zařízení a paměťových buněk), řídicí - řídicí signály pro zařízení. Nyní se ale nebudeme pouštět do džungle teorie organizace počítačové architektury, to přenecháme vysokoškolákům. Fyzicky je dálnice prezentována ve formě (kontaktů) na základní desce.

Není náhodou, že jsem na fotografii u tohoto článku upozornil na nápis „FSB“. Jde o to připojení procesoru k čipové sadě Odpovědí je sběrnice FSB, což je zkratka pro „Front-side bus“ – tedy „přední“ nebo „systémový“. A, která se obvykle používá například při přetaktování procesoru.

Existuje několik druhů sběrnice FSB, například na základních deskách s procesory Intel má sběrnice FSB obvykle různé QPB, ve kterých jsou data přenášena 4krát za hodinový cyklus. Pokud se bavíme o procesorech AMD, pak se data přenášejí 2x za takt a typ sběrnice se nazývá EV6. A v nejnovějších modelech CPU AMD není FSB vůbec, jeho roli hraje nejnovější HyperTransport.

Data jsou tedy přenášena mezi a centrálním procesorem s frekvencí přesahující frekvenci sběrnice FSB 4krát. Proč jen 4x, viz odstavec výše. Ukazuje se, že pokud je v rámečku uvedeno 1600 MHz (efektivní frekvence), ve skutečnosti bude frekvence 400 MHz (skutečná). V budoucnu, až budeme mluvit o přetaktování procesoru (v následujících článcích), se dozvíte, proč je třeba věnovat pozornost tomuto parametru. Zatím si pamatujte, že čím vyšší frekvence, tím lépe.

Mimochodem, nápis "O.C." znamená doslova „přetaktování“, toto je zkratka pro angličtinu. Přetaktování, to jest maximální možná frekvence systémové sběrnice, kterou základní deska podporuje. Systémová sběrnice může bezpečně pracovat na frekvenci výrazně nižší, než je uvedena na obalu, ale ne vyšší než je tato.

Druhý parametr charakterizující systémovou sběrnici je. To je množství informací (dat), které může sám projít za jednu sekundu. Měří se v bitech/s. Šířku pásma lze vypočítat nezávisle pomocí velmi jednoduchého vzorce: frekvence sběrnice (FSB) * šířka sběrnice. O prvním multiplikátoru už víte, druhý násobič odpovídá bitové velikosti procesoru - pamatujete, x64, x86(32)? Všechny moderní procesory jsou již 64bitové.

Dosadíme tedy naše data do vzorce, výsledek je: 1600 * 64 = 102 400 MBit/s = 100 GBit/s = 12,5 GBit/s. Jedná se o šířku pásma dálnice mezi čipsetem a procesorem, přesněji mezi severním můstkem a procesorem. To znamená systém, FSB, procesorové sběrnice - to vše jsou synonyma. Všechny konektory na základní desce - grafická karta, pevný disk, RAM spolu "komunikují" pouze přes dálnice. FSB ale není na základní desce jediné, i když je určitě nejdůležitější.

Jak je patrné z obrázku, sběrnice Front-side (nejhrubší čára) v podstatě propojuje pouze procesor a čipovou sadu a od čipové sady je několik různých sběrnic v jiných směrech: PCI, grafický adaptér, RAM, USB. A vůbec není pravda, že provozní frekvence těchto subbusů by měly být stejné nebo násobky frekvence FSB, ne, mohou být zcela odlišné. U moderních procesorů se však řadič RAM často přesouvá ze severního můstku na samotný procesor, v takovém případě se ukazuje, že neexistuje žádná samostatná sběrnice RAM, všechna data mezi procesorem a RAM jsou přenášena přímo přes FSB na stejné frekvenci na frekvenci FSB.

To je prozatím vše, děkuji.

Jaký je modulární přístup ke stavbě počítačů?

Architektura moderních osobních počítačů je založena na modulárním principu. Umožňuje spotřebiteli dokončit konfiguraci počítače, kterou potřebuje, a v případě potřeby ji upgradovat. Modulární organizace počítače je založena na páteřním (sběrnicovém) principu výměny informací mezi moduly. Výměna informací mezi jednotlivými počítačovými zařízeními probíhá prostřednictvím tří vícebitových sběrnic spojujících všechny moduly: datovou sběrnici, adresovou sběrnici a řídicí sběrnici.

Co je páteřní metoda výměny informací?

Páteřní metoda zajišťuje výměnu informací mezi funkčními a strukturálními moduly různých úrovní pomocí dálnic, které kombinují vstupní a výstupní sběrnice.

Existují jedno-, dvou-, tří- a vícelinkové spoje.

Co je mikroprogramovatelnost?

Mikroprogramovatelnost je způsob, jak implementovat princip řízení programu. Jeho podstatou je, že princip programového řízení platí i pro realizaci řídicího zařízení. Jinými slovy, ovládací zařízení je postaveno úplně stejně jako celý počítač, pouze na mikroúrovni, tzn. Řídicí zařízení má svou vlastní paměť, nazývanou řídicí paměť nebo paměť mikroinstrukcí, svůj vlastní „procesor“ a své vlastní řídicí zařízení.

Jak vypadá architektura počítače se strukturou jediné sběrnice?

Jednosběrnicová architektura je architektura mikroprocesorového systému se společnou pamětí dat a příkazů a společnou sběrnicí pro výměnu s pamětí.

Čtení příkazových kódů ze systémové paměti se provádí pomocí čtecích cyklů. V případě jednosběrnicové architektury se tedy na systémové sběrnici střídají cykly čtení příkazů a cykly přenosu dat (čtení a zápis), ale protokoly výměny zůstávají nezměněny bez ohledu na to, co se přenáší – data nebo příkazy. V jednosběrnicové architektuře se stejná sběrnice používá ke komunikaci s pamětí a hostitelem.

Jak vypadá architektura počítače s vícesběrnicovou strukturou?

Hlavním rysem této architektury je, že pro každý způsob výměny informací s řídící jednotkou je použita samostatná skupina sběrnic: samostatné sběrnice pro programový režim výměny informací s přerušením nebo bez přerušení a pro vstup/výstup informací v přímé paměti přístupový režim, který přenáší datové bloky vysokou rychlostí.

Protokoly výměny dat, strukturu sběrnice a komunikační rychlost pro každou ze skupin sběrnic lze optimálně přizpůsobit řídicí jednotce podle zvolené metody.

Z čeho se skládá von Neumannův stroj?

Von Neumannův stroj se skládá z paměti, vstupních/výstupních zařízení a centrální procesorové jednotky (CPU). Centrální procesor se zase skládá z řídicí jednotky (CU) a aritmeticko-logické jednotky (ALU).

Zobecněný algoritmus pro provoz von Neumannova počítače.

Pomocí externího zařízení se do paměti počítače zadá program.

Řídicí zařízení čte obsah paměťové buňky, kde se nachází první instrukce (příkaz) programu a organizuje její provádění. Příkaz může specifikovat:

Provádějte logické nebo aritmetické operace;

Čtení dat z paměti za účelem provádění aritmetických nebo logických operací;

Záznam výsledků do paměti;

Zadávání dat z externího zařízení do paměti;

Výstup dat z paměti na externí zařízení.

Řídicí zařízení začne provádět příkaz z paměťové buňky, která se nachází bezprostředně po právě provedeném příkazu. Toto pořadí je však možné změnit pomocí instrukcí řídicího přenosu (skoku). Tyto příkazy signalizují řídicímu zařízení, že potřebuje pokračovat ve vykonávání programu, počínaje příkazem obsaženým v jiné paměťové buňce.

Výsledky provádění programu jsou odesílány na externí zařízení v počítači.

Počítač přejde do režimu čekání na signál z externího zařízení.

Struktura vícesběrnicového počítače. Výhody nevýhody.

Hlavním rysem jeho organizace je, že pro každý způsob výměny informací s řídicí jednotkou se používá samostatná skupina sběrnic: samostatné sběrnice pro programový režim výměny informací s přerušením nebo bez přerušení a pro vstup/výstup informací v přímé paměti přístupový režim, který přenáší bloky dat vysokou rychlostí. Protokoly výměny dat, strukturu sběrnice a komunikační rychlost pro každou ze skupin sběrnic lze optimálně přizpůsobit řídicí jednotce podle zvolené metody.

Nevýhodou je větší složitost než u jednosběrnicové struktury a menší standardizace sběrnic.

Struktura jednosběrnicového počítače. Výhody nevýhody.

V tomto případě jsou počítačové bloky kombinovány prostřednictvím jedné skupiny sběrnic, která zahrnuje podmnožiny datových, adresových a řídicích signálních sběrnic. S touto organizací sběrnicového systému probíhá výměna informací mezi procesorem, periferními zařízeními a pamětí podle jediného pravidla, neexistují žádné samostatné vstupně-výstupní příkazy pro přístup k řídicí jednotce v řídicím systému. To umožňuje zvýšit flexibilitu a efektivitu počítače, protože celou sadu příkazů pro přístup do paměti lze použít k přenosu a zpracování obsahu registrů PU. Další důležitou výhodou je navíc jednoduchost struktury sběrnice a minimalizace počtu spojení pro výměnu informací mezi počítačovými zařízeními.

Nevýhody jsou: přítomnost pomalých zařízení na sběrnici, omezení současné výměny dat (ne více než dvě zařízení současně).

13. Vyjmenujte požadavky na moderní počítače.

Požadavky na moderní počítače jsou:

Poměr ceny a výkonu.

Spolehlivost a odolnost proti poruchám.

Škálovatelnost.

Softwarová kompatibilita a mobilita.

Co je spolehlivost?

Spolehlivost počítače je schopnost stroje zachovat si své vlastnosti za daných provozních podmínek po určitou dobu. Následující ukazatele mohou sloužit jako kvantitativní hodnocení spolehlivosti počítače obsahujícího prvky, jejichž porucha vede k poruše celého stroje:

Pravděpodobnost bezporuchového provozu po určitou dobu za daných provozních podmínek;

Počítačová střední doba mezi poruchami;

Průměrná doba obnovení stroje atd.

15. Jak se liší pojem „spolehlivost“ od pojmu „tolerance selhání“?

Na rozdíl od spolehlivosti - schopnosti stroje zachovat si své vlastnosti za daných provozních podmínek po určitou dobu, odolnost proti poruchám je schopnost stroje zachovat si svoji funkčnost i po poruše jedné nebo více dílčích součástí. Tolerance chyb je určena počtem případných po sobě jdoucích jednotlivých poruch komponent, po kterých je zachována provozuschopnost systému jako celku.

Co je škálovatelnost?

Škálovatelnost charakterizuje schopnost počítače plynule zvyšovat výpočetní výkon bez snížení výkonu počítače jako celku. O systému se říká, že je škálovatelný, pokud dokáže zvýšit výkon v poměru k dodatečným zdrojům.

Co je kompatibilita?

Hardwarová kompatibilita označuje schopnost jednoho zařízení logicky nahradit jiné zařízení stejného typu nebo schopnost jednoho zařízení fyzicky i logicky komunikovat s ostatními. V druhém případě se termíny „úplná (hardwarová) kompatibilita“ a „kompatibilita konektorů“ také používají jako synonyma pro kompatibilitu hardwaru.

Softwarová kompatibilita jednoho počítače s druhým je chápána jako schopnost prvního spouštět programy, které byly vyvinuty pro druhý počítač. Různé modely stejné rodiny počítačů mají zpravidla „jednosměrnou“ kompatibilitu, protože počítače pozdějších (starších) modelů jsou obvykle výkonnější (tj. jsou schopny provádět další příkazy, mají více paměti atd. ). V tomto případě se říká, že starší model počítače je sestupně kompatibilní s mladším modelem počítače, přičemž je zdůrazněno, že první model může spouštět programy připravené pro druhý model, ale ne naopak.

Co jsou terminály X?

X terminál je vyhrazený kus hardwaru, který provozuje X server a slouží jako tenký klient. Jsou užitečné v případech, kdy mnoho uživatelů současně používá jeden velký aplikační server.

Co je to sálový počítač?

Sálový počítač (Large Mainframe Computer) je vysoce výkonný počítač se značným množstvím paměti RAM a externí paměti, určený pro organizaci centralizovaného velkokapacitního úložiště dat a provádění intenzivní výpočetní práce. Sálové počítače se obvykle používají pro celočíselné operace, které vyžadují rychlost přenosu dat, spolehlivost a schopnost zpracovávat více procesů současně.

Testy od SPEC.

Hlavním výstupem SPEC jsou testovací sady. Tyto sady jsou vyvinuty SPEC pomocí kódů pocházejících z různých zdrojů. SPEC pracuje na portování těchto kódů na různé platformy a také vytváří nástroje pro přeměnu kódů vybraných jako testy na smysluplnou pracovní zátěž. To je důvod, proč se testy SPEC liší od svobodného softwaru.

V současné době existují dvě základní sady testů SPEC, zaměřené na intenzivní výpočty a měření výkonu procesoru, paměťového systému a efektivity generování kódu kompilátorem. Obvykle jsou tyto testy zaměřeny na operační systém UNIX, ale byly přeneseny i na jiné platformy. Procento času stráveného na operačním systému a I/O funkcích je obecně zanedbatelné.

Funkční schéma ROM.

Klasifikace ROM.

ROM se dělí na:

Maska ROM

Elektricky jednorázově programovatelná ROM

Přeprogramovatelné (RPZU, PROM)

Fuj. RPZU

E-mailem RPZU

54. Fyzický základ paměťového prvku jednorázové programovatelné ROM (obvodu).

Když je propojka přítomna, proud protéká tranzistorem a čte se vysoká úroveň. Pokud je Up vysoká, pak když se tranzistor otevře, proud spálí drát.

55. Fyzický základ paměťového prvku přeprogramovatelné ROM (obvodu).

Přepisovatelná ROM využívá MOSFET s plovoucím hradlem s magnetickou indukcí.

56. Účel a návrh PLM (schéma).

PLM je funkční blok vytvořený na bázi polovodičové technologie a určený k implementaci logických funkcí číslicových systémů. Používají se v řídicích a dekódovacích zařízeních.

57. Vertikální rozšíření paměti (schéma) a jeho účel.

Vertikální rozšíření se používá ke zvětšení adresovatelného úložného prostoru.

58. Horizontální rozšíření paměti (schéma) a jeho účel.

Horizontální rozšíření slouží ke zvýšení kapacity RAM.

Z jakých sběrnic se skládá systémová sběrnice?

Systémová sběrnice obsahuje tři vícebitové sběrnice:

Datová sběrnice – slouží k přenosu dat mezi CPU a pamětí nebo CPU a I/O zařízeními.

Adresová sběrnice - slouží k výběru zařízení nebo paměťových buněk, do kterých jsou data odesílána nebo čtena přes datovou sběrnici. Jednosměrná sběrnice.

Řídicí sběrnice – slouží k přenosu řídicích signálů určujících charakter výměny informací po sběrnici, určená pro paměť a vstupní/výstupní zařízení.

Počítač se skládá z mnoha různých součástí, jako je centrální procesor, paměť, pevný disk, a také obrovské množství přídavných a externích zařízení, jako je obrazovka, myš, klávesnice, zásuvné flash disky a tak dále. To vše musí řídit procesor, vysílat a přijímat data, odesílat signály, měnit stav.

Pro realizaci této interakce jsou všechna počítačová zařízení propojena mezi sebou a s procesorem pomocí sběrnic. Sběrnice je společná cesta, po které se přenášejí informace z jedné komponenty do druhé. V tomto článku se podíváme na hlavní počítačové sběrnice, jejich typy a také na to, jaká zařízení se používají k připojení a proč je to potřeba.

Jak jsem již řekl, sběrnice je zařízení, které umožňuje připojit několik počítačových komponent. Na jednu sběrnici však lze připojit několik zařízení a každá sběrnice má vlastní sadu slotů pro připojení kabelů nebo karet.

Sběrnice je ve skutečnosti sada elektrických vodičů shromážděných ve svazku, mezi nimiž jsou napájecí vodiče a také signální vodiče pro přenos dat. Sběrnice mohou být také vyrobeny nikoli ve formě externích vodičů, ale zabudované do obvodu základní desky.

Na základě způsobu přenosu dat se sběrnice dělí na sériové a paralelní. Sériové sběrnice přenášejí data po jednom vodiči po jednom bitu, u paralelních sběrnic je přenos dat rozdělen mezi více vodičů a lze tedy přenášet více dat.

Typy systémových sběrnic

Všechny počítačové sběrnice lze podle účelu rozdělit do několika typů. Zde jsou:

• Datové sběrnice- všechny sběrnice, které slouží k přenosu dat mezi procesorem počítače a periferiemi. Pro přenos lze použít sériovou i paralelní metodu a současně lze přenášet jeden až osm bitů. Na základě velikosti dat, která lze najednou přenést, se takové sběrnice dělí na 8, 16, 32 a dokonce 64 bitové;
• Adresní autobusy- jsou připojeny k určitým oblastem procesoru a umožňují zapisovat a číst data z paměti RAM;
• Elektrické autobusy- tyto sběrnice zásobují elektřinou různá zařízení k nim připojená;
• Časovač autobusu- tato sběrnice přenáší signál systémových hodin pro synchronizaci periferních zařízení připojených k počítači;
• Prodlužovací autobus- umožňuje připojit další komponenty, jako jsou zvukové nebo TV karty;

Všechny pneumatiky lze přitom rozdělit na dva typy. Jsou to systémové sběrnice nebo interní sběrnice počítače, které spojují procesor s hlavními součástmi počítače na základní desce, jako je paměť. Druhým typem jsou I/O sběrnice, které jsou určeny pro připojení různých periferních zařízení. Tyto sběrnice jsou připojeny k systémové sběrnici pomocí můstku, který je implementován ve formě procesorových čipů.

K I/O sběrnicím je také připojena prodlužovací sběrnice. Právě k těmto sběrnicím jsou připojeny počítačové komponenty jako síťová karta, grafická karta, zvuková karta, pevný disk a další a v tomto článku se na ně podíváme podrobněji.

Zde jsou nejběžnější typy sběrnic v počítači pro rozšíření:

• JE- průmyslová standardní architektura;
• EISA- Rozšířená průmyslová standardní architektura;
• M.C.A.- Micro Channel Architecture;
• VESA- Video Electronics Standards Association;
• PCI- Propojení periferních součástí;
• PCI-E- Peripheral Component Interconnect Express;
• PCMCIA- Personal Computer Memory Card Industry Association (také známá jako PC bus);
• AGP- Zrychlený grafický port;
• SCSI- Rozhraní malých počítačových systémů.

Nyní se podívejme blíže na všechny tyto sběrnice osobních počítačů.

sběrnice ISA

Dříve to byl nejběžnější typ rozšiřující sběrnice. Byl vyvinut společností IBM pro použití v počítači IBM PC-XT. Tato sběrnice měla šířku 8 bitů. To znamená, že bylo možné přenášet 8 bitů nebo jeden bajt najednou. Sběrnice pracovala na taktovací frekvenci 4,77 MHz.

Pro procesor 80286 založený na IBM PC-AT byl návrh sběrnice upraven tak, aby mohl přenášet 16 bitů dat najednou. Někdy se 16bitová verze sběrnice ISA nazývá AT.

Mezi další vylepšení této sběrnice patří použití 24 adresních linek, což umožnilo adresovat 16 megabajtů paměti. Tato sběrnice byla zpětně kompatibilní s 8bitovou variantou, takže zde bylo možné použít všechny staré karty. První verze sběrnice pracovala na frekvenci procesoru 4,77 MHz, ve druhé implementaci byla frekvence zvýšena na 8 MHz.

autobus MCA

IBM vyvinulo tuto sběrnici jako náhradu za ISA pro počítač PS/2, který vyšel v roce 1987. Pneumatika získala ve srovnání s ISA ještě více vylepšení. Frekvence byla například zvýšena na 10 MHz, což vedlo ke zvýšení rychlosti a sběrnice mohla přenášet 16 nebo 32 bitů dat najednou.

Přibyla také technologie Bus Mastering. Každá rozšiřující deska obsahovala miniprocesor; tyto procesory řídily většinu procesů přenosu dat a uvolňovaly zdroje hlavního procesoru.

Jednou z výhod této sběrnice bylo, že připojená zařízení měla svůj vlastní software, což znamenalo, že konfigurace vyžadovala minimální zásah uživatele. Sběrnice MCA již nepodporovala karty ISA a IBM se rozhodlo účtovat jiným výrobcům poplatky za používání této technologie, čímž se stala nepopulární a nyní se nikde nepoužívá.

sběrnice EISA

Tato pneumatika byla vyvinuta skupinou výrobců jako alternativa k MCA. Sběrnice byla uzpůsobena pro přenos dat přes 32bitový kanál s možností přístupu k 4 GB paměti. Stejně jako MCA používala každá karta mikroprocesor a bylo možné instalovat ovladače pomocí disku. Sběrnice ale stále běžela na 8 MHz, aby podporovala karty ISA.

Sloty EISA jsou dvakrát tak hluboké než ISA, pokud je vložena karta ISA, používá pouze horní řadu slotů, zatímco EISA používá všechny sloty. Karty EISA byly drahé a obvykle se používaly na serverech.

autobus VESA

Sběrnice VESA byla vyvinuta za účelem standardizace způsobů přenosu video signálu a vyřešení problému, kdy se každý výrobce snaží přijít s vlastní sběrnicí.

Sběrnice VESA má 32bitový kanál pro přenos dat a může pracovat na frekvencích 25 a 33 MHz. Běžel na stejném taktu jako centrální procesor. To se však stalo problémem, frekvence procesoru se zvyšovala a rychlost grafických karet se musela zvýšit, a čím rychlejší byla periferní zařízení, tím byla dražší. Kvůli tomuto problému byla sběrnice VESA nakonec nahrazena PCI.

Sloty VESA měly další sady konektorů, a proto byly samotné karty velké. Kompatibilita ISA však zůstala zachována.

sběrnice PCI

Peripheral Component Interconnect (PCI) je nejnovější vývoj v oblasti rozšiřujících sběrnic. Je to současný standard pro rozšiřující karty osobních počítačů. Intel tuto technologii vyvinul v roce 1993 pro procesor Pentium. Tato sběrnice propojuje procesor s pamětí a dalšími periferními zařízeními.

PCI podporuje přenos 32 a 64bitových dat, množství přenesených dat se rovná bitové velikosti procesoru, 32bitový procesor bude používat 32bitovou sběrnici a 64bitový procesor 64bitovou sběrnici. Sběrnice pracuje na frekvenci 33 MHz.

PCI může využívat technologii Plug and Play (PnP). Všechny PCI karty podporují PnP. To znamená, že uživatel může připojit novou kartu, zapnout počítač a ta bude automaticky rozpoznána a nakonfigurována.

Je zde podporováno i řízení sběrnice, jsou zde určité možnosti zpracování dat, takže procesor stráví jejich zpracováním méně času. Většina karet PCI pracuje na 5 V, ale existují karty, které vyžadují 3 V.

Autobus AGP

Potřeba přenášet vysoce kvalitní video při vysokých rychlostech vedla k vývoji AGP. Accelerated Graphics Port (AGP) se připojuje k procesoru a pracuje rychlostí sběrnice procesoru. To znamená, že video signály budou přeneseny na grafickou kartu ke zpracování mnohem rychleji.

AGP používá RAM počítače k ​​ukládání 3D obrázků. To v podstatě dává grafické kartě neomezenou video paměť. Pro urychlení přenosu dat vyvinul Intel AGP jako přímou cestu pro přenos dat do paměti. Rozsah přenosových rychlostí je 264 Mbit až 1,5 Gbit.

PCI-Express

Toto je upravená verze standardu PCI, který byl vydán v roce 2002. Zvláštností této sběrnice je, že namísto paralelního připojení všech zařízení ke sběrnici je mezi dvěma zařízeními použito spojení bod-bod. Takových spojení může být až 16.

To poskytuje maximální rychlost přenosu dat. Nový standard také podporuje výměnu zařízení za chodu za chodu počítače.

PC karta

Sběrnice PCICIA (Personal Computer Memory Card Industry Association) byla vytvořena za účelem standardizace datových sběrnic v přenosných počítačích.

sběrnice SCSI

Sběrnici SCSI vyvinul M. Shugart a v roce 1986 ji standardizoval. Tato sběrnice se používá pro připojení různých úložných zařízení, jako jsou pevné disky, DVD mechaniky atd., a také tiskáren a skenerů. Cílem tohoto standardu bylo poskytnout jednotné rozhraní pro správu všech úložných zařízení maximální rychlostí.

sběrnice USB

Jedná se o standard externí sběrnice, který podporuje rychlost přenosu dat až 12 Mbit/s. Jeden port USB (Universal Serial Bus) umožňuje připojit až 127 periferních zařízení, jako jsou myši, modemy, klávesnice a další zařízení USB. Podporováno je také odebírání a vkládání hardwaru za tepla. V současné době existují takové externí USB počítačové sběrnice jako USB 1.0, USB 2.0, USB 3.0, USB 3.1 a USB Type-C.

USB 1.0 bylo vydáno v roce 1996 a podporovalo rychlost přenosu dat až 1,5 Mbps. Standard USB 1.1 již podporoval rychlosti 12 Mb/s pro zařízení, jako jsou pevné disky.

Novější specifikace, USB 2.0, se objevila v roce 2002. Rychlost přenosu dat se zvýšila na 480 Mbit/s, což je 40krát více než dříve.

USB 3.0 se objevilo v roce 2008 a zvýšilo rychlostní standard ještě výše, nyní lze data přenášet rychlostí 5 Gbps. Zvýšil se také počet zařízení, která lze napájet z jednoho portu. USB 3.1 bylo vydáno v roce 2013 a již podporovalo rychlosti až 10 Gbps. Také pro tuto verzi byl vyvinut kompaktní konektor Type-C, ke kterému lze konektor připojit z obou stran.

Pro běžného uživatele není nutné znát strukturu počítače. Pokud se však chcete považovat za pokročilého uživatele, který se snadno vypořádá s jakýmkoli daným počítačovým úkolem, a také plánujete v blízké budoucnosti sestavit svou první systémovou jednotku sami, pak jsou takové znalosti prostě nezbytné.

Počítač nemůže fungovat bez alespoň jednoho z následujících systémů:

1. Procesor.
2. Video karty.
3. Úložné zařízení s náhodným přístupem.

Ale ani všechny tyto komponenty dohromady nebudou schopny fungovat. K tomu je nutné zorganizovat mezi nimi spojení, přes které by byly prováděny logické a výpočetní operace. Takové komunikační systémy organizují sběrnice počítačového systému. Dá se tedy říci, že se jedná o další nenahraditelnou součást systémové jednotky.

Systémová sběrnice

Systémová sběrnice je sada cest přenosu dat, které zajišťují propojený provoz mezi zbývajícími prvky počítače: procesorem, grafickým adaptérem, pevnými disky a dalšími součástmi. Toto zařízení se skládá z několika úrovní:

• mechanické;
• elektrické nebo fyzické;
• logické a kontrolní úrovni.

Primární rozdělení systémových sběrnic

Rozdělení pneumatik je založeno na více faktorech. Primárním ukazatelem je umístění. Podle tohoto ukazatele jsou pneumatiky:

1. Interní, které zajišťují propojení vnitřních součástí systémové jednotky, jako je procesor, RAM, základní deska. Tato systémová sběrnice se také nazývá místní, protože slouží k připojení místních zařízení.
2. Externí, které slouží k připojení externích zařízení (adaptéry, flash disky) k základní desce.

V nejobecnějším případě lze systémovou sběrnicí nazvat jakékoli zařízení, které slouží ke spojení více zařízení do jednoho systému. I síťová připojení, jako je internet, jsou určitým způsobem systémovou sběrnicí.

Nejdůležitější komunikační systém

Veškeré činnosti, které prostřednictvím počítače provádíme – vytváření různých dokumentů, přehrávání hudby, hraní počítačových her – by bez procesoru nebyly možné. Na druhé straně by mikroprocesor nemohl dělat svou práci, pokud by neměl komunikační kanály s dalšími důležitými prvky, jako jsou RAM, ROM, časovače a vstupně/výstupní konektory. Pro zajištění této funkce má počítač systémovou sběrnici procesoru.

Výkon počítače

Pro fungování mikroprocesoru obsahuje systém komunikačních kanálů několik sběrnic najednou. Jedná se o pneumatiky:

Počet prezentovaných typů komunikačních kanálů procesorového systému může být jeden nebo více. Navíc se předpokládá, že čím více sběrnic je nainstalováno, tím větší je celkový výkon počítače.

Důležitým ukazatelem, který také ovlivňuje výkon PC, je šířka pásma systémové sběrnice. Určuje rychlost přenosu informací mezi lokálními systémy elektronického počítače. Je to docela snadné spočítat. Stačí najít součin mezi taktovací frekvencí a množstvím informace, tedy byte, který je přenesen v jednom hodinovém cyklu. Takže u dávno zastaralé sběrnice ISA bude propustnost 16 MB/s, u moderní sběrnice PCI Express bude tato hodnota kolem 533 MB/s.

Typy počítačových sběrnic

Historie výpočetní techniky sahá více než jedno desetiletí zpět. Spolu s vývojem nových komponentů byly vyvíjeny i nové typy systémových sběrnic. Vůbec prvním takovým komunikačním kanálem byl systém ISA. Tato komponenta počítače přenáší data poměrně nízkou rychlostí, ale pro současné fungování klávesnice, monitoru a některých dalších komponent stačí.

Navzdory skutečnosti, že byla vynalezena před více než půl stoletím, je tato systémová sběrnice i dnes aktivně využívána a s jistotou konkuruje modernějším zástupcům. To bylo možné díky vydání velkého množství rozšíření, které zvýšily jeho funkčnost. Teprve v posledních letech se procesory začaly vyrábět bez použití ISA.

Moderní systémové sběrnice

Sběrnice VESA se stala novým slovem v oblasti výpočetní techniky. Navrženo speciálně pro přímé připojení externích zařízení k samotnému procesoru, stále má vysokou rychlost přenosu informací a zajišťuje vysoký výkon procesoru.

Takový systém komunikačních kanálů však není schopen zajistit správnou funkci mikroprocesoru. Proto se do systému implementuje společně s ISA a funguje jako další rozšíření.

To jsou všechny stručné základní informace, které by měly osvětlit jednu z nejdůležitějších součástí moderních počítačů. Je třeba říci, že zde jsou uvedeny pouze ty nejmenší informace o počítačových sběrnicích. Již několik let jsou plně studovány ve speciálních institucích. Tyto podrobné informace jsou nezbytné přímo pro vývoj nových modelů mikroprocesorů nebo pro modernizaci stávajících. Sběrnice PCI je nejbližším konkurentem předchozího zástupce kanálů přenosu dat. Tato systémová sběrnice byla vyvinuta společností Intel speciálně pro výrobu procesorů vlastní značky. Toto zařízení je schopno poskytovat ještě vyšší rychlosti přenosu dat a nevyžaduje další prvky, jako v předchozím příkladu.